专利名称：二氧化铀芯块磨削自动生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种反应堆燃料元件加工技术，特别是涉及一种压水堆核电站用的二氧化铀芯块磨削自动生产线。
已有的用于压水堆核电站的二氧化铀芯块磨削工艺，是采用手工操作的方式，即磨床磨削、清洗、烘干、外检和装盘入库等工序均是人工操作。这种手工操作所存在的问题是，工序分散，芯块相互间碰撞机会多，劳动强度大，影响产品质量的因素多，成品率低，原材料消耗多，物料浪费大，经济效益低。
德国燃料元件厂的芯块磨削生产线，其圆盘送料装置，在运行时芯块必须竖立在圆盘面上，才能从出料口送出；其外检装置的运行，是用人工将芯块推入检验棒中间，手摇检验棒旋转而使芯块自转，人工将检验棒中的成品芯块推入成品盘内，自动化程度不够高。
本发明的目的在于提供一种二氧化铀芯块磨削自动生产线，该自动生产线自动化程度高，生产效率高，可靠性好，产品质量稳定，原材料消耗少。
一种二氧化铀芯块磨削自动生产线，包括圆盘自动送料装置、金刚石砂轮磨削装置、自动清洗烘干装置、外观检查装置和自动装盘装置，其特点是圆盘自动送料装置由逆时针旋转的工作圆盘、固定心轴、装在固定心轴上的弹片、装在导出板前的微型疏松电机、送料带、8字形带推料器和驱动电机组成；金刚石砂轮磨削装置包括前导板、无心外圆磨床的金刚石砂轮、导轮和后导出板；自动清洗烘干装置由清洗带、喷头、烘干带、电热丝、冷却带和带动传送带的电机组成；外观检查装置包括芯块工位变换机构、下料槽、外检链条、外检链轮、V形导料槽、杠杆分料机构、链条拨片、外检双棒；自动装盘装置由推料器、V形槽储料盘、设在储料盘上方的光电接收器、料盘小孔、设在料盘小孔下方的光电投光器、横向链条、导轨等组成。圆盘自动送料装置、金刚石砂轮磨削装置、自动清洗烘干装置、外观检查装置和自动装盘装置依次连接起来，形成一条芯块磨削的自动生产线。
本发明的自动生产线具有如下的优点1、圆盘上料作为磨削机床的给料装置，具有平稳性，能够自动疏松和倒料导向的特点，明显地改善了劳动条件，生产效率高；2、自动清洗、烘干，采用弹簧带转输，在转输的过程中，进行充分地清洗、烘干，使芯块磨削过程能有序连续地进行；3、装盘采用V型盘盛装，可以有序进行芯块的装盘，减轻了操作者的劳动强度，同时减少了磨削后芯块的打边掉角，提高了成品率。
本自动生产线是专门为我国30万千瓦压水堆核电站燃料芯块的磨削生产而研制的。
本发明有下列附图
图1圆盘自动送料装置示意2金刚石砂轮磨削装置示意3金刚石砂轮结构4自动清洗烘干装置示意5外观检查装置示意6自动装盘装置示意图下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
本自动生产线是在满足芯块磨削工艺前提下，用自动或辅助完成芯块磨削工艺各工序的装置，按芯块磨削工艺流程顺序组成有机的联接与自动传递，代替原来分散、笨重的体力劳动，成为平稳、连续的流水生产线。它由自动送料装置、金刚石砂轮磨削装置、自动清洗烘干装置、外观检查装置、自动装盘装置组成。生产线工作时，全线启动，各装置机构、砂轮、传送带均按自己的运动形式运动。合格的烧结芯块，保持有序直立排列形式，通过圆盘送料装置，变为适合无心外圆贯穿磨削的工位(轴线成水平)，由8字形带推料器推入磨床，金刚石砂轮磨削外圆；清洗烘干装置自动清洗、烘干、冷却，外检装置展开被检芯块表面供人工分选，剔出废品，成品芯块自动送往装盘装置；由双轮推料器推入V形储料盘。当装满一定长度时，V形储料盘自动向前移动一格，而另一格到位待装。这样自动传递满料盘，送入空料盘，完成成品芯块的装盘工作。
图1为圆盘自动送料装置示意图。自动送料装置用来自动完成芯块磨削前纵向排队和推入磨床的工作。待磨削芯块经进料平台1进入自动送料装置，直立于逆时针方向旋转的工作圆盘2上，随盘移动，由圆盘中心固定轴5上的推力弹片3推向圆盘边沿。在圆盘边沿上的芯块便进入导出槽成单行导出，在脱离圆盘时转换为轴线成水平的纵向排列，再由8字形带推料器9将芯块推入磨床进行外圆磨削。
工作圆盘2上未被导出的芯块，挤过弹片3，继续随盘移动，最终达到圆盘边沿而被导出。由于芯块6在圆盘2上的排列形式差异很大，芯块6在导出板尖部易形成堵塞。为消除堵塞在导出板前装有一微型疏松电机4。疏松电机轴伸向圆盘工作面，并垂直于园盘，离圆盘表面间隙为1mm，疏松电机轴与圆盘2工作面的旋向相反。图1中，7为变位后芯块，8为送料带，10为园形外壳，11为导出板。
图2为金刚石砂轮磨削装置示意图。燃料芯块制造的原磨削工艺过程中采用碳化硅砂轮，基本上能满足生产要求，但却存在着砂轮磨耗快，芯块外径尺寸波动大，易于造成打边掉角，影响产品质量。每班生产时都需要修整砂轮1-2次，而且进刀频繁。冷却废液多，废液中固渣多，硅含量高，使金属回收困难，回收成本高。自动生产线中采用金刚石砂轮后，弥补了上述不足。产品质量、生产效率得到提高，固渣减少并且简化了回收工序。经济效益明显提高。
芯块磨削自动生产线中采用M1040无心外圆磨床。
M1040无心外圆磨削金刚石砂轮的规格及技术参数规格JR280YQ100 PSA 300*125*127*10*5技术参数入口倒角——0.5∶50(毫米)出口倒角——0.25∶25(毫米)
总重量——27(公斤)内外圆同心度≤0.005两侧面平行度≤0.005端面与心轴垂直度≤0.005图2中，12为前导板，13为金刚石砂轮，14为导轮，15为后导出板，16为托板，17为未磨芯块，18为已磨芯块。图3为金刚石砂轮的结构图，图中，11’为铝基体，50为铜箍，51为金刚石层。
自动清洗烘干装置的示意图见图4。
该装置是把芯块磨削工艺中的清洗、烘干两个工序合在一个装置上按顺序自动完成清洗与烘干的自动化机构。如图4所示，它由两组双排的φ2和一组双排的φ10CY2钢丝弹簧带(即清洗带21，漏水带23和冷却带28)与清洗喷头22、烘干箱体25、烘干热源电阻丝26等构成，并按顺序组成清洗、烘干、冷却三段，(图4中的左、中、右三段)。三弹簧传输带由一个电机带动，作同速运动时，线速度为1.5米/分。工作时，磨床出口19处来的已磨芯块20，先平稳地进入清洗带21，通过清洗喷头22时冲洗，再传递给烘干带24，进入烘箱25烘干，出烘干箱后又传递给冷却带28进行自然冷却，然后进入外检装置的工位变换器，以备外观检查。
为了不使清洗水混浊，采用了较大容积的循环水箱。使用时水量可以调节。喷头22则用了较小的出水孔，故清洗水有较大的压力，利于清洗干净和节省用水量。烘干温度能在一个较大范围内调节(100～380℃)。烘箱除具有防护、保温外，出口处的上部还加有抽风道，利于提高烘干效果和剂量防护。图4中，27为抽风口。
外观检查装置示意图见图5。芯块磨削自动线中的外检装置，是一种自动展开芯块被检表面，供人工外观分选的辅助机构。工作过程及原理如图5所示由自动清洗烘干装置传送过来的芯块，先进入外检装置的芯块工位变换机构30，在它的下料槽31上端变为适合外检的工位，再由外检链条34上的拨片拨动杠杆分料机构35，开启下料槽下端的分料块，单颗地分入外检双棒前的V形导料槽32内，被从其中间缝隙中通过的链条拨片36拨动，进入作同向旋转的外检双棒33上，被双棒33支承，使芯块在链条拨片36拨动下做轴向水平直线运动的同时，又被双棒33带动做慢速自心旋转，展开被检表面供人工外检，废品芯块剔入废品料槽内收集。成品芯块被链条拨片36不断拨入自动装盘装置的传送带去进行装盘。图5中，36为待检芯块，37为稳定弹片，38为外检链轮。
图6为自动装盘装置示意图。考虑到成品芯块的运输及装管工序等诸项需要，芯块磨削自动线生产成品采用V形槽储料盘47，进行有序盛装和储存。储料盘47由0.7毫米不锈钢板压制成形，槽距为15.87毫米，共18格，几何尺寸为520*290毫米。在第一格的一端定长开有5*2毫米小孔44，做为芯块的装入数量与光电控制器的信号点。光电投光器45安放在V形盘小孔44下方，光电接受器43安放在V形盘上方。工作时，接受器43取出信号，输入给程序控制电路去控制装盘按指令动作。自动装盘装置的工作如图6所示，先将放置好的V形料盘47的第一格对准双轮推料器39出口，这时空盘待装，小孔44通光，装盘装置主传动链条41停止不动，双轮推料器39双轮作工作面有同向水平运行的转动，整个装盘装置处于工作状态，芯块由外检链条拨片拨动而进入装盘传送带引入推料器39，推入V形储料盘47的V形料槽中，当推至一定长度，装入芯块49堵住通光小孔44时，推料器39停止工作，装盘主传动链条41自动前移一格，使另一格到位待装，小孔44又通光，一个周期的动作重新开始。
装盘装置主传动链条41运动时，推料器39停止工作，但外检拨片不停止工作，这是由于装盘推料器的传送带较长，有一定的中间储量，它可以调节两装置间的进给线速度，有利于提高全线的生产效率。图5中，40为架体，42为导轨，46为V形拨片，48为傍磁电机，49为芯块。
本自动生产线使用金刚石砂轮，工件尺寸稳定，公差分散性小，加工余量在0.3毫米之内，一次磨削成形的工件，外观质量都达到和超过了技术标准的要求。芯块在自动生产线上前进的速度，从圆盘送料装置到装盘装置，应一节比一节稍快，否则要引起卡料。自动生产线各装置的线速度为圆盘送料装置0.8米/分磨削装置1.5米/分清洗烘干装置1.5米/分外观检查装置3米/分自动装盘装置3米/分清洗与烘干应采用不同的传递速度，烘干略快于清洗，由速度差使芯块拉开一定的距离，即逐颗有间距地进入烘干箱内进行烘干，并使芯块逐颗地进入外检装置的工位变换机构。
权利要求
1.一种二氧化铀芯块磨削自动生产线，包括圆盘自动送料装置、金刚石砂轮磨削装置、自动清洗烘干装置、外观检查装置和自动装盘装置，其特征在于圆盘自动送料装置由逆时针旋转的工作圆盘(2)、固定心轴(5)、装在固定心轴(5)上的弹片(3)、装在导出板(11)前的微型疏松电机(4)、送料带(8)、8字形带推料器(9)和驱动电机组成；金刚石砂轮磨削装置包括前导板(12)、无心外园磨床的金铡石砂轮(13)、导轮(14)和后导出板(15)；自动清洗烘干装置由清洗带(21)、喷头(22)、烘干带(24)、烘箱(25)、电热丝(26)、冷却带(28)和带动传送带的电机组成；外观检查装置包括芯块工位变换机构(30)、下料槽(31)、外检链条(34)、带动外检链条(34)移动的外检链轮(38)、设在外检双棒前的V形导料槽(32)、杠杆分料机构(35)、拨动芯块作轴向水平直线运动的链条拨片(36)、作同向旋转的外检双棒(33)；自动装盘装置由推料器(39)、V形槽储料盘(47)、设在储料盘上方的光电接收器(43)、料盘小孔(44)、设在料盘小孔下方的光电投光器(46)、横向链条(41)、导轨(42)等组成，圆盘自动送料装置、金刚石砂轮磨削装置、自动清洗烘干装置、外观检查装置和自动装盘装置依次连接起来，形成一条芯块磨削的自动生产线。
2.如权利要求1所述的自动生产线，其特征在于起消除堵塞作用的疏松电机(4)的轴伸向园盘工作面，并垂直于园盘(2)，离园盘(2)表面间隙为1mm，疏松电机轴与园盘(2)工作面的旋转方向相反。
3.如权利要求1或2所述的自动生产线，其特征在于清洗带(21)、漏水带(23)和冷却带(28)是由两组双排的φ2和一组双排的φ10CY2钢丝弹簧带构成；喷头(22)设有较小的出水孔，以利于清洗干净和节省用水量，烘箱(25)的烘干温度为100-380℃，烘箱(25)出口处上部加有抽风道。
4.如权利要求3所述的自动生产线，其特征在于储料盘(47)由0.7毫米不锈钢板压制成形，槽距为15.87毫米，共18格，几何尺寸为520*290毫米，在每一格的一端定长开有5*2毫米小孔(44)，作为芯块的装入数量与光电控制器的信号点。
5.如权利要求4所述的自动生产线，其特征在于自动生产线各装置的线速度为圆盘送料装置0.8米/分；磨削装置1.5米/分；清洗烘干装置1.5米/分；外观检查装置3米/分；自动装盘装置3米/分，清洗与烘干应采用不同的传递速度，烘干略快于清洗。
全文摘要
一种二氧化铀芯块磨削自动生产线,由圆盘自动送料装置、金刚石砂轮磨削装置、自动清洗烘干装置、外观检查装置和自动装盘装置组成,上述各装置依次连接起来,形成一条芯块磨削自动生产线。圆盘自动送料装置由工作圆盘、心轴、弹片、微型疏松电机、送料带和推料器等组成;金刚石砂轮磨削装置包括前导板、无心外圆磨床的金刚石砂轮、导轮和后导出板;自动清洗烘干装置由清洗带、喷头、烘干带、烘箱和冷却带等组成;外观检查装置由工位变换机构、外检链条、V形导料槽、链条拨片、外检双棒等组成。自动装盘装置由推料器、V形槽储料盘、光电接收器、料盘小孔、横向链条和导轨等组成。该自动生产线,明显地改善了劳动条件,生产效率高,产品质量稳定。
文档编号B24B19/00GK1234319SQ9812613
公开日1999年11月10日 申请日期1998年12月25日 优先权日1998年12月25日
发明者黄银才, 苗宝生, 石伦安 申请人:国营建中化工总公司