专利名称:一种换料机夹爪试验平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种换料机夹爪试验平台。
技术背景
换料机的主要功能是在核电站首次装料和运行大修期间，用来装入、卸出和倒换反应堆核燃料组件之用。。换料机底端装配有夹爪，用于在燃料堆中把燃料组件取出和装入。
换料机夹爪是直接跟核燃料组件接触的核心执行机构，是整套核燃料装卸贮存系统的核心部件，它能否按预定设计顺利打开和收紧关系到换料工作是否能顺利完成，其安全可靠性是整个换料过程正常顺利进行的保障。
但是本实用新型的发明人在实施本实用新型的过程中发现，现有的换料机夹爪在投入使用前，并没有匹配的试验平台可以实际检测其耐久性，而使换料机夹爪在使用过程中存在一定风险。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种换料机夹爪专用试验平台，该试验平台可以真实有效模拟对实际换料过程中的燃料组件进行自动循环抓取、提升、 下降、释放动作，实现对换料机夹爪功能和可靠耐久性鉴定，保证该部件工作的可靠性。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种换料机夹爪试验平台，包括
由底座(10)、上端面(12)以及连接所述底座(10)、上端面(12)的支撑杆(14)所构成的柱状的框架(1);
一端固定在所述上端面(12)，另一端连接待测换料机夹爪(3)的液压系统(20)， 所述液压系统(20)驱动换料机夹爪(3)在上下方向做往复运动；
所述框架(1)底部设有配重块(24 )，所述配重块(24 )用于供所述换料机夹爪(3 ) 夹取和放置。
其中，所述换料机夹爪(3 )包括
中空筒状本体(30 )，本体(30 )的下端设有用于抓取燃料的指形钩(31)；本体(30 ) 内外分别套设有可在垂直方向上运动的内轴(32 )和外壁(33 )；
内轴(32)在气动系统(34)驱动下，可相对本体(30)上下运动，控制指形钩(31) 的收紧与张开。
其中，所述换料机夹爪试验平台还包括
贴附在所述换料机夹爪(3)上的限位检测装置(4)，所述限位检测装置(4)用于检测并限制所述换料机夹爪(3)在液压系统(20)驱动下的行程，以及检测并限制所述内轴 (32)在气动系统(34)驱动下的行程。
其中，所述换料机夹爪试验平台还包括[0016]设置于所述支撑杆(14)上的导向杆(16)，所述导向杆(16)用于控制所述换料机夹爪(3)在液压系统(20)驱动下，在上下方向做往复运动时的运动轨迹。
其中，所述换料机夹爪试验平台还包括
与所述限位检测装置(4)连接的告警单元，所述告警单元在所述换料机夹爪(3) 或所述内轴(32)超过规定行程时，进行告警，并中断所述液压系统(20)或所述气动系统 (34)的动作。
其中，所述换料机夹爪试验平台还包括
设置于所述框架(1)底部的模拟水池，用于模拟所述换料机夹爪(3)工作的水环境；所述配重块(24)放置于所述模拟水池中。
其中，所述配重块(24)的重量不小于实际的燃料组件的重量。
其中，所述配重块(24)的重量为实际的燃料组件的重量的1. 1倍。
其中，所述试验平台框架(1)由金属或合金制成。
本实用新型换料机夹爪试验平台可以真实有效模拟对实际换料过程中的燃料组件进行自动循环抓取、提升、下降、释放动作，实现对换料机夹爪功能和可靠耐久性鉴定，保证该部件工作的可靠性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的换料机夹爪试验平台第一实施例结构示意图；
图2为换料机夹爪结构示意图；
图3为本实用新型提供的换料机夹爪试验平台第二实施例结构示意图；
图4为限位检测装置安装位置示意图；
图5为本实用新型提供的换料机夹爪试验平台的测试流程图。
具体实施方式
本实用新型换料机夹爪试验平台可以真实有效模拟对实际换料过程中的燃料组件进行自动循环抓取、提升、下降、释放动作，实现对换料机夹爪功能和可靠耐久性鉴定，保证该部件工作的可靠性。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，为本实用新型提供的换料机夹爪试验平台第一实施例结构示意图，如图 1所示，该换料机夹爪试验平台包括
由底座10、上端面12以及连接所述底座10、上端面12的支撑杆14所构成的柱状的框架1。
4[0035]一端固定在所述上端面12，另一端连接待测换料机夹爪3的液压系统20，所述液压系统20驱动换料机夹爪3在上下方向做往复运动。
所述框架1底部设有配重块24，所述配重块M用于供所述换料机夹爪3夹取和放置。
本实用新型换料机夹爪试验平台可以真实有效模拟对实际换料过程中的燃料组件进行自动循环抓取、提升、下降、释放动作，实现对换料机夹爪功能和可靠耐久性鉴定，保证该部件工作的可靠性。
为更好的理解本实用新型的作用，我们首先介绍该换料机夹爪3的基本结构和工作原理，该换料机夹爪3如图2所示，包括
中空筒状本体30，本体30的下端设有用于抓取燃料的指形钩31 ；本体30内外分别套设有可在垂直方向上运动的内轴32和外壁33 ；内轴32在气动系统34驱动下，可相对本体30上下运动，控制指形钩31的收紧与张开。
进一步的，图2所示的换料机燃料抓取装置处于锁定的状态，内轴32被锁定在伸出的状态，指形钩31被锁定在张开状态。此时，锁紧滚轴35卡在内卡件7的上凹槽71中， 阻止内卡件7以及内轴32运动。
当指形钩31需要收紧时，外卡件8先随外壁33向下运动至外凹槽81对准锁紧滚轴35，同时也对准了内卡件7的上凹槽71。此时锁紧滚轴35向外凹槽81侧偏移，不再卡在内卡件7的上凹槽71中，解除对内卡件7锁定，内轴32随之解锁。
解除锁定后，内卡件7与内轴32在气动系统34的驱动下向上运动，指形钩31收紧，至内卡件7的下凹槽72对准锁紧滚轴35，同时也对准了外卡件8的外凹槽81。
随后，外卡件8随外壁33向上运动，外凹槽81偏离锁紧滚轴35，将锁紧滚轴35卡在内卡件7的下凹槽72中，内卡件7锁定，使内轴32被锁定在缩回状态，指形钩31被锁定在收紧状态。
更进一步的，指形钩31从被锁定在收紧状态到解锁、张开、到被锁定在张开状态的过程如下
指形钩31被锁定在收紧状态时，内轴32被锁定在缩回状态，锁紧滚轴35卡在内卡件7的下凹槽72中，阻止内卡件7以及内轴32向下运动。
当指形钩31需要张开时，外卡件8随外壁33先向下运动，至外凹槽81对准锁紧滚轴35，同时也对准了内卡件7的下凹槽72。锁紧滚轴35向外凹槽81侧偏移，不再卡在内卡件7的下凹槽72中，解除对内卡件7及内轴32的锁定。
解除锁定后，内卡件7随内轴32在气动系统34的驱动下一起向下运动，使指形钩 31张开，至内卡件7的上凹槽71对准锁紧滚轴35，同时也对准了外卡件8的外凹槽81。
随后，外卡件8向上运动，外凹槽81偏离锁紧滚轴35，将锁紧滚轴35卡在内卡件 8的上凹槽81中，使内卡件8锁定，内轴32被锁定在伸出的状态，指形钩31被锁定在张开状态，回到图2所示的状态。
进一步的，本实施例提供的换料机夹爪3中，本体30下端的指形钩31通过钩轴36 与本体30连接；指形钩31的内壁311向内弯曲。内轴32的下端设有L型突起321，L型突起321顶端与指形钩内壁311接触。
当L型突起321随内轴32上下运动时，将向外抵压指形钩内壁311上部或下部，使指形钩31以钩轴36为轴旋转，张开或收紧。当内轴32被锁定后，指形钩31也就被锁定在相应的状态。
更为具体的，图2所示的换料机燃料抓取装置的指形钩31被锁定在张开状态。当指形钩31需要收紧时，内轴32解锁并在气动系统34的驱动下向上运动，L型突起321随内轴32向上运动。由于指形钩31内壁311向内弯曲，L型突起321将向外抵压指形钩内壁311上部，使指形钩31以钩轴36为轴旋转，从而让指形钩31的下端收紧。在内轴32被锁定后，指形钩31也就被锁定在收紧状态。
同样的，当指形钩31被锁定在收紧状态，需要张开时，其过程如下
指形钩31锁定在收紧状态，L型突起321抵靠在指形钩内壁311的上部。指形钩 31需要张开时，内轴32解锁并在气动系统34的驱动下向下运动，L型突起321随内轴32 向下运动。由于指形钩31内壁311向内弯曲，L型突起321将向外抵压指形钩内壁311下部，使指形钩31以钩轴36为轴旋转，从而让指形钩31下端张开。在内轴32被锁定后，指形钩31也就被锁定在收紧状态。
参见图3，为本实用新型提供的换料机夹爪试验平台第二实施例结构示意图，在本实施例中，将更为详细的描述该换料机夹爪试验平台的结构和各部件的功能。
如图3所示，该换料机夹爪试验平台包括
由底座10、上端面12以及连接所述底座10、上端面12的支撑杆14所构成的柱状的框架1。所述试验平台框架1由金属或合金制成，底座10、上端面12和支撑杆14之间通过螺钉连接固定。
所述框架1底部设有配重块24，所述配重块M用于供所述换料机夹爪3夹取和放置。更为具体的，所述配重块M的重量不小于实际的燃料组件的重量。优选的，所述配重块M的重量为实际的燃料组件的重量的1.1倍。
进一步的，为更加准备的检测换料机夹爪的性能，框架1底部设置了模拟水池(图中未示出)，并将配重块M放置于所述模拟水池中。在对换料机夹爪进行检测的过程中， 该模拟水池中将注水至浸没配重块24，以模拟换料机夹爪在核电站反应堆中的实际工作环境，得到更准确的测试结果。
上端面12上设置有液压系统20，该液压系统20 —端固定在所述上端面12，另一端连接待测换料机夹爪3的液压系统20。液压系统20用于驱动换料机夹爪3在上下方向做往复运动。
进一步的，支撑杆14上设置有导向杆16，所述导向杆16用于控制所述换料机夹爪 3在液压系统20驱动下，在上下方向做往复运动时的运动轨迹。
优选的，所述换料机夹爪3上贴附有限位检测装置4，其具体安装位置参见图4，所述限位检测装置4用于检测并限制所述换料机夹爪3在液压系统20驱动下的行程，以及检测并限制所述内轴32在气动系统34驱动下的行程。
所述换料机夹爪试验平台还包括与所述限位检测装置4匹配的告警单元(图中未示出)，告警单元与限位检测装置4连接，用于当出现液压系统20上、下限位同时触发；气动系统34上、下限位同时触发；液压系统20上升、下降过程中夹爪3松开、夹紧，液压系统20 上升、下降运动超时，气动系统34上升、下降运动超时等现象时，进行告警。该告警方式包括使故障指示灯变亮、故障蜂鸣器报警，并中断所述液压系统20或所述气动系统34的动作。
本实用新型换料机夹爪试验平台实现全自动循环试验，采用液压系统模拟换料机提升机构的上升与下降，气动系统跟实际换料机气动系统完全一样，实现夹爪的张开与收紧，最大程度的模拟了换料机夹爪抓取燃料组件的动作。同时，本试验平台的模拟燃料组件配重块的重量为实际燃料组件的1.1倍，能更加有效的测试夹爪的性能，而且试验平台置具有自诊断功能，能判断夹爪试验过程中出现的常见问题，并带有声光报警装置，实现了换料机夹爪疲劳试验的智能化，有效的对换料机夹爪耐久性进行鉴定，保证该部件工作的可靠性。
参见图5，为本实用新型提供的换料机夹爪试验平台的测试流程图，如图5所示
在步骤S100，将待测换料机夹爪安装到换料机夹爪试验平台上，并将夹爪和试验平台调整到测试初始状态，具体为换料机夹爪处于收紧状态，液压系统处于上限位。
在步骤S101，液压系统带动换料机夹爪下降至液压系统下限位，并按设置停止在该位置一段时间，例如3秒。此时，换料机夹爪应处于配重块的提升头内，该提升头内壁设有凹槽，换料机夹爪在张开状态下，可以卡在该凹槽中。
在步骤S102，气动系统驱动换料机夹爪的内轴下降至下限位，使换料机夹爪张开， 卡在配重块提升头的凹槽中，并按设置停止在该位置一段时间，例如6秒。
在步骤S103，液压系统带动换料机夹爪及配重块上升至液压系统上限位，并按设置停止在该位置一段时间，例如3秒。
在步骤S104，液压系统带动换料机夹爪及配重块下将至液压系统下限位，并按设置停止在该位置一段时间，例如3秒。
在步骤S105，气动系统驱动换料机夹爪的内轴上升至上限位，使换料机夹爪收紧， 从配重块提升头的凹槽中松开，并按设置停止在该位置一段时间，例如6秒。
在步骤S106，液压系统带动换料机夹爪上升至液压系统上限位，并按设置停止在该位置一段时间，例如3秒。此时，夹爪和试验平台回复到测试初始状态。重复上述步骤。
进一步的，换料机夹爪试验平台检测夹爪的上述步骤可以分为手动模式与自动模式。手动模式主要为自动模式提供初始条件，并在自动运行模式结束后，使液压系统与气压系统行程处在安全的位置。
手动模式通过电气控制面板上的按钮或开关来实现。具体为将手动/自动模式选择开关打在手动模式位置，液压系统上限位没有触发，选择开关拨到手动上升时，液压系统上升，上限位触发，上升动作停止；液压系统下限位没有触发，选择开关拨到手动下降，液压系统下降，下限位触发，下降动作停止；当液压系统处于下限位状态，选择开关打在夹爪夹紧位置，气压系统下降，执行夹紧动作；当液压系统处于下限位状态，选择开关打在夹爪松开位置，气压系统上升，执行松开动作；当按下手动停止按钮时，手动运行模式中断。中断手动运行模式后，使夹爪松开/夹紧选择开关处于中间位置。
类似的，自动模式通过电气控制面板上的按钮或开关来实现。自动模式运行前，必须通过手动模式，使夹爪处于测试要求的初始状态、提升液压系统至上限位触发。然后把手动/自动模式选择开关拨在自动模式位置，选择开关拨到自动运行开始时，自动运行开始， 选择开关拨到自动运行停止时，自动运行停止。停止后，如需继续执行自动运行模式，必须通过手动模式，达到自动运行模式的起始条件。[0075]本实用新型换料机夹爪试验平台实现全自动循环试验，采用液压系统模拟换料机提升机构的上升与下降，气动系统跟实际换料机气动系统完全一样，实现夹爪的张开与收紧，最大程度的模拟了换料机夹爪抓取燃料组件的动作，有效的对换料机夹爪耐久性进行鉴定，保证该部件工作的可靠性。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求
所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求
1.一种换料机夹爪试验平台，其特征在于，包括由底座(10)、上端面(12)以及连接所述底座(10)、上端面(12)的支撑杆(14)所构成的柱状的框架(1);一端固定在所述上端面(12)，另一端连接待测换料机夹爪(3)的液压系统(20)，所述液压系统(20)驱动换料机夹爪(3)在上下方向做往复运动；所述框架(1)底部设有配重块(24 )，所述配重块(24 )用于供所述换料机夹爪(3 )夹取和放置。
2.如权利要求
1所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述换料机夹爪(3)包括中空筒状本体(30 )，本体(30 )的下端设有用于抓取燃料的指形钩(31)；本体(30 )内外分别套设有可在垂直方向上运动的内轴(32 )和外壁(33 )；内轴(32 )在气动系统(34)驱动下，可相对本体(30 )上下运动，控制指形钩(31)的收紧与张开。
3.如权利要求
2所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述换料机夹爪试验平台还包括贴附在所述换料机夹爪(3 )上的限位检测装置(4 )，所述限位检测装置(4 )用于检测并限制所述换料机夹爪(3)在液压系统(20)驱动下的行程，以及检测并限制所述内轴(32)在气动系统(34)驱动下的行程。
4.如权利要求
3所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述换料机夹爪试验平台还包括设置于所述支撑杆(14)上的导向杆(16)，所述导向杆(16)用于控制所述换料机夹爪 (3)在液压系统(20)驱动下，在上下方向做往复运动时的运动轨迹。
5.如权利要求
4所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述换料机夹爪试验平台还包括与所述限位检测装置(4)连接的告警单元，所述告警单元在所述换料机夹爪(3)或所述内轴(32)超过规定行程时，进行告警，并中断所述液压系统(20)或所述气动系统(34)的动作。
6.如权利要求
1所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述换料机夹爪试验平台还包括设置于所述框架(1)底部的模拟水池，用于模拟所述换料机夹爪(3)工作的水环境；所述配重块(24)放置于所述模拟水池中。
7.如权利要求
6所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述配重块(24)的重量不小于实际的燃料组件的重量。
8.如权利要求
7所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述配重块(24)的重量为实际的燃料组件的重量的1. 1倍。
9.如权利要求
1至8中任一项所述的换料机夹爪试验平台，其特征在于，所述试验平台框架(1)由金属或合金制成。
专利摘要
本实用新型实施例公开了换料机夹爪试验平台，包括由底座(10)、上端面(12)以及连接所述底座(10)、上端面(12)的支撑杆(14)所构成的柱状的框架(1)；一端固定在所述上端面(12)，另一端连接待测换料机夹爪(3)的液压系统(20)，所述液压系统(20)驱动换料机夹爪(3)在上下方向做往复运动；所述框架(1)底部设有配重块(24)，所述配重块(24)用于供所述换料机夹爪(3)夹取和放置。本实用新型实施例提供的换料机夹爪试验平台，可以真实有效模拟对实际换料过程中的燃料组件进行自动循环抓取、提升、下降、释放动作，实现对换料机夹爪功能和可靠耐久性鉴定，保证该部件工作的可靠性。
文档编号G21C17/00GKCN201994079SQ201120042804
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月21日
发明者丁慧民, 刘刚, 吴凤岐, 周国丰, 方郁, 林剑峰, 穆兆辉, 赵阿朋, 陆秀生, 黄文有 申请人:中国广东核电集团有限公司, 中科华核电技术研究院有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan