CN103124616B - 用于砂轮的修整装置及其在无心核燃料芯块磨床中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于砂轮(2)的修整装置(1)，包括：套筒(10)，所述套筒用于横向地将刚玉杆(3)保持在适当位置，并且沿着所述刚玉杆(3)的纵向轴线(X)导向所述刚玉杆(3)；活塞(11)，所述活塞用于将恒定推力施加至被保持在适当位置并且在所述套筒中被导向与所述砂轮(2)相接触的所述刚玉杆(3)；构件(4、40、41)，所述构件用于将活塞杆(110)连接至所述刚玉杆的端部；以及线性导向构件(13)，所述线性导向构件(13)用于所述套筒平行于所述砂轮的轴线(Y)平移所述刚玉杆，同时在恒力的作用下所述杆被保持为压靠至所述砂轮。本发明可被用于无心磨床中，其中，所述砂轮(2)具有磨削核燃料芯块的功能。

Description

用于砂轮的修整装置及其在无心核燃料芯块磨床中的应用

技术领域

本发明涉及一种基于金刚砂的用于修整砂轮的装置。

更具体地，本发明的目的在于提高修整的效率和可靠性。

具体地，本发明的用于修整砂轮的装置被用于无心磨床，其中，砂轮的功能是磨削核燃料芯块的直径。

背景技术

无心磨削是一种在磨削圆柱形零件尤其是核燃料芯块方面有利的磨削方法。

无心磨床通常包括两个砂轮，其中的一个砂轮是驱动轮，用于在砂轮上转动芯块，当为核燃料芯块时使它们在被称作导料槽的导轨上前进，另一个砂轮具有加工功能，换句话说，具有磨削芯块直径的功能。

砂轮通常包括基于金刚石的带，带通过环绕所述带周围的金属粘结剂或树脂固定并用作磨削元件。三种类型的带被用于核燃料芯块的砂轮：一种用于芯块的粗加工，另一种用于芯块的半精加工，第三种用于芯块的精加工。

砂轮的加工效率取决于金刚石的情况和轮的阻塞状态。利用刚玉杆通过修整磨快砂轮。

通常，手工修整在用于核燃料芯块的无心磨床中的砂轮。因此，操作者使用工具将刚玉杆经位于磨床所在的框架背面的检测孔(access hatch)插入。然后，操作者试图以最好的可能方式定位刚玉杆，换句话说，尽可能接近垂直于砂轮来定位刚玉杆。随后，操作者轻轻手动按压刚玉杆以使刚玉杆与砂轮接触，从而使得杆在砂轮上施加压力。当施加该力时，操作者不遗余力地试图移动刚玉杆覆盖砂轮的整个宽度。操作者可能消耗高达约十个刚玉杆以达到令人满意的修整操作。该操作对于操作者可引入严重风险，以及由框架中刚玉杆破碎而损坏砂轮的风险。发展砂轮修整工具以防止这些风险并提高修整。

可取地是，进一步提高砂轮的修整质量。

因此，本发明的一般目的在于提高砂轮的修整质量从而提高固定部分(ground part)，更具体为核燃料芯块。

本发明的具体目的在于降低由于操作者根据技术的状态进行的手工修整所引起的风险以及砂轮的损坏风险。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种用于修整砂轮的装置，根据本发明的装置基本包括：套筒，所述套筒用于横向地将刚玉杆保持在适当位置，并且沿着所述刚玉杆的纵向轴线导向所述刚玉杆；活塞，所述活塞用于将恒定推力施加至被保持在适当位置并且在所述套筒中被导向与所述砂轮相接触的所述刚玉杆；构件，所述构件用于将活塞杆连接至所述刚玉杆的端部；以及线性导向构件，所述线性导向构件(13)用于所述套筒平行于所述砂轮的轴线(Y)平移所述刚玉杆，同时在恒力的作用下所述杆被保持为压靠至所述砂轮。

因此，根据本发明的修整装置最大限度地降低了风险并使得修整更加有效，更加精确并且更加可靠。根据本发明的修整装置延长了砂轮的使用寿命且提高了例如核燃料芯块固定的部件的质量。

根据一实施方式，所述套筒包括沟槽，所述沟槽在顶部开口并且具有横向于其纵向轴线的U型横截面。

有利地，用于导向所述刚玉杆的三个导向辊以大约相同的纵向距离被安装在所述套筒中，其中的两个辊彼此相对地被安装在所述沟槽的U的腿上，第三个辊被安装在所述沟槽的U的顶部，所述辊和所述沟槽的U的底部之间的空间的尺寸与所述刚玉杆的公称横向尺寸一致。因此，辊促进了刚玉杆的导向，降低了摩擦，在所述套筒中所述刚玉杆具有抗震功能。

优选地，所述活塞为双动活塞，以便于所述活塞也能够控制从所述砂轮至所述刚玉杆的距离。

优选地，所述活塞为通过减压器调节的气动活塞。在待修整的砂轮上没有过多压力的情况下，调节的气动活塞的压力确保了有效的修整。

优选地，所述线性导向构件由起干燥作用的轨道组成。从而，在手套箱的环境中，线性干燥型导向件避免了在手套箱中对减速剂的存在需求，换句话说，它避免了额外的风险性并防止了通过所述减速剂对待研磨的部件例如核燃料芯块的污染。

根据本发明的装置可包括所述线性导向构件的两个限制止动器，以限制所述刚玉杆在所述砂轮的宽度上的移动。

有利地，所述装置包括：支架，所述支架为彼此相对枢转的两个部分的形式，所述支架的下部被所述线性导向构件持续地导向，所述支架的上部在静止位置和修整位置之间枢转，在所述静止位置，所述套筒大约平行于所述砂轮的中心线，在所述修整位置，所述套筒大约垂直于所述砂轮的轴。

本发明也可包括用于枢转所述支架的所述上部的手动联锁杆。

本发明还涉及一种被用于修整砂轮的修整组件，包括刚玉杆和部件，所述部件的一端部被模压在所述刚玉杆上，所述部件的另一端部包括沟槽，所述沟槽形成榫眼以用于容纳根据上述装置的所述活塞的轴，所述活塞的轴形成凸榫，并且在所述凸榫和所述榫眼之间形成楔形榫组件。从而，以这种方式彼此固定的刚玉杆和活塞，可通过双动活塞调节从砂轮到刚玉杆的距离。

所述部件可包括夹持销，所述夹持销用于当所述刚玉杆为新的时将所述刚玉杆手动插入至所述套筒；当所述刚玉杆磨损时，手动移除所述刚玉杆。

本发明还涉及一种用于部件的无心磨床，包括：使所述部件前进的驱动轮；以及磨削所述部件的面向所述驱动轮设置的砂轮；以及根据上述用于所述砂轮的修整装置，所述装置靠近所述砂轮设置并且在所述驱动轮的对面面向它。

无心磨床非常适用于核燃料芯块的磨削。

附图说明

在阅读以下给出的详细描述并结合附图之后，其他优点和特征将更加清楚，其中：

图1示出了根据本发明的修整装置在用固定的刚玉杆被安装靠近待修整的砂轮的配置的俯视图；

图2为根据图1的装置的纵向截面图；

图2A和图2B为图2的细节图；

图3示出了根据本发明的带有刚玉杆的修整装置；

图4为根据本发明的修整装置被安装在位于手套箱中的用于核燃料芯块的无心磨床中的立体图。

具体实施方式

术语“下(lower)”，“上(upper)”，“以下(below)”和“以上(above)”应被认为是修整装置1和刚玉杆的安装配置，换句话说，刚玉杆为近似水平的。

示出了根据本发明的修整装置1被安装靠近待磨快的砂轮2的配置。

如图所示，装置1通过螺钉21被固定至支撑砂轮的框架20。

首先，修整装置1包括套筒10，套筒10用于横向地将刚玉杆3保持在适当位置，并且沿着刚玉杆3的纵向轴线X导向刚玉杆3。

如图所示，套筒10包括在顶部开口的并且具有横向于其纵向轴线的U型横截面的沟槽。

从图2B可见，刚玉杆的三个导向辊100、101、102以大约相同的纵向尺寸被安装在套筒10中，导向辊的端部非常靠近待磨快的砂轮2。更准确地说，一个辊100被安装在套筒的沟槽的U的顶部，另外两个辊101、102中的每一个分别被安装在沟槽的U的一个腿上，这两个辊彼此相对。因此，在辊100、101、102和沟槽的U的底部10A之间所界定的空间的尺寸与刚玉杆3的公称横向尺寸(nominal transverse dimension)一致(图2B)。

装置1还包括双动气动活塞(double acting pneumatic ram)11，用以将恒定推力施加至被保持在合适位置并在套筒10中被导向与砂轮2相接触的刚玉杆3。

活塞杆(ram shaft)110利用凸榫/榫眼系统被固定至刚玉杆3。更确切地，中间固定部件4被提供在刚玉杆3和活塞11的杆之间。图3中更清晰地示出，部件4的一端部40被模压在刚玉杆3上。部件4包括在其另一端部的沟槽41，沟槽41形成榫眼以用于容纳形成凸榫的活塞杆110，并且在凸榫和榫眼之间形成楔形榫组件(dovetail assembly)。中间部件4还包括夹持销42，该夹持销42用于将新的刚玉杆4手动插入至套筒10以及用于当刚玉杆4磨损时从套筒10中移除该刚玉杆4。

套筒10和双动活塞11被安装在支架12的上部120上。

支架12为彼此相对枢转的两个部分120、121的形式。支架的下部121被自由地安装以在平行于砂轮2的Y轴的线性导向轨13上持续地滑行。在不改变位于修整位置的套筒10和砂轮2之间的距离的情况下，线性导向系统在砂轮2的整个宽度上移动套筒10。当修整在严格控制的环境中进行时，例如在用于核燃料芯块的无心磨床的手套箱中，导轨所实现的导向是非常干燥的(dry)；从而避免了在手套箱中调速剂的存在(更为危机)以及芯块的污染。

支架12的上部120在套筒10大约平行于砂轮2的Y轴的静止位置和图1、2、3所示出的套筒10大约垂直于砂轮2的轴的修整位置之间自由枢转。因此，在实施方式中示出，套筒10能够以90°的角度枢转。

换句话说，对于修整装置，由套筒10和双动活塞11构成的修整装置的工具部分可被推进两个位置：

-静止位置，在该位置，套筒的X轴和砂轮2的Y轴平行；该位置在替换磨损的刚玉杆时使用；

-修整位置，在该位置，套筒的X轴和砂轮2的Y轴是垂直的。

通过紧固联锁杆14而锁定支架12的两个部分120、121之间的枢转。联锁杆14包括固定在支架12的上部120上的螺钉140以及在两个位置(静止和修整)的各自的合适位置中抓握工具部分10、11的可转位手柄141。通过拧松联锁杆14及其螺钉140并且通过螺钉140在支架12的上部120上形成的开口1200中的滑动，工具部分10、11枢转。开口1200具有90°的角长，这使得工具部分10、11从0°(静止位置)至90°(修整位置)转动。

因此，借由平行于砂轮2的Y轴安装的导向轨13和枢转至修整位置的工具部分10、11，线性地垂直于砂轮的整个宽度地导向套筒10；在修整过程中，刚玉杆3实际平行于砂轮移动，并且通过具有恒定压力的活塞被持续压向砂轮。

未示出的螺钉被固定至支架的下部121的各个面上，其功能是调节装置1的工具部分10、11相对于砂轮2的移动，这就确保了刚玉杆3不会凸出而超过待磨快的砂轮2的边缘。

图3示出了在被组装至工具部分10、11以及在修整操作之前所包括的修整组件，该组件包括刚玉杆3和部件4，杆3可调节地被夹持到部件4的端部40上。部件4可被模压在刚玉杆3上。部件4包括在其另一端部的沟槽41，以利用如上所述的凸榫/榫眼组件将其固定至活塞11的杆110。最后，提供夹持销42以能够将新的刚玉杆插入至套筒10的沟槽，并且当刚玉杆磨损时，移除该刚玉杆。销42可以例如被压入或粘合至部分4。

图4示出了根据本发明的修整装置1被放置在用于核燃料芯块的无心磨床5中且其本身位于手套箱中的立体图。更确切地，无心磨床5包括驱动轮6，用以通过自身的转动向前移动芯块；以及面向驱动轮装配的砂轮2，用以磨削核燃料芯块。根据本发明的修整装置靠近砂轮2布置且在驱动轮6的对面面向它。

在这种情况下，通过盖22限制砂轮2。手套箱包括检测孔(未示出)，该检测孔通常被设计用于提供至砂轮的通道。修整装置1被布置在砂轮通道窗口的前方；操作者用在手套箱的手套中的双手能够使装置的工具部分10、11或装置的任何其他元件经门到达手动联锁杆44。

尽管给出了在磨削核燃料芯块的无心磨床中的应用的描述，修整装置可被用于任何需要可靠且有效的砂轮的修整的应用中。

根据本发明的已描述的装置也可使用刚玉以外的材料以使砂轮更锋利。它可以是具有硬度相当于刚玉以及可用于提高基于金刚石颗粒的轮更锋利的任何材料，例如氧化铝，碳化硅或石英基磨料。

Claims (13)

1.一种用于修整砂轮(2)的装置(1)，包括：套筒(10)，所述套筒(10)用于横向地将刚玉杆(3)保持在适当位置，并且沿着所述刚玉杆(3)的纵向轴线(X)导向所述刚玉杆(3)；活塞(11)，所述活塞(11)用于将恒定推力施加至被保持在适当位置并且在所述套筒中被导向与所述砂轮(2)相接触的所述刚玉杆(3)；构件(4、40、41)，所述构件(4、40、41)用于将活塞杆(110)连接至所述刚玉杆的端部；以及线性导向构件(13)，所述线性导向构件(13)用于所述套筒平行于所述砂轮的轴线(Y)平移所述刚玉杆，同时在恒力的作用下所述刚玉杆被保持为压靠至所述砂轮。

2.根据权利要求1所述的用于修整砂轮的装置(1)，其中，所述套筒包括沟槽，所述沟槽在顶部开口并且具有横向于其纵向轴线的U型横截面。

3.根据权利要求2所述的用于修整砂轮的装置(1)，包括：用于导向所述刚玉杆的三个导向辊(100、101、102)，所述导向辊(100、101、102)以大约相同的纵向距离被安装在所述套筒中，其中的两个导向辊(101、102)彼此相对地被安装在所述沟槽的U的腿上，第三个导向辊(100)被安装在所述沟槽的U的顶部，所述导向辊和所述沟槽的U的底部之间的空间的尺寸与所述刚玉杆的公称横向尺寸一致。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于修整砂轮的装置(1)，其中，所述活塞为双动活塞。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于修整砂轮的装置(1)，其中，所述活塞为通过减压器调节的气动活塞。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于修整砂轮的装置(1)，其中，所述线性导向构件由起干燥作用的轨道(13)组成。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的用于修整砂轮的装置，包括：所述线性导向构件的两个限制止动器，以限制所述刚玉杆在所述砂轮的宽度上的移动。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的用于修整砂轮的装置(1)，包括：支架(12)，所述支架(12)为彼此相对枢转的两个部分(120、121)的形式，所述支架的下部(121)被所述线性导向构件持续地导向，所述支架的上部(120)在静止位置和修整位置之间枢转，在所述静止位置，所述套筒大约平行于所述砂轮的中心线，在所述修整位置，所述套筒大约垂直于所述砂轮的轴。

9.根据权利要求8所述的用于修整砂轮的装置(1)，包括：手动联锁杆(14)，用于枢转所述支架的上部。

10.一种被用于修整砂轮的修整组件，包括刚玉杆(3)和部件(4)，所述部件(4)的一端部(40)被模压在所述刚玉杆(3)上，所述部件(4)的另一端部包括沟槽(41)，所述沟槽(41)形成榫眼以用于容纳根据权利要求1至3中任一项所述的装置的所述活塞的轴，所述活塞的轴形成凸榫，并且在所述凸榫和所述榫眼之间形成楔形榫组件。

11.根据权利要求10所述的修整组件，其中，所述部件(4)包括夹持销(42)。

12.一种用于部件的无心磨床(5)，包括：使所述部件前进的驱动轮(6)；以及磨削所述部件的面向所述驱动轮设置的砂轮(2)；以及根据权利要求1至3中任一项所述的用于所述砂轮的修整装置(1)，所述装置靠近所述砂轮设置并且在所述驱动轮的对面面向它。

13.根据权利要求12所述的无心磨床(5)，所述磨床适用于核燃料芯块的磨削。