1的结构和工作原理

　　1.1　结构特点　蜗杆的螺旋升角决定了蜗轮、蜗杆机构为单向，反向自锁。蜗轮没有和电缆卷筒轴直接联接，而是通过(tōng guò)滚动轴承相联，本身无法传递力矩。其两侧的摩擦片和调整螺母分别通过键和螺纹联接与卷筒轴实现一体式。其中摩擦片和蜗轮端面进行了特殊加工处理(chǔ lǐ)，表面有不同深度的螺纹。这样当摩擦片在压簧（huáng）的压紧作用下与蜗轮的两端面贴合时 ,其接触面间会形成油膜 ,能够传递摩擦力矩。摩擦力矩的大小可通过调整压簧的压紧力来调整 ,使之与负载力矩相匹配。
　　1.2 工作原理
　　取料机工作时，随大车的行走控制（control)电缆（Cable)要进行卷缆和放缆两种动作，通过(tōng guò)换向器实现卷、放缆的自动转换。所需电缆的长度为大车行走路程的1/2即可（取料机行走路程为1200m）。在整个路程的中间位置时卷筒上电缆的回转半径最大。
　　卷缆时，马达通过蜗轮、蜗杆机构（organization)及摩擦制动机构的摩擦力矩将驱动力矩传递（transmission)给卷筒回转轴，带动卷筒实现卷缆作业。随着大车的行走，电缆回转半径R不断增大。当卷筒轴所承受的负载（load）转矩小于摩擦制动装置作用于蜗轮端面的摩擦力矩时，蜗轮与摩擦片间不发生相对滑动，卷缆线速度逐渐增大（电缆卷筒的角速度不变，但卷缆半径R逐渐增大）。当卷缆线速度大于大车行走速度时，电缆出现过紧现象。由于电缆拉紧力F增大，负载力矩增大（T=FR）。当负载力矩大于摩擦力矩时，摩擦片与蜗轮端面发生相对滑动（打滑），使卷缆速度与取料机行走速度相匹配。当取料机停止、行走电机断电时，由于蜗轮、蜗杆机构的反向自锁，摩擦制动机构会通过摩擦片与蜗轮端面间的摩擦力矩与外部回转力矩平衡，从而实现准确制动。
　　放缆时，驱动马达停止工作，蜗轮和蜗杆反向自锁。由于电缆（Cable)的自重和取料机行走时对电缆的拉力作用，卷筒轴带动摩擦片与蜗轮端面间发生相对滑动，从而实现放缆速度与取料机行走速度的匹配。
　　2 故障现象
　　及原因分析由于设计缺陷和使用频繁（frequency)等原因，该蜗轮、蜗杆蜗杆底部轴承温升过快，基本上取料机移动1个垛位（长50m）后，该轴承温度（temperature)可达70℃，在此工况下连续工作一段时间后，轴承的保持架、内外圈和滚珠均出现不同程度的损坏，严重时会出现蜗杆下端盖被磨穿的恶性事故，导致(cause)该减速箱不能继续工作，进而使电缆（Cable)不能卷、放，取料机停止工作。
　　该减速箱为意大利SPECIMASELECTRAGROUP公司(Company)制造，经过解体发现，蜗杆上部、底部轴承(bearing)均为双列向心球轴承，且蜗杆由底部端盖作轴向定位支撑（sustain）。蜗杆、蜗轮完好无损，而且制造精度相当高。从损坏现象可知，蜗杆受一较大的轴向力作用（尤其在卷缆作业时），而其本身的两盘轴承是双列向心球轴承，轴向承载能力非常弱。卷缆时蜗杆受一向下的轴向力，最初使轴承发热，然后轴承局部磨损、损坏，再后来使支撑该轴承的下端盖局部磨损乃至磨穿。因此我们断定，设计者可能忽略了蜗杆下部轴承所要承受的轴向力，或者认为该轴向力不够大，该种轴承可以满足要求。经过试验和分析我们认为，发生故障的主要原因是轴承选择(xuanze)不合适。
　　3 改造方案(fāng àn)
（1）解决这个问题，最直接的方案(fāng àn)是选择向心推力轴承(bearing)，其既可以承受径向载荷，又可以承受轴向载荷，但要保证其承受径向载荷能力不能小于原轴承。行星齿轮减速机又称为行星减速机，伺服减速机。在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。但是，在满足上述要求的情况(Condition)下，可选择的轴承尺寸均不符合原安装位置的要求。
（2）在蜗杆直径不小于原尺寸的条件下更换蜗杆，以满足所选轴承的安装要求，同时机体上的轴承孔也需加工。显然，这种做法不经济(jīng jì)，维修工期长，且加工精度难以保证。
（3）原结构不变，延长蜗杆下端尺寸，辅以另一盘向心推力轴承，这样可以在所承受径向载荷无问题(Emerson)的条件下，只考虑所受轴向载荷。换言之，新增轴承只校核其轴向承载能力即可。蜗杆长度加长后，安装位置（position )应重新考虑。具体方案如下：
　　利用蜗杆下头部带螺纹的部分与一阶梯轴相连，阶梯轴的下部安装新增推力轴承(bearing)，新端盖作为其轴承座。行星齿轮减速机相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的 扭矩/体积比,终身免维护等特点。硬齿面齿轮减速机传动的效率是所有传动式中效率最高的一种，其效率比蜗杆传动要高的多。齿轮减速机的效率主要由齿轮及轴承的摩擦决定。加工工序是，阶梯轴做内螺纹与蜗杆下部外螺纹相匹配，阶梯轴长度和直径均留一定的加工量，待两轴相连后，精加工新轴承安装位，以确保两轴的同心度。
　　4 实施效果
　　上述改造没有使机体发生很大的变动，既节约了成本，又缩短了维护修理工期。3年多来，一直运行稳定、可靠。