CN108311821A - 一种燃料棒自动化绕丝点焊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核燃料元件制备技术领域，具体涉及燃料棒自动化绕丝点焊装置。三爪卡盘固定燃料棒一端，随绕线电机旋转；排线左右电机、排线上下电机、排线前后电机为一整体，实现绕丝的上下、左右、前后运动，焊枪与三个排线电机紧固连接；压轮、线夹B与三个排线电机紧固连接，压轮与线夹B之间设置有绕丝导管，绕丝从绕丝导管穿过；尾座电机与燃料棒另一端连接，尾座电机左右运动实现燃料棒左右方向上的定位；尾座电机与剪刀在上下方向上固定连接，剪刀通过剪刀前后电机实现相对于尾座电机的前后运动，通过剪刀左右气缸实现相对于尾座电机的左右运动；管夹A、管夹B、尾座管夹C在绕丝过程中固定燃料棒。本发明可以快速完成燃料棒绕丝点焊工艺。

Description

一种燃料棒自动化绕丝点焊装置
技术领域
本发明属于核燃料元件制备技术领域，具体涉及一种燃料棒自动化绕丝点焊装置。
背景技术
现有实验/示范快堆燃料元件中，燃料棒外表采用绕丝点焊结构，将各个燃料棒进行隔离和定位，以便冷却剂钠能够从燃料棒间绕丝形成的螺旋形空腔中流过，形成冷却液循环回路，将反应堆释放的热量带走。在燃料棒设计中燃料棒多采用绕丝结构，即按照固定螺距将金属丝绕于燃料棒外圆上，并在燃料棒两端实施点焊，国内外关于燃料棒的绕丝点焊装置及绕丝点焊方法的研究成果未见公开报道。为实现该绕丝工艺，需要设计制作专用绕丝点焊工装或设备，在燃料棒两端实施点焊，通过绕丝工装来保证在绕丝过程中的丝的张紧力保持一致，并达到张紧力要求，绕丝后能够实现绕丝螺距要求，焊点应满足拉伸及断裂要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料棒自动化绕丝点焊装置，以快速完成燃料棒绕丝点焊工艺，同时装置结构简单、制作成本较低，使用方便快捷。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种燃料棒自动化绕丝点焊装置，三爪卡盘固定燃料棒一端，随绕线电机旋转；排线左右电机、排线上下电机、排线前后电机为一整体，实现绕丝的上下、左右、前后运动，焊枪与三个排线电机紧固连接；压轮、线夹B与三个排线电机紧固连接，压轮与线夹B之间设置有绕丝导管，绕丝从绕丝导管穿过；尾座电机与燃料棒另一端连接，尾座电机左右运动实现燃料棒左右方向上的定位；尾座电机与剪刀在上下方向上固定连接，剪刀通过剪刀前后电机实现相对于尾座电机的前后运动，通过剪刀左右气缸实现相对于尾座电机的左右运动；管夹A、管夹B、尾座管夹C在绕丝过程中固定燃料棒。
所述的三爪卡盘为气动三爪卡盘。
所述的管夹A内部带有和绕丝匹配的凹槽。
线夹A在绕线过程中拉长绕丝。
支撑轮A、支撑轮B、支撑轮C在绕线过程中支撑燃料棒，且其上有方便绕丝通过的凹槽。
所述的绕丝通过张紧力装置与绕丝线轮连接。
所述的绕丝最初状态为伸出绕丝导管管口16mm，排线左右电机运动，带至线夹A上端时，线夹A打开，排线上下电机动作，带动绕丝下降至线夹A中，线夹A关闭，绕丝继续伸出5mm，排线左右电机动作，带动绕丝靠近燃料棒，管夹A夹紧，焊枪通过焊枪前后气缸伸出实施点焊，焊枪撤回，管夹A松开；管夹B夹紧，尾座电机将燃料棒推至三爪卡盘内，三爪卡盘抱紧燃料棒，管夹B松开，尾座管夹C夹紧，压轮通过气缸动作，将绕丝压在燃料棒上，绕线电机带动燃料棒旋转，同时，排线左右电机动作，实现燃料棒绕丝，当运动到燃料棒另一端时，压轮缩回，剪刀通过剪刀左右气缸伸出，然后剪刀前后电机动作，靠近绕丝，剪断绕丝，焊枪伸出，实施点焊，焊枪撤回，尾座管夹C打开，燃料棒绕丝点焊完成。
本发明所取得的有益效果为：
本发明可以快速自动完成燃料棒绕丝点焊，实现燃料棒绕丝工艺要求，同时装置结构简单、操作方便，制作成本低。
附图说明
图1为燃料棒自动化绕丝点焊装置结构示意图；
图中：1-绕线电机；2-三爪卡盘；3-管夹A；4-管夹B；5-线夹A；6-支撑轮A；7-支撑轮B；8-排线左右电机；9-排线上下电机；10-排线前后电机；11-焊枪；12-压轮；13-线夹B；14-张紧力装置；15-绕丝线轮；16-绕丝；17-绕丝导管；18-剪刀前后电机；19-剪刀；20-尾座电机；21-燃料棒；22-尾座管夹C；23-支撑轮C。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述燃料棒自动化绕丝点焊装置包括绕线电机1、三爪卡盘2、管夹A3、管夹B4、线夹A5、支撑轮A6、支撑轮B7、排线左右电机8、排线上下电机9、排线前后电机10、焊枪11、压轮12、线夹B13、张紧力装置14、绕丝线轮15、绕丝16、绕丝导管17、剪刀前后电机18、剪刀19、尾座电机20、燃料棒21、尾座管夹C22、支撑轮C23；
所述的三爪卡盘2为气动三爪卡盘，在绕丝过程中固定燃料棒21一端，随绕线电机1旋转；管夹A3、管夹B4、尾座管夹C22在绕丝过程中起固定燃料棒21的作用，其中管夹A3内部带有和绕丝16匹配的凹槽；线夹A5在绕线过程中起拉长绕丝的作用；支撑轮A6、支撑轮B7、支撑轮C23在绕线过程中起支撑燃料棒21的作用，且其上有方便绕丝通过的凹槽；排线左右电机8、排线上下电机9、排线前后电机10为一整体，实现绕丝16的上下、左右、前后运动；焊枪11与三个排线电机紧固连接，可通过焊枪前后驱动气缸(图中未标出)实现相对于排线电机的前后运动；压轮12、线夹B13与三个排线电机紧固连接，压轮12与线夹B13之间设置有绕丝导管17，绕丝16从绕丝导管17穿过；尾座电机20左右运动，实现燃料棒21左右方向上的定位，尾座电机20与剪刀19在上下方向上固定连接，剪刀19可通过剪刀前后电机18实现相对于尾座电机20的前后运动，可通过剪刀左右气缸(未画出)实现相对于尾座电机20的左右运动。绕丝16通过张紧力装置14与绕丝线轮15连接。
该装置的工作过程如下：
绕丝16最初状态为伸出绕丝导管17管口16mm，将燃料棒21放于支撑轮A6、支撑轮B7、支撑轮C23上，排线左右电机8运动，带至线夹A5上端时，线夹A5打开，排线上下电机9动作，带动绕丝16下降至线夹A5中，线夹A5关闭，绕丝16继续伸出5mm，排线左右电机8动作，带动绕丝16靠近燃料棒21，管夹A3夹紧，焊枪11通过焊枪前后气缸(未画出)伸出实施点焊，焊枪11撤回，管夹A3松开。管夹B4夹紧，尾座电机20将燃料棒21推至三爪卡盘2内，三爪卡盘2抱紧燃料棒21，管夹B4松开，尾座管夹C22夹紧，压轮12通过气缸动作，将绕丝16压在燃料棒21上，绕线电机1带动燃料棒21旋转，同时，排线左右电机8动作，实现燃料棒绕丝，当运动到燃料棒21另一端时，压轮12缩回，剪刀19通过剪刀左右气缸伸出，然后剪刀前后电机18动作，靠近绕丝16，剪断绕丝16，焊枪11伸出，实施点焊，焊枪11撤回，尾座管夹C22打开，燃料棒绕丝点焊完成。所述的张紧力装置14通过检测绕丝过程中绕丝压力来保证绕丝张紧力。

Claims (7)

1.一种燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：三爪卡盘固定燃料棒一端，随绕线电机旋转；排线左右电机、排线上下电机、排线前后电机为一整体，实现绕丝的上下、左右、前后运动，焊枪与三个排线电机紧固连接；压轮、线夹B与三个排线电机紧固连接，压轮与线夹B之间设置有绕丝导管，绕丝从绕丝导管穿过；尾座电机与燃料棒另一端连接，尾座电机左右运动实现燃料棒左右方向上的定位；尾座电机与剪刀在上下方向上固定连接，剪刀通过剪刀前后电机实现相对于尾座电机的前后运动，通过剪刀左右气缸实现相对于尾座电机的左右运动；管夹A、管夹B、尾座管夹C在绕丝过程中固定燃料棒。
2.根据权利要求1所述的燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：所述的三爪卡盘为气动三爪卡盘。
3.根据权利要求1所述的燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：所述的管夹A内部带有和绕丝匹配的凹槽。
4.根据权利要求1所述的燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：线夹A在绕线过程中拉长绕丝。
5.根据权利要求1所述的燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：支撑轮A、支撑轮B、支撑轮C在绕线过程中支撑燃料棒，且其上有方便绕丝通过的凹槽。
6.根据权利要求1所述的燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：所述的绕丝通过张紧力装置与绕丝线轮连接。
7.根据权利要求4所述的燃料棒自动化绕丝点焊装置，其特征在于：所述的绕丝最初状态为伸出绕丝导管管口16mm，排线左右电机运动，带至线夹A上端时，线夹A打开，排线上下电机动作，带动绕丝下降至线夹A中，线夹A关闭，绕丝继续伸出5mm，排线左右电机动作，带动绕丝靠近燃料棒，管夹A夹紧，焊枪通过焊枪前后气缸伸出实施点焊，焊枪撤回，管夹A松开；管夹B夹紧，尾座电机将燃料棒推至三爪卡盘内，三爪卡盘抱紧燃料棒，管夹B松开，尾座管夹C夹紧，压轮通过气缸动作，将绕丝压在燃料棒上，绕线电机带动燃料棒旋转，同时，排线左右电机动作，实现燃料棒绕丝，当运动到燃料棒另一端时，压轮缩回，剪刀通过剪刀左右气缸伸出，然后剪刀前后电机动作，靠近绕丝，剪断绕丝，焊枪伸出，实施点焊，焊枪撤回，尾座管夹C打开，燃料棒绕丝点焊完成。
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