Dodge CST (Controlled Start Transmissiońj to innowacyjne rozwiązanie przekładni mechanicznej z zabudowanym, zintegrowanym ze stopniem planetarnym sprzęgłem mokrym, charakteryzujące się pełną kontrolą momentu obrotowego. Układy CST przystosowane są do rozruchu i zatrzymania w pełni obciążonych przenośników, chroniąc ich wszystkie elementy przed skutkami nagłych przeciążeń. Umożliwiają efektywne wykorzystanie energii silników wysokosprawnych w optymalnym zakresie ich sprawności dzięki funkcji odłączenia w czasie pracy nieobciążonych napędów.

Układ CST - Controlled Start Trans-mission - to niezawodne rozwiązanie, przeznaczone do napędu długich przenośników, jakie stosowane są powszechnie w przemyśle wydobywczym. Napęd CST, w którego skład wchodzą: silnik elektryczny, przekładnia planetarna z zabudowanym wielopłytkowym sprzęgłem mokrym, sterownik PLC, pompa oleju oraz wymiennika ciepła, zapewnia efektywne przekazywanie mocy i momentu obrotowego przy zapewnieniu łagodnego startu i zatrzymania. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie w napędzie przenośników, dla których wymagany jest wysoki moment obrotowy przy starcie, długie czasy rozruchu, precyzyjna kontrola startu oraz konieczności stosowania tak zwanej prędkości rewizyjnej.

CST

Przekładnie CST występują w wersji walcowej oraz kątowej, w zakresie mocy od 150 kW do 2,25 MW. Kluczowym elementem jest zintegrowane ze stopniem planetarnym na wyjściu sprzęgło mokre, które wykorzystywane jest do pełnej kontroli momentu obrotowego, zapobiegając przeciążeniom elektrycznym i mechanicznym.

Start silnika następuje bez obciążenia, zatem silnik może być zasilany bezpośrednio z sieci. Podczas rozruchu następuje powolny docisk płyt sprzęgła mokrego i przekazanie momentu obrotowego na wał wyjściowy przekładni. Następnie sprzęgło przechodzi w tryb pracy ciągłej, a prędkość stabilizuje się na wartości zadanej. Konstrukcja sprzęgła pozwala na zabezpieczenie układu napędowego przed nadmiernym obciążeniem. Znajdujący się między płytami olej ma za zadanie przekazać moment obrotowy oraz usunąć wytworzone ciepło. Płyty cierne sprzęgła charakteryzują się długą żywotnością, ponieważ dzięki powstaniu filmu olejowego nie występuje tu bezpośredni kontakt między nimi. Układ CST nadzorowany jest przez sterownik PLC, który może kontrolować pracę do 4 reduktorów w zakresie parametrów takich, jak: wartość przenoszonego momentu, czas startu i wyhamowania, ciśnienie dociskające sprzęgło, temperatury w zadanych punktach, stan wymiennika ciepła, stan filtra oleju, prędkość obrotowa wału wyjściowego, wykrywanie przeciążenia, załączanie poszczególnych silników. Sterownik posiada wbudowane funkcje zabezpieczające przed zjawiskiem rozbiegania się przenośnika, pozwala również na przesyłanie danych do nadrzędnych systemów sterowania.

Zastosowanie w CST zintegrowanego z przekładnią sprzęgła w znacznym stopniu eliminuje negatywny wpływ przeciążeń na działanie układu. W przeciwieństwie do klasycznych rozwiązań zapewniających łagodny start, gdzie sprzęgło hydrokinetyczne zainstalowanie jest na wejściu przekładni i chroni tylko silnik, w układzie CST chroniona jest również przekładnia, taśma i pozostałe części przenośnika.

Silnik

Silniki dedykowane do aplikacji w górniczych strefach bezpiecznych oparte zostały na sprawdzonej i niezawodnej platformie silników żeliwnych M3BP i uwzględniają szereg cech pozwalających sprostać najbardziej wymagającym warunkom pracy, przy jednoczesnym zachowaniu najwyższej sprawności.

Typoszereg silników obejmuje jednostki o mocach do 1000 kW, zakres wzniosu wału wg IEC do 450 mm. Zakres standardowych prędkości rozciąga się na jednostki od 2 do 8 biegunów, silniki o niższych prędkościach dostępne są na żądanie. Silniki mogą być zasilane napięciami do 1300 V.

Konstrukcja mechaniczna silników pozwala na ich zastosowanie w ekstremalnych warunkach przemysłu wydobywczego. Każdy silnik standardowo wykonany jest w stopniu ochrony IP66, a od wznosu wału 160 mm zastosowano uszczelnienia labiryntowe. Konstrukcję mechaniczną uzupełnia metalowy przewietrznik.

Wszystkie silniki odznaczają się sprawnością co najmniej w klasie IE3, a znaczna część silników o większych mocach osiąga klasę sprawności IE4 przy zastosowaniu klasycznej konstrukcji klatkowej z klatką aluminiową.

Efektywność

Efektywne wykorzystanie energii jest jednym z głównych czynników, które przemawiają za zastosowaniem układu CST do napędu przenośników taśmowych. W przypadku startu pod pełnym obciążeniem rozruch następuje z wykorzystaniem wszystkich napędów - głównego i pomocniczych. Unikalną cechą, która nie występuje w innych rozwiązaniach tego typu, jest możliwość odłączenia przekładni pomocniczych bez zatrzymywania przenośnika w przypadku niższego zapotrzebowania mocy. Pozwala to na optymalne wykorzystanie silników w zakresie ich najwyższej sprawności.

Warto zauważyć, że wysoka sprawność układu nie oznacza jedynie niższych rachunków za energię elektryczną - wyższa sprawność oznacza bowiem mniejsze straty wydzielane w postaci ciepła, co w przypadku silników oznacza lepsze warunki pracy dla łożysk i izolacji uzwojeń, zatem dłuższą ich żywotność. Podobnie jest w przypadku przekładni - dłuższa żywotność elementów zębatych, łożysk, uszczelnień, środka smarnego wpływa na wydłużenie okresu bezawaryjnej pracy napędu.

Optymalizacja warunków pracy pozwala na redukcję częstotliwości przeglądów okresowych, czyli planowanych przestojów, co skutkuje zwiększeniem dostępności jednostki napędowej przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka awarii.

Podsumowanie

Układy CST są powszechnie stosowane do napędu przenośników na całym świecie. W ciągu kilkunastu lat CST dostarczono do ponad 3000 instalacji. Pierwszą kompletną instalacją w Europie jest zabudowa napędów do 700 m linii transportowej w kopalni Titania w Norwegii.

Zastosowanie technologii CST w pakiecie z wysokosprawnymi silnikami ABB pozwala na czerpanie szerokich korzyści płynących z zastosowania układów dostarczanych kompleksowo przez jednego producenta.