CN103149004A - 一种核电站专用力锤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电站专用力锤装置，本发明的直流电机通过电机座固定安装在底座上，直流电机的输出杆上设置有提升凸轮，提升凸轮与滚子配合连接，滚子的滚子轴穿过冲击杆的一端，并通过螺栓固定，所述的螺栓与冲击杆之间设置有弹性垫圈，底座的下底面与冲击杆滑套的一端固定连接，冲击杆滑套的另一端设有盖板，冲击杆穿过底板和冲击杆滑套，并与底座垂直，冲击杆滑套内靠近底板的一端设有冲击杆滑套座，冲击杆上设置有弹簧挡圈，弹簧设置在冲击杆套座与弹簧挡圈之间，并套在冲击杆外侧，冲击杆的另一端设有冲击头；本发明冲击能量大，凸轮最大有效行程长，精度高，冲击频率高，重量轻。

Description

一种核电站专用力锤装置
技术领域
本发明属于核工程技术领域，尤其涉及一种核电站专用力锤装置，用于核电站松动部件监测系统中冲击信号的获取。
技术背景
核电站一回路冷却剂系统中零部件很多，松脱部件时有发现，其来源是运行时引起的零部件松动或脱落，也可能是在施工、换料或维修时遗留在系统内的零部件、工具等物件。鉴于系统结构复杂，又在高温高压和辐照环境下，使松脱部件监测和诊断具体实施有一定难度。核电站松动件监测系统是电站故障探测的基本诊断工具之一，其目的是探测和定位可能存在于一回路中的金属块。通过敲击固定在压力容器与蒸发器管道上的力锤装置，监测系统得到冲击信号，通过分析冲击信号来实现校准、功能测试等功能。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种核电站专用力锤装置。
    本发明一种核电站专用力锤装置包括直流电机、滚子、提升凸轮、冲击杆、弹簧、冲击头、电机座、底座、螺栓、冲击杆滑套、弹簧挡圈、冲击杆滑套座和盖板。
    所述的直流电机通过电机座固定安装在底座上，直流电机的输出杆上设置有提升凸轮，提升凸轮与滚子配合连接，滚子的滚子轴穿过冲击杆的一端，并通过螺栓固定，所述的螺栓与冲击杆之间设置有弹性垫圈，底座的下底面与冲击杆滑套的一端固定连接，冲击杆滑套的另一端设有盖板，冲击杆穿过底板和冲击杆滑套，并与底座垂直，冲击杆滑套内靠近底板的一端设有冲击杆滑套座，冲击杆上设置有弹簧挡圈，弹簧设置在冲击杆套座与弹簧挡圈之间，并套在冲击杆外侧，冲击杆的另一端设有冲击头。
所述的凸轮机构为力封闭对心直动滚子从动件凸轮机构，最大行程为28mm；提升凸轮摆线运动规律：该提升凸轮只有推程过程，回程为急回程，推程运动角为360度，回程运动角为0度。从动件推程运动规律选择摆线运动规律
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE001
                （1）
式中：——从动件位移，——从动件最大行程，28mm，
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE007
——凸轮转角，
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE009
——推程运动角，
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE011
。所述的凸轮机构的许用压力角为
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE013
。所述的凸轮机构的压力角与凸轮基圆半径
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE015
的关系
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE017
                       （2）
其中           
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE019
                （3）
则       
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE021
       （4）
凸轮的理论轮廓方程为：
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE023
                   （5）
凸轮的实际轮廓线方程为：
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE025
                   （6）
其中：          
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE027
            （7）
         （8）
而               
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE031
       （9）
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE033
      （10）
所述的滚子半径
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE035
=11mm；
所述的直流电机的驱动力矩不低于1.5Nm。
所述的所有材料均选用不锈钢材料，除轴承、轴套和弹簧外；所述的弹簧采用耐高温的50CrVA材料；所述的轴承和轴套均采用固体润滑材料，所述的固体润滑材料为高力黄铜加石墨；
本发明的有益效果：冲击能量大：不小于2焦尔/次；凸轮最大有效行程长：不小于28mm；精度高，冲击重复误差不超过5%；冲击频率高：约5次/分钟；重量轻：约7.5Kg。
附图说明
    图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
    如图1所示，一种核电站专用力锤装置包括直流电机1、滚子2、提升凸轮3、冲击杆4、弹簧5、冲击头6、电机座7、底座8、螺栓9、冲击杆滑套10、弹簧挡圈11、冲击杆滑套座12和盖板13。
    所述的直流电机1通过电机座7固定安装在底座8上，直流电机1的输出杆上设置有提升凸轮3，提升凸轮3与滚子2配合连接，滚子2的滚子轴穿过冲击杆6的一端，并通过螺栓9固定，所述的螺栓9与冲击杆4之间设置有弹性垫圈，底座8的下底面与冲击杆滑套10的一端固定连接，冲击杆滑套10的另一端设有盖板13，冲击杆4穿过底板和冲击杆滑套10，并与底座8垂直，冲击杆滑套10内靠近底板的一端设有冲击杆滑套座12，冲击杆4上设置有弹簧挡圈11，弹簧5设置在冲击杆套座12与弹簧挡圈11之间，并套在冲击杆4外侧，冲击杆4的另一端设有冲击头6。
所述的凸轮机构为力封闭对心直动滚子从动件凸轮机构，最大设计行程为28mm；提升凸轮摆线运动规律：该提升凸轮只有推程过程，回程为急回程，推程运动角为360度，回程运动角为0度。从动件推程运动规律选择摆线运动规律
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE037
                （1）
式中：
Figure 878246DEST_PATH_IMAGE003
——从动件位移，
Figure 857704DEST_PATH_IMAGE005
——从动件最大行程，28mm，
Figure 699758DEST_PATH_IMAGE007
——凸轮转角，
Figure 94967DEST_PATH_IMAGE009
——推程运动角，
Figure 971656DEST_PATH_IMAGE011
。所述的凸轮机构的许用压力角为。所述的对心直动从动件凸轮机构的压力角与凸轮基圆半径
Figure 188716DEST_PATH_IMAGE015
的关系
                       （2）
其中           
Figure 181128DEST_PATH_IMAGE019
                （3）
则              （4）
凸轮的理论轮廓方程为：
Figure 991138DEST_PATH_IMAGE023
                   （5）
凸轮的实际轮廓线方程为：
                   （6）
其中：          
Figure 2013100837276100002DEST_PATH_IMAGE039
            （7）
Figure 438486DEST_PATH_IMAGE029
         （8）
而               
Figure 868330DEST_PATH_IMAGE031
       （9）
      （10）
所述的滚子半径
Figure 447396DEST_PATH_IMAGE035
=11mm；直流电机的驱动力矩不低于1.5Nm，所有材料均选用不锈钢材料，除轴承、轴套和弹簧外；所述的弹簧采用耐高温的50CrVA材料；所述的轴承和轴套均采用固体润滑材料，所述的固体润滑材料为高力黄铜加石墨；
本发明的工作过程：直流电机1带动提升凸轮3转动，通过滚子2提升冲击杆4，此时弹簧5被压缩，积蓄能量。当冲击杆提升到最大行程后，在弹簧恢复力作用下，冲击杆快速向下运动，冲击头6与管壁撞击。当直流电机连续转动时，冲击杆就按一定频率撞击管壁，产生力锤测试信号。

Claims (3)

1. 一种核电站专用力锤装置包括直流电机、滚子、提升凸轮、冲击杆、弹簧、冲击头、电机座、底座、螺栓、冲击杆滑套、弹簧挡圈、冲击杆滑套座和盖板；
    其特征在于：所述的直流电机通过电机座固定安装在底座上，直流电机的输出杆上设置有提升凸轮，提升凸轮与滚子配合连接，滚子的滚子轴穿过冲击杆的一端，并通过螺栓固定，所述的螺栓与冲击杆之间设置有弹性垫圈，底座的下底面与冲击杆滑套的一端固定连接，冲击杆滑套的另一端设有盖板，冲击杆穿过底板和冲击杆滑套，并与底座垂直，冲击杆滑套内靠近底板的一端设有冲击杆滑套座，冲击杆上设置有弹簧挡圈，弹簧设置在冲击杆套座与弹簧挡圈之间，并套在冲击杆外侧，冲击杆的另一端设有冲击头。
2.根据权利要求1所述的一种核电站专用力锤装置，其特征在于：所述的凸轮机构为力封闭对心直动滚子从动件凸轮机构，最大行程为28mm；提升凸轮摆线运动规律：该提升凸轮只有推程过程，回程为急回程，推程运动角为360度，回程运动角为0度；从动件推程运动规律选择摆线运动规律
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE002
                （1）
式中：
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE004
——从动件位移，
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE006
——从动件最大行程，28mm，
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE008
——凸轮转角，——推程运动角，
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE010
；所述的凸轮机构的许用压力角为
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE012
；所述的凸轮机构的压力角与凸轮基圆半径
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE014
的关系
                       （2）
其中            
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE016
                （3）
则        
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE018
       （4）
凸轮的理论轮廓方程为：
                   （5）
凸轮的实际轮廓线方程为：
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE022
                   （6）
其中：           
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE024
            （7）
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE026
         （8）
而                
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE028
       （9）
      （10）
所述的滚子半径
Figure 2013100837276100001DEST_PATH_IMAGE032
=11mm。
3.根据权利要求1所述的一种核电站专用力锤装置，其特征在于：所述的直流电机的驱动力矩不低于1.5Nm。
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