CN205211428U - 一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置 - Google Patents

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于团结
王渊渊
刘志芳
朱清
陈辉
张志鹏
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Abstract

本实用新型属于钠冷快堆燃料棒径向定位技术领域，公开了一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置。该装置包括床身及位于床身上的主驱动单元、直线运动单元及配重单元，其中直线运动单元和主驱动单元同时在各自伺服电机的作用下实现水平移动和旋转；配重单元位于燃料棒绕丝的末端，对丝进行拉紧。本实用新型提供的用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，具有成本低、结构简单、操作方便且绕丝质量高的优点。

Description

一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置
技术领域
本实用新型属于钠冷快堆燃料棒径向定位技术领域，具体涉及一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置。
背景技术
为保证反应堆运行状态下燃料棒束结构完整和径向定位，需要对燃料棒表面进行绕丝。燃料棒的绕丝工作为其生产过程中的重要工序，对绕丝的螺距、缠绕方向、绕丝与燃料棒的贴合度及绕丝起点处与下端塞开槽的夹角都有着严格的要求。传统燃料棒以往常用车床或人工方法进行绕制，造成螺距误差较大、夹角难以保证且效率较低等缺陷。另外，工业上常用的绕丝机由于设备庞大、成本高、螺距过小(一般是紧密缠绕)、缺少燃料棒所需支撑配套等原因，也不能用于燃料棒的绕丝工作。
实用新型内容
(一)实用新型目的
根据现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种成本低、结构简单、操作方便且绕丝质量高的用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置。
(二)技术方案
为了解决现有技术所存在的问题，本实用新型提供的技术方案如下：
一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，该装置包括床身及位于床身上的主驱动单元、直线运动单元及配重单元，其中直线运动单元和主驱动单元同时在各自伺服电机的作用下实现水平移动和旋转；配重单元位于燃料棒绕丝的末端，对丝进行拉紧；
所述主驱动单元主要由伺服电机、减速器及主驱动单元三爪卡盘组成，其中主驱动单元三爪卡盘用于夹紧燃料棒的一端，三爪卡盘上还设置有限位挡板，三爪卡盘及燃料棒在伺服电机的带动下旋转，旋转速度是0.5～2r/s；
所述直线运动单元主要由伺服电机、直线模组、导轨组成，其中直线模组在伺服电机的带动下沿着导轨实现水平移动；直线模组的两端均安装有一组导向滚轮，分别为前组导向滚轮和后组导向滚轮，该两组导向滚轮的安装位置分别与燃料棒的绕丝始端和末端相对应；直线模组的移动速度是50～200mm/s；绕丝的始端按照所需角度和位置固定于燃料棒上，绕丝的末端通过导向滚轮与配重单元连接，以对绕丝进行拉紧。
优选地，所述配重单元包括气缸与配重块。
优选地，所述前组导向滚轮包括3个滚轮，其中2个滚轮上设置有用于固定绕丝的凹槽，另一个滚轮用于将燃料棒定位；所述后组导向滚轮包括2个滚轮，且该两个滚轮均设置有用于固定绕丝的凹槽。
优选地，床身上还设置有支撑管，燃料棒的另一端位于支撑管内，以对燃料棒进行支撑。
优选地，所述直线运动单元上方还设置有防护板，防护板可通过下方的导向单元在床身上前后移动，以屏蔽燃料棒活性区。
优选地，燃料棒在主驱动单元伺服电机的带动下，其旋转速度是0.6r/s。
优选地，直线模组的移动速度是60mm/s。
(三)有益效果
采用本申请提供的绕丝装置对快堆燃料棒进行绕丝，具有成本低、结构简单、操作方便且绕丝质量高的有益效果，具体解释为：
1)该装置采用直线运动单元和主驱动单元同时在各自伺服电机的作用下实现水平移动和旋转实现绕丝，即主驱动电机旋转一周，直线运动单元行走一个螺距，能够满足快堆燃料棒对绕丝螺距的要求。
2)对燃料棒绕丝时，将燃料棒的两端分别设置于卡盘及支撑管内，保证了床身不与燃料棒接触，避免了污染。
3)在主驱动单元的三爪卡盘上还设这有限位挡板，保证了装夹燃料棒轴向一致性，从而保证绕丝起点处与下端塞开槽的夹角。
4)导向滚轮的设置便于对绕丝及燃料棒定位，避免了在绕丝过程中燃料棒及绕丝的偏移。
5)直线运动单元上方设置有防护板，防护板可通过其下方的导向单元在床身上前后移动，以屏蔽燃料棒活性区。
利用该绕丝装置对燃料棒进行绕丝时，先将燃料棒的一端装夹至三爪卡盘内，另一端固定于支撑管内；然后将绕丝的一端按照所需角度和方向焊接在燃料棒上，并将绕丝穿过前组导向滚轮与燃料棒后再穿过后组导向滚轮与配重单元相连接。最后再开启主驱动单元和直线运动单元，开始绕丝，绕丝完成后，将绕丝与燃料棒的另一端焊接，完成整个绕丝工作。
附图说明
图1是燃料棒绕丝示意图；
图2是绕丝机结构示意图；其中1是防护板；2-1是前组导向滚轮；2-2是后组导向滚轮；3是直线模组；4是主驱动单元伺服电机；5是床身；6是配重单元；7是导向单元；8是燃料棒；
图3是主驱动单元示意图；其中10是支撑板；11是联轴器；12是减速器；13是主驱动单元三爪卡盘；
图4是直线运动单元示意图；其中14是直线运动单元三爪卡盘；3是直线模组；
图5是配重单元结构示意图；其中15是配重线；16是配重块；17是托举气缸；
图6是主驱动单元三爪卡盘与限位挡板示意图；其中18是限位挡板；13是主驱动单元三爪卡盘。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本实用新型作进一步阐述。
实施例1
一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，如图2～图6所示，该装置包括床身5及位于床身5上的主驱动单元、直线运动单元及配重单元，其中直线运动单元和主驱动单元同时在各自伺服电机的作用下实现水平移动和旋转；配重单元位于燃料棒绕丝的末端，对丝进行拉紧；
所述主驱动单元主要由主驱动单元伺服电机4、减速器12及主驱动单元三爪卡盘13组成，其中主驱动单元三爪卡盘13用于夹紧燃料棒8的一端，主驱动单元三爪卡盘13上还设置有限位挡板，主驱动单元三爪卡盘13及燃料棒8在伺服电机的带动下旋转，旋转速度是0.6r/s；
所述直线运动单元主要由直线运动单元伺服电机、直线模组3、导轨组成，其中直线模组3在该伺服电机的带动下沿着导轨实现水平移动；直线模组3的两端均安装有一组导向滚轮，分别为前组导向滚轮2-1和后组导向滚轮2-2，该两组导向滚轮的安装位置分别与燃料棒8的绕丝始端和末端相对应；直线模组3的移动速度是60mm/s；绕丝的始端按照所需角度和位置固定于燃料棒8上，绕丝的末端通过后组导向滚轮2-2与配重单元连接，以对绕丝进行拉紧。所述前组导向滚轮2-1包括3个滚轮，其中2个滚轮上设置有用于固定绕丝的凹槽，另一个滚轮用于将燃料棒8定位；所述后组导向滚轮2-2包括2个滚轮，且该两个滚轮均设置有用于固定绕丝的凹槽。
所述配重单元包括托举气缸17与配重块16。床身5上还设置有支撑管，燃料棒8的另一端位于支撑管内，以对燃料棒8进行支撑。直线运动单元上方还设置有防护板1，防护板1可通过下方的导向单元7在床身5上前后移动。
绕丝完成后的燃料棒如图1所示。
利用该绕丝装置对快堆燃料棒进行绕丝的方法如下：
1、将丝的一端按照所需角度和位置焊接在燃料棒的一端；
2、将配重单元的托举气缸上升，将燃料棒的一端装夹于主驱动单元三爪卡盘上；
3、将丝与配重单元的配重线(钢丝绳)连接，托举气缸下降，完成燃料棒装夹；
4.移动直线运动单元上方的防护板到燃料棒活性区，以保护操作人员；
5、启动绕丝按钮，其中直线运动单元和主驱动单元同时在各自伺服电机的作用下实现水平移动和旋转，其中旋转速度是0.6r/s，直线模组的移动速度是60mm/s，自动完成绕丝；
6、将丝与燃料棒另一端的端塞焊接，完成整个绕丝过程。
实施例2
与实施例1不同的是，燃料棒在主驱动单元伺服电机的带动下，其旋转速度是1r/s，直线模组的移动速度是100mm/s。
实施例3
与实施例1不同的是，燃料棒在主驱动单元伺服电机的带动下，其旋转速度是2r/s，直线模组的移动速度是150mm/s。

Claims (7)

1.一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，该装置包括床身及位于床身上的主驱动单元、直线运动单元及配重单元，其中直线运动单元和主驱动单元同时在各自伺服电机的作用下实现水平移动和旋转；配重单元位于燃料棒绕丝的末端，对丝进行拉紧；
所述主驱动单元主要由伺服电机、减速器及三爪卡盘组成，其中三爪卡盘用于夹紧燃料棒的一端，三爪卡盘上还设置有限位挡板，三爪卡盘及燃料棒在伺服电机的带动下旋转，燃料棒的旋转速度0.5～2r/s；
所述直线运动单元主要由伺服电机、直线模组、导轨组成，其中直线模组在伺服电机的带动下沿着导轨实现水平移动；直线模组的两端均安装有一组导向滚轮，分别为前组导向滚轮和后组导向滚轮，该两组导向滚轮的安装位置分别与燃料棒的绕丝始端和末端相对应；直线模组的移动速度是50～200mm/s；绕丝的始端按照所需角度和位置固定于燃料棒上，绕丝的末端通过导向滚轮与配重单元连接，以对绕丝进行拉紧。
2.根据权利要求1所述的一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，所述配重单元包括气缸与配重块。
3.根据权利要求1所述的一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，所述前组导向滚轮包括三个滚轮，其中两个滚轮上设置有用于固定绕丝的凹槽，另一个滚轮用于将燃料棒定位；所述后组导向滚轮包括两个滚轮，且该两个滚轮均设置有用于固定绕丝的凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，床身上还设置有支撑管，燃料棒的另一端位于支撑管内，以对燃料棒进行支撑。
5.根据权利要求1所述的一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，所述直线运动单元上方还设置有防护板，防护板可通过其下方的导向单元在床身上前后移动。
6.根据权利要求1所述的一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，燃料棒的旋转速度是0.6r/s。
7.根据权利要求1所述的一种用于钠冷快堆燃料棒的绕丝装置，其特征在于，直线模组的移动速度是60mm/s。
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