可控起動(dòng)傳輸[CST]系統(tǒng)原理

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1、，，，word，，，完美整理版可控起動(dòng)傳輸（CST）系統(tǒng)第一節(jié)CST系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理為了保證重型輸送機(jī)的平穩(wěn)、安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，必須對(duì)其起、制動(dòng)過渡過程、運(yùn)行狀態(tài)及性能進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)與控制，實(shí)行軟特性可控起動(dòng)與制動(dòng)，延長(zhǎng)起、制動(dòng)時(shí)間，減小速度變化率及其引起的動(dòng)載荷，改善輸送機(jī)的運(yùn)行條件，使驅(qū)動(dòng)裝置、牽引構(gòu)件及張緊裝置的負(fù)載能力與強(qiáng)度得到充分利用，達(dá)到最佳的技術(shù)狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)效果。美國(guó)道奇（DODGE）公司制造的可控起動(dòng)傳輸系統(tǒng)（CONTROLLEDSTARTTRANS-MISSIONSYSTEM，以下簡(jiǎn)稱CST系統(tǒng)）是80年代初研制的機(jī)械減速與液壓控制相結(jié)合的軟特性可

2、控傳輸系統(tǒng)，它具有優(yōu)良的起動(dòng)、停車、調(diào)速和功率平衡性能，是重型刮板輸送機(jī)和長(zhǎng)大帶式輸送機(jī)上較理想的動(dòng)力傳輸裝置。一、主機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)分析CST系統(tǒng)是一個(gè)可進(jìn)行微機(jī)閉環(huán)控制的機(jī)—液傳動(dòng)系統(tǒng)，其主機(jī)部分是一個(gè)帶有反應(yīng)盤濕式摩擦離合器的齒輪減速箱，如圖4—6—1所示。減速器由輸入軸、一對(duì)外嚙合齒輪（斜齒圓柱齒輪或圓錐齒輪）和一套行星輪系的二級(jí)變速裝置及與行星輪托架固接的輸出軸組成。液控反應(yīng)盤濕式摩擦離合器（見圖4—6—2）由動(dòng)摩擦片組、靜摩擦片組及環(huán)行液壓控制油缸組成。動(dòng)摩擦片以圓周外齒嵌于行星輪系環(huán)形內(nèi)齒輪一側(cè)的內(nèi)環(huán)齒中，與內(nèi)齒輪同步旋轉(zhuǎn)；靜摩擦片中心的花鍵孔，可沿固定于機(jī)殼離

3、合器座上的花鍵軸滑移。牽引電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)，經(jīng)外嚙合齒輪驅(qū)動(dòng)太陽輪、行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)。因與帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒軸相聯(lián)接的CST輸出軸上承受很大負(fù)載力矩，輸出軸和行星輪，，，專業(yè)資料參考分享，，，word，，，完美整理版托架不轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪只做自轉(zhuǎn)而不繞太陽輪公轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)內(nèi)齒輪和動(dòng)摩擦片旋轉(zhuǎn)。這時(shí)環(huán)形油缸活塞未擠壓摩擦片，動(dòng)、靜摩擦片間隙較大，未形成傳遞扭矩的油膜，故靜摩擦片并不阻礙動(dòng)摩擦片和內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載起動(dòng)，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，液壓控制器使環(huán)形液壓缸工作，其環(huán)形活塞的擠壓作用，使動(dòng)、靜摩擦片間隙減小，二者間形成傳遞力矩的油膜，增加行星輪系內(nèi)齒輪

4、的旋轉(zhuǎn)阻力矩，即將負(fù)載力矩逐漸加到內(nèi)齒輪上，這時(shí)行星輪則不僅自轉(zhuǎn)，且繞太陽輪公轉(zhuǎn)，其托架和CST輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出力逐漸驅(qū)動(dòng)負(fù)載。輸出力矩值與環(huán)形液壓缸中液體壓力成正比。隨著負(fù)載按設(shè)置加速度起動(dòng)，內(nèi)齒輪亦按相應(yīng)減速度制動(dòng)，輸出軸與內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速成反比。直至動(dòng)、靜摩擦片間無相對(duì)滑移轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)摩擦片和內(nèi)齒輪停轉(zhuǎn)，行星輪托架和CST輸出軸達(dá)到最高轉(zhuǎn)速（滿速）運(yùn)行。改變環(huán)形液壓缸中的壓力，移動(dòng)環(huán)形活塞，即可調(diào)節(jié)動(dòng)、靜摩擦片間隙及滑差，并改變對(duì)內(nèi)齒輪的制動(dòng)力矩及內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)行星輪托架及CST輸出軸和輸送帶驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速，達(dá)到控制帶式輸送機(jī)加、減速率及運(yùn)行速度的目的，實(shí)現(xiàn)

5、軟特性起、制動(dòng)和高、低速運(yùn)行。一、軟起動(dòng)控制特性分析反應(yīng)盤濕式摩擦離合器傳遞力矩方程：（4—6—1）式中——摩擦副數(shù)；——油膜的等效動(dòng)力粘度，N·s/m2；——摩擦面面積，m2；——摩擦面內(nèi)、外圓半徑，m；——主動(dòng)摩擦片的（等于內(nèi)齒輪的）旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s；，，，專業(yè)資料參考分享，，，word，，，完美整理版——從動(dòng)、主動(dòng)摩擦片轉(zhuǎn)速比；——油膜平均厚度，m。一定型號(hào)的CST軟起動(dòng)傳輸系統(tǒng)中，主機(jī)各零部件結(jié)構(gòu)尺寸已定；從動(dòng)摩擦片不旋轉(zhuǎn)，；在一定工況下，油液的等效動(dòng)力粘度基本恒定，則：（4—6—2）式中為一常數(shù)，可稱為CST濕式摩擦離合器力矩傳輸系數(shù)。在系統(tǒng)等加速起動(dòng)過程

6、中，電動(dòng)機(jī)輸出功率基本不變，行星輪架輸出力矩，即CST主機(jī)輸出力矩：（4—6—3）式中；——內(nèi)齒輪與太陽輪齒數(shù)比。根據(jù)能量守恒定律：（4—6—4）令（4—6—2）式中，即：控制起動(dòng)過程中為某一常數(shù)，則：（4—6—5）在系統(tǒng)起動(dòng)過程中，調(diào)節(jié)環(huán)形液壓缸中的壓力P，使?jié)袷侥Σ岭x合器中的油膜厚度隨時(shí)間線懷減小。當(dāng)為常數(shù)時(shí)，內(nèi)齒輪角速度，，，專業(yè)資料參考分享，，，word，，，完美整理版亦呈線性減小，而行星齒輪架角速度即CST主機(jī)輸出軸角速度呈線性增大。起動(dòng)過程中CST內(nèi)齒輪與輸出軸轉(zhuǎn)速變化及轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖4—6—3所示。三、系統(tǒng)組成及控制分析CST系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)減速器、液壓系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)

7、控制系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。1、驅(qū)動(dòng)減速器減速器是CST系統(tǒng)的主機(jī)。典型的CST減速器由一對(duì)斜齒圓柱齒輪（或斜齒圓錐齒輪）和一套行星輪系（一個(gè)太陽輪、三個(gè)行星輪及一個(gè)環(huán)形內(nèi)齒輪）組成。減速器外殼為鋼板裝置式焊接結(jié)構(gòu)，分上、下兩部分，外表平整光潔、質(zhì)量良好。齒輪材料為CrMnNiMo（AISI標(biāo)準(zhǔn)，合金元素含量：Cr0.4%—0.6%；Mn0.75—1%；Ni0.4%—0.7%；Mo0.15—0.25%；C0.4%—0.45%），采用滲碳淬火熱處理工藝，齒面硬度在HRC64以上,精度等級(jí)為AGMA(美國(guó)齒輪制造協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)1