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1、机械工程学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目：CST（可控启动传输）系统的结构及性能分析学生： 指导教师：专业班级：机械设计制造及其自动化机测2010年3月31日1.课题名称：直角轴CST设计2.课题研究背景：一．CST产生背景由于带式输送机具有运行可靠、连续、高效和对地形适应性强等优点，已成为现代散状物料连续运输的主要设备。国外输送线长已达100Km，单机长达37Km，带速达7.4m/s，运量达7500t/h，国内输送机也正在向着长距离、高带速、大运量、大倾角、大功率的方向发展。目前国内也有长达10Km的皮带机在运
2、行中。近年来，国外对带式输送机相关理论的研究取得了很大进展，带式输送机主要部件的技术性能也明显提高，为带式输送机向长距离、大型化方向发展奠定了基础。随着对长距离带式输送机的可靠性和经济性要求的不断提高，大型皮带机拖动控制系统也有了很大的发展。主要表现在由机械驱动系统向变频调速驱动发展。针对皮带运输机存在：启动过程中对电网冲击严重，胶带的动张力变化剧烈，胶带输送机重载情况下启动困难及破坏胶带接头等现象。因此目前对拖动技术的要求越来越高,基本要求是:①控制简单,启动特性好,调速性能好,启动转距大;②节能;③工作可靠,维护量小;④价格
3、适中。为了解决上诉问题，CST由此产生。二．什么是CSTCST是ControlledStartingTransmission的缩写，中文名称为可控起动传输装置。CST是一种新型机电一体化产品，它由多级齿轮减速器、湿式线形离合器、液压控制系统组成。它是专门为平滑启动运送大惯性载荷，如长距离、大运量的皮带输送机而设计的。CST的输出扭矩由液压控制系统控制，它随着离合器上所加的液压压力而变化。一条皮带可以由一台电动机及一台CST驱动，也可以由多台电动机及多台CST驱动。驱动电动机在皮带机启动之前，此时CST的输出轴保持不动，当驱动电动
4、机达到满转速时，控制系统逐渐增加每台CST离合器上的液压压力，启动皮带机并逐渐加速到满速度。这使得皮带机在被加速至满速度之前有一个缓慢而均匀的预拉伸过程。加速时间可以根据需要在规定范围内进行调整。启动驱动电动机可以按顺序空载启动，所以电动机的冲击电流非常小。由于驱动电动机可以根据运行负载进行选择而不必根据启动负载选择，所以CST驱动系统可以选用功率较小的电动机。同样CST也可以象控制皮带机的启动那样控制皮带机的停车，通过延长停车时间可以降低对胶带的动态冲击力。典型的CST系统由以下部分组成:(1)机械传动系统;(2)电 —液控制
5、系统;(3)风冷热交换器;(4)油泵系统;(5)冷却控制系统。三．CST的作用1．能使鼠笼式异步电动机空载起动，又能利用其尖峰力矩作为起动力矩,提高其起动能力，缩短了电动机起动时间，从而使工作机滞后于电动机起动。电动机能在很短的时间内起动完毕,以额定转速运转，有效地防止过热，同时减小了设备起动对电网的冲击，与之相配的电器元件的容量及规格相对减小，有一定的节能作用。2．.采用CST后,使该胶带机起动更平稳。CST可调整胶带机的起动时间,一般在30~240秒之间调整。主平硐胶带机设计起动时间为160秒,起动加速度仅为0.028m/s
6、2,使该胶带机在起动时所受冲击很小,且非常平稳。3．降低了电机总功率。通过计算,该胶带机所需的轴功率为3800kW。若按传统带式机设计(不选用CST),起动系数KA=1.3~1.5,所需电动机总功率5812kW(KA=1.3、机械效率为0.85)。选用CST后,延长了起动时间、降低起动加速度,同时降低了起动系数(KA=1.05)。此时所需电动机总功率为4694kW(仍取机械效率为0.85)。该胶带机选用了3台1600kW电动机,驱动总功率为4800kW,大大降低了电动机功率。4．降低了输送带起动时的最大张力。采用CST后,主平硐
7、胶带机在起动时发生了很大变化。实践表明,空载起动时输送带最大张力由389kN降为299kN;满载起动时最大张力由1310kN降为1066kN,使输送带更安全,同时延长了使用寿命。5．使该胶带机运行更可靠:1)在多电动机驱动时,采用CST的驱动装置,可以消除因带式的弹性变形、机械传动的效率差别、驱动滚筒的尺寸误差、电机的力矩-转速特性差异造成的各电动机负荷不均衡,CST可将多台驱动单元之间的功率不平衡系数控制在一定范围之内,从而降低了胶带机对电动机功率的要求;2)CST可设定额定功率及最大功率限制,对胶带机进行过载保护,以免对滚筒
8、、托辊、胶带、电动机及结构件所造成的损害。6．CST可为该胶带机提供所需的验带速度。现场可以调整CST在空载条件下的验带速度,使之在额定速度的15%~99%之内调整,即主平硐胶带机的验带速度可在0.675~4.455m/s之内调整,用户可根据需要任意选择,此时可
