CN110907301B - 一种卧式钩爪耐磨性测试机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卧式钩爪耐磨性测试机，包括依次连接的驱动组件、模拟组件和加载组件，所述的模拟组件包括第二杆件和一端与驱动组件连接的第一杆件，所述第一杆件的另一端与钩爪的一端水平连接，所述第二杆件的一端与钩爪的另一端连接并形成夹角，另一端与置于水平轨道的滑动件连接，控制棒与所述加载组件水平连接。与现有技术相比，采用卧式水平机构模拟了钩爪驱动控制棒的上下直线运动，可以完成对钩爪两个方向的耐磨性测试，且滑动件的设置可以模拟钩爪抓取控制棒的过程，卧式机构整体高度尺寸可控，相比于真实工况模拟的成本更低，且控制棒水平放置，避免了立式测试机配重的影响，测量快速精确，便于安装调试、操作观察。

Description

一种卧式钩爪耐磨性测试机
技术领域
本发明涉及仪器仪表分析及测量控制技术领域，尤其是涉及一种卧式钩爪耐磨性测试机。
背景技术
钩爪是核反应控制驱动机构的重要核心零件，工作时钩爪夹持控制棒并做上下调节运动，其工作环境处于反应堆回路环境介质中，并且反复处于工作和空挡状态，设计寿命要达到几百万次。为了测试新型钩爪的性能，目前主要采用的测试技术主要有两类，一类是整套机构进行真实工况的模拟，其运动机构总长达7-8米，且该设备需要垂直建设，建设和测试运行成本非常高；另一类是采用测试机模拟测试钩爪性能，模拟测试机占地少，运行费用低，基本能模拟真实工况。
采用整套机构进行真实工况测试模拟，其制造成本、场地建设成本和运行维护成本较高；现有的模拟测试机，其机构采用立式制造，不便于测试观察，该机器通过曲轴驱动实现控制棒的上下运动，由于其下端装有配重，空载和运行时会产生振动和噪音，影响测试结果，降低了测试机构的寿命。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种卧式钩爪耐磨性测试机。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种卧式钩爪耐磨性测试机，包括依次连接的驱动组件、模拟组件和加载组件，所述的模拟组件包括第二杆件和一端与驱动组件连接的第一杆件，所述第一杆件的另一端与钩爪的一端水平连接，所述第二杆件的一端与钩爪的另一端连接并形成夹角，另一端与置于水平轨道的滑动件连接，控制棒与所述加载组件水平连接，驱动组件驱动钩爪运动，钩爪通过第二杆件带动滑动件运动，当驱动组件向钩爪施加推力时，钩爪沿水平方向正向运动，且与控制棒啮合并带动控制棒水平运动，当驱动组件持续向钩爪施加推力时，滑动件抵持水平轨道的端部，滑动件通过第二杆件拉动钩爪的另一端使钩与水平方向存在夹角，钩爪与控制棒分离，当驱动组件向钩爪施加拉力时，钩爪回到水平方向并带动控制棒朝反方向运动，加载组件提供控制棒的摩擦力。
所述第二杆件通过第一支点形成第一杠杆，
所述第二杆件设有弹簧段。
所述水平轨道的端部设有弹簧。
所述的加载组件包括依次连接的摩擦轮、蜗轮蜗杆传动机构、螺母和丝杆，控制棒与所述丝杆连接，钩爪带动控制棒水平运动时，丝杆水平运动带动螺母转动，继而通过蜗轮蜗杆传动机构带动摩擦轮转动，施压装置通过控制摩擦轮的转动控制钩爪带动控制棒运动的摩擦力。
所述驱动组件包括与动力源连接的曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构与第一杆件的一端连接。
所述曲柄摇杆机构的摇杆通过第二支点形成第二杠杆。
所述的动力源与曲柄摇杆机构通过减速器连接。
所述模拟组件和控制棒置于两侧设通孔的箱体的内部，所述模拟组件通过一侧的通孔与驱动组件连接，所述控制棒通过另一侧的通孔与加载组件连接。
所述箱体的通孔通过硅胶密封。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用卧式水平机构模拟了钩爪驱动控制棒的上下直线运动，可以完成对钩爪两个方向的耐磨性测试，且滑动件的设置可以模拟钩爪抓取控制棒的过程，卧式机构整体高度尺寸可控，相比于真实工况模拟的成本更低，且控制棒水平放置，避免了立式测试机配重的影响，测量快速精确，便于安装调试、操作观察。
(2)第二杆件通过第一支点形成第一杠杆，有增力的效果，有助于滑动件拉动钩爪。
(3)第二杆件设有弹簧段，能辅助钩爪在抬起后下落，带动控制棒回程。
(4)水平轨道的端部设有弹簧，辅助钩爪回到水平方向。
(5)加载组件通过摩擦轮、蜗轮蜗杆传动机构、螺母和丝杆的传动，可以很好地控制钩爪带动控制棒运动所需的力，从而可以模拟多种受力场景，符合真实应用场景。
(6)曲柄摇杆机构的连杆通过第二支点形成第二杠杆，有增力的效果，有助于钩爪带动控制棒运动。
(7)箱体的通孔通过硅胶密封，箱体可隔绝外部干扰。
(8)动力源与驱动组件通过减速器连接，减速器可控制钩爪的运动速度。
附图说明
图1为本发明的结构爆炸图；
图2为本发明的整体结构示意图；
图3为本发明的驱动组件和模拟组件原理图；
图4为本发明的加载组件原理图；
图5为本发明的模拟组件工作示意图；
图6为本发明的加载组件结构示意图；
附图标记：
1为动力源；2为曲柄；3为摇杆；4为机架；5为第一连接件；6为第一杆件；7为钩爪；8为第二连接件；9为第二杆件；10为滑动件；11为螺母，12为丝杆，13为蜗轮蜗杆传动机构；14为摩擦轮；15为施压装置。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种卧式钩爪耐磨性测试机，包括依次连接的驱动组件、模拟组件和加载组件，驱动组件包括与动力源1连接的曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构的摇杆3通过第二支点形成第二杠杆，动力源1与曲柄摇杆机构通过减速器连接，模拟组件包括第二杆件9和一端与曲柄摇杆机构的摇杆3连接的第一杆件6，第一杆件6的另一端与钩爪7的一端水平连接，第二杆件9的一端与钩爪7的另一端连接并形成锐角，第二杆件9的另一端与可水平滑动的滑动件10连接，滑动件10滑动于水平轨道上，水平轨道的端部设有弹簧，第二杆件9通过第一支点形成第一杠杆，第二杆件设有弹簧段，控制棒与加载组件水平连接，动力源1驱动曲柄摇杆机构运动，曲柄摇杆机构带动钩爪7运动，钩爪7通过第二杆件9带动滑动件10水平运动，钩爪7处于水平方向时，钩爪7与控制棒啮合并带动控制棒水平运动，当滑动件10抵持水平轨道的端部时，滑动件10拉动钩爪7的另一端使钩爪7与水平方向存在夹角，钩爪7与控制棒分离，加载组件提供控制棒的摩擦力；采用卧式水平机构模拟了钩爪驱动控制棒的上下直线运动，其优势在于卧式机构整体高度尺寸可控，相比于真实工况模拟的成本更低，且控制棒水平放置，避免了立式测试机配重的影响，测量快速精确，便于安装调试、操作观察；曲柄摇杆机构的摇杆通过第二支点形成第二杠杆，该结构有增力的效果，有助于钩爪带动控制棒运动；第二杆件设有弹簧段，能辅助钩爪在抬起后下落，带动控制棒回程；减速器可控制钩爪的运动速度；水平轨道的端部设有弹簧，辅助钩爪回到水平方向。
加载组件包括依次连接的摩擦轮14、蜗轮蜗杆传动机构13、螺母11和丝杆12，控制棒与丝杆12连接，钩爪7带动控制棒水平运动时，丝杆12轴向运动带动螺母11转动，继而通过蜗轮蜗杆传动机构13带动摩擦轮14转动，施压装置15通过控制摩擦轮14的转动控制钩爪7带动控制棒运动的摩擦力；该结构可以很好地控制钩爪带动控制棒运动所需的力，从而可以模拟多种受力场景，符合真实应用场景。
模拟组件和控制棒置于两侧设通孔的箱体的内部，模拟组件通过一侧的通孔与驱动组件连接，控制棒通过另一侧的通孔与加载组件连接，且箱体的通孔通过硅胶密封；箱体可隔绝外部干扰。
具体而言：
摇杆3呈环状，第二支点为轴向固定于支架的滚轮，滚轮径向连接摇杆3的内部。
第二杆件9为弧形杆件，弧形杆件的弧位于第一支点处。
机架4作为承载体，用于承载驱动组件、加载组件以及模拟组件和控制棒所在的箱体；动力源1为电机；驱动组件通过第一连接件5与模拟组件连接，第一连接件5起过度和适配作用；第二杆件9和钩爪7通过第二连接件8连接，第二连接件8起匹配作用；滑动件10位置高于钩爪7，滑动件10在置于箱体内部的水平轨道上滑动。支架固定于机架4上，与摇杆3的高度相适应；控制棒通过第一导向杆和第二导向杆与丝杆12连接，第一导向杆垂直固定连接于丝杆12，第二导向杆平行于丝杆12且固定连接第一导向杆，控制棒与第二导向杆固定连接，第二导向杆带有硅胶密封圈，该硅胶密封圈与箱体加载组件侧的通孔相适应。
工作时，电机驱动曲柄摇杆机构的曲柄2旋转，曲柄2的旋转带动摇杆3运动，曲柄摇杆机构通过第一连接件5带动钩爪7运动，钩爪7通过第二连接件8带动第二杆件9运动，第二杆件9带动滑动件10在水平轨道运动，当钩爪7受第一杆件6的推力时，带动控制棒朝正方向运动，当钩爪7受第一杆件6的持续推力时，滑动件10滑动至轨道两侧的弹簧处，钩爪7与第二杆件9连接的一侧离开水平方向，钩爪7与控制棒分离，当钩爪7受第一杆件6的拉力时，钩爪7回到水平方向并带动控制棒朝反方向运动，第二连接杆的弹簧段辅助钩爪7回到水平方向，整个过程中加载组件控制钩爪7带动控制棒运动所需力的大小，从而完成对钩爪7两个方向的耐磨性测试。

Claims (8)

1.一种卧式钩爪耐磨性测试机，包括依次连接的驱动组件、模拟组件和加载组件，其特征在于，所述的模拟组件包括第二杆件(9)和一端与驱动组件连接的第一杆件(6)，所述第一杆件(6)的另一端与钩爪(7)的一端水平连接，所述第二杆件(9)的一端与钩爪(7)的另一端连接并形成夹角，另一端与置于水平轨道的滑动件(10)连接，控制棒与所述加载组件水平连接，驱动组件驱动钩爪(7)运动，钩爪(7)通过第二杆件(9)带动滑动件(10)运动，当驱动组件向钩爪(7)施加推力时，钩爪(7)沿水平方向正向运动，且与控制棒啮合并带动控制棒水平运动，当驱动组件持续向钩爪(7)施加推力时，滑动件(10)抵持水平轨道的端部，滑动件(10)通过第二杆件(9)拉动钩爪(7)的另一端使钩爪(7)与水平方向存在夹角，钩爪(7)与控制棒分离，当驱动组件向钩爪(7)施加拉力时，钩爪(7)回到水平方向并带动控制棒朝反方向运动，加载组件提供控制棒的摩擦力；
所述的加载组件包括依次连接的摩擦轮(14)、蜗轮蜗杆传动机构(13)、螺母(11)和丝杆(12)，控制棒与所述丝杆(12)连接，钩爪(7)带动控制棒水平运动时，丝杆(12)水平运动带动螺母(11)转动，继而通过蜗轮蜗杆传动机构(13)带动摩擦轮(14)转动，施压装置(15)通过控制摩擦轮(14)的转动控制钩爪(7)带动控制棒运动的摩擦力；
所述驱动组件包括与动力源(1)连接的曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构与第一杆件(6)的一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述第二杆件(9)通过第一支点形成第一杠杆。
3.根据权利要求1所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述第二杆件(9)设有弹簧段。
4.根据权利要求1所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述水平轨道的端部设有弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述曲柄摇杆机构的摇杆(3)通过第二支点形成第二杠杆。
6.根据权利要求1所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述的动力源(1)与曲柄摇杆机构通过减速器连接。
7.根据权利要求1所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述模拟组件和控制棒置于两侧设通孔的箱体的内部，所述模拟组件通过一侧的通孔与驱动组件连接，所述控制棒通过另一侧的通孔与加载组件连接。
8.根据权利要求7所述的一种卧式钩爪耐磨性测试机，其特征在于，所述箱体的通孔通过硅胶密封。
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