1、問題的提出
    大柳塔煤礦是神華集團(tuán)神東煤炭公司下屬的特大型礦井，位于神府東勝礦區(qū)腹地。1998年決定對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，通過挖潛使平峒年產(chǎn)達(dá)到800萬t以上。
    大柳塔煤礦主井膠帶機(jī)全長4620m，帶寬1.2m，帶速4.0m／s，輸送量1800t/h，驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)減速器和限矩型液力耦合器。平峒通過挖潛要達(dá)到800萬t的年生產(chǎn)能力，主井膠帶機(jī)的運(yùn)力就成為挖潛的“瓶頸”。經(jīng)論證，提高帶速，將主井膠帶機(jī)的運(yùn)力由原來的1800t/h提高到2500t/h，即可滿足需要，且投資少，工期短。為了提高運(yùn)力，解決軟起動(dòng)問題，確保設(shè)備安全運(yùn)行，決定采用美國DODGE公司的CST對(duì)該膠帶機(jī)進(jìn)行改造。
2、CST軟啟動(dòng)系統(tǒng)的組成
2.1 CST的組成
    CST由5部分組成：(1)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；(2)電液控制系統(tǒng)；(3)風(fēng)冷熱交換器；(4)油泵控制系統(tǒng)；(5)冷卻控制系統(tǒng)。
2.2 CST的工作原理
    操作者可根據(jù)需要，通過控制器設(shè)置所需要的加速度曲線和起動(dòng)時(shí)間。在收到起動(dòng)信號(hào)后，電機(jī)空載起動(dòng)，達(dá)到額定速度后，液壓系統(tǒng)開始增加離合器反應(yīng)盤系統(tǒng)的壓力。當(dāng)反應(yīng)盤相互作用時(shí)，其輸出力矩將與液壓系統(tǒng)的壓力成正比。裝設(shè)在輸出軸上的速度傳感器，檢測出轉(zhuǎn)速并反饋給控制系統(tǒng)，該速度信號(hào)將與控制系統(tǒng)設(shè)定的加速度曲線比較，其差值將用于調(diào)整反應(yīng)盤壓力，確保穩(wěn)定的加速度斜率。
    在起動(dòng)過程中，離合器滑差所產(chǎn)生的熱量將由流經(jīng)反應(yīng)盤的冷卻液帶走并經(jīng)熱交換系統(tǒng)散熱。冷卻液、減速器潤滑液以及液壓控制系統(tǒng)的液壓油采用相同的油。
    當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)（見圖1），太陽輪(1)驅(qū)動(dòng)3個(gè)行星輪(2)自轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)自由旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒圈(4)，因此，與輸出軸為一體的行星架(3)并不轉(zhuǎn)動(dòng)（行星輪并不繞太陽輪公轉(zhuǎn)）。當(dāng)壓力控制閥增加環(huán)形油缸(5)的壓力時(shí)，離合器的靜止盤和內(nèi)齒圈相聯(lián)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤相互作用，其結(jié)果使內(nèi)齒圈受到力矩作用，轉(zhuǎn)速受到控制，同時(shí)，行星輪在內(nèi)齒圈上滾動(dòng)（行星輪圍繞太陽輪公轉(zhuǎn)）并驅(qū)動(dòng)行星架（輸出軸）轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速之和為常數(shù)。
    反應(yīng)盤系統(tǒng)（圖2）為一線性濕式離合器。傳遞到輸出軸的力矩完全由壓力控制閥的壓力控制。在加速過程中，冷卻油通過反應(yīng)盤上的溝槽（專利技術(shù)）將熱量帶到熱交換器散熱�？刂葡到y(tǒng)實(shí)時(shí)檢測輸出軸轉(zhuǎn)速并隨時(shí)調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力以保證跟蹤所要求的加速度斜率。
    與液力耦合器不同，在穩(wěn)定運(yùn)行階段，CST的反應(yīng)盤像液壓制動(dòng)器一樣完全鎖住，此時(shí)，不產(chǎn)生滑差，沒有效率損失。
2.3 CST與可調(diào)的液力耦舍器的比較
    利用CST可降低30%的基本張力；利用CST后，傳動(dòng)效率可提高13%；采用CST后，膠帶的安全系數(shù)可降低1.9，但安全性能不變。
3、改造方法
    采用CST后相當(dāng)于代替原有的液力耦合器和減速器，并增大其原有的功率。為了提高效率，減少停產(chǎn)時(shí)間，決定在原有設(shè)備基礎(chǔ)上加一塊基礎(chǔ)形成新基礎(chǔ)。具體方法為：
    停產(chǎn)前，在需要增加基礎(chǔ)的一邊開挖并將舊基礎(chǔ)側(cè)打毛，在舊基礎(chǔ)的側(cè)面，打間距為300mm，層距為300mm，深400mm的孔，打j2f20的錨桿，然后澆灌新基礎(chǔ)。這種方法可以節(jié)約大量的時(shí)間，減少因改
4、應(yīng)用效果
4.1  實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)
    改造前，啟動(dòng)過程中輸送帶的帶速的變化除隨驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)外，輸送帶也在按輸送帶本身的周期進(jìn)行振動(dòng)。改造后，輸送帶的啟動(dòng)非常平滑，速度由零逐漸緩慢上升，加速度為連續(xù)的，實(shí)現(xiàn)了無沖擊的軟啟動(dòng)，這樣可以大大延長膠帶及電機(jī)的使用壽命，減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
4.2減少了故障影響時(shí)間
    在改造前每月的故障影響時(shí)間多于30h，改造后每月的故障影響時(shí)間少于lOh，以1999年10月造停產(chǎn)帶來的損失。
    由于在安裝改造前做好了全部準(zhǔn)備工作，因此，我們拆除舊設(shè)備安裝新設(shè)備僅用了48小時(shí)，調(diào)試僅用3天，前后共用5天時(shí)間就恢復(fù)了正常生產(chǎn)。份為例：全月共運(yùn)行628h，故障影響時(shí)間為9h，其中CST故障時(shí)間為35min。由于故障時(shí)間大幅度降低，大大提高了生產(chǎn)效率。
4.3達(dá)到了提高運(yùn)力的目的
    2000年大柳塔煤礦計(jì)劃生產(chǎn)商品煤800萬t，改造后的主井皮帶確保了任務(wù)的完成，截止3月9日，全礦已生產(chǎn)原煤162. 74萬t。其中，2月份僅用27天時(shí)間產(chǎn)煤73.8萬t，創(chuàng)一井一面月產(chǎn)最高紀(jì)錄，綜采設(shè)備的作用得到了很好的發(fā)揮，改造當(dāng)月產(chǎn)煤67.8萬t，創(chuàng)一次采全高一個(gè)綜采隊(duì)最高月產(chǎn)紀(jì)錄。礦井日產(chǎn)3萬t早已不是罕事，最高日產(chǎn)量已達(dá)3. 74萬t。
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