一种防撞齿机构及核燃料转运装置的制作方法

本发明具体涉及一种防撞齿机构以及包括该防撞齿机构的核燃料转运装置。

背景技术：

1、由于三代核电站反应堆厂房采用双层安全壳结构，导致反应堆装卸料操作过程中燃料转运装置操作燃料组件的运输路径变长，燃料转运装置通过两套小车驱动机构采用齿轮齿条接力驱动小车运动。在接力驱动过程中，可能由于齿轮单个齿的中心线与齿条单个齿的中心线共线而造成驱动机构无法驱动，从而导致机构“卡死”，驱动链失效。

2、现有的燃料转运装置防撞齿机构为机械式防撞齿机构，比如中国发明专利cn201210536624.6公开了一种接力驱动燃料转运装置防撞齿机构，但是上述燃料转运装置防撞齿机构还存在如下不足：第一，在60年的寿期内会因磨损导致精度变差，逐渐丧失接力驱动功能；第二，对安装精度要求较高，安装精度超差导致受力过大可能引起其变形从而导致失效。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种防撞齿机构以及包括该防撞齿机构的核燃料转运装置。所述防撞齿机构能够有效地解决接力传动时机械齿轮与机械齿条可能出现不同步而出现卡死或驱动失效的问题。

2、为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种防撞齿机构，包括永磁齿轮与永磁齿条，所述永磁齿轮与齿轮齿条机构的机械齿轮平行设置，且永磁齿轮与机械齿轮共轴安装，所述永磁齿条与所述齿轮齿条机构中的机械齿条平行，且两者非对齐设置，以使得永磁齿轮与永磁齿条的啮合先于机械齿轮与机械齿条的啮合，在接力驱动的初期，永磁齿轮与永磁齿条非接触式啮合，与永磁齿轮同步旋转的机械齿轮与机械齿条未啮合但进入同步状态。

4、优选的，所述永磁齿轮与机械齿轮的齿数以及模数均相同，所述永磁齿条与所述机械齿条的齿距相同。

5、优选的，所述永磁齿条的前端头的设置位置领先机械齿条的前端头整数个齿数。

6、优选的，所述永磁齿轮和所述永磁齿条采用多层烧结的永磁材料制成，表面具有规律变化的磁场，其中，永磁齿轮的磁场角度与机械齿轮的轮齿相对应。

7、优选的，所述永磁齿轮与所述齿条啮合时，永磁齿轮轮齿的磁场极性与永磁齿条齿槽的磁场极性相反，与永磁齿条轮齿的磁场极性相同。

8、本发明还提供一种核燃料转运装置，包括转运小车、驱动部件和齿轮齿条机构，还包括上述的防撞齿机构，所述齿轮齿条机构包括机械齿轮和机械齿条，所述驱动部件的输出端与所述机械齿轮连接，用于带动机械齿轮转动，并使防撞齿机构的永磁齿轮同步转动，所述防撞齿机构的永磁齿条与机械齿条平行设置在转运小车上，所述机械齿条用于通过与机械齿轮相互啮合，从而驱动转运小车运动。

9、优选的，所述防撞齿机构中，永磁齿轮和所述机械齿轮的模数范围为2-3，齿数范围为15-20。

10、优选的，所述永磁齿条的相邻两个轮齿之间的间距范围为2π-3π，所述机械齿条的相邻两个轮齿之间的间距范围为2π-3π。

11、优选的，所述永磁齿条的前端头与所述机械齿条的前端头的长度差范围为4-6倍齿距。

12、本发明中的防撞齿机构能够有效地解决转运小车在接力传动时机械齿轮与机械齿条可能出现不同步的情况而出现卡死或驱动失效的问题，保证机械齿轮与机械齿条的同步性。永磁齿轮与永磁齿条通过非接触式啮合，使得接力驱动具有无震动和无冲击的效果，接力驱动更加平稳、不易失效、安全性高、易于安装维护。

技术特征：

1.一种防撞齿机构，其特征在于，包括永磁齿轮(1)与永磁齿条(4)，

2.根据权利要求1所述的防撞齿机构，其特征在于，所述永磁齿轮(1)与机械齿轮(3)的齿数以及模数均相同，所述永磁齿条(4)与所述机械齿条(5)的齿距相同。

3.根据权利要求2所述的防撞齿机构，其特征在于，所述永磁齿条(4)的前端头的设置位置领先机械齿条(5)的前端头整数个齿数。

4.根据权利要求3所述的防撞齿机构，其特征在于，所述永磁齿轮(1)和所述永磁齿条(4)采用多层烧结的永磁材料制成，表面具有规律变化的磁场，其中，永磁齿轮(1)的磁场角度与机械齿轮(3)的轮齿相对应。

5.根据权利要求4所述的防撞齿机构，其特征在于，所述永磁齿轮(1)与所述齿条啮合时，永磁齿轮(1)轮齿的磁场极性与永磁齿条(4)齿槽的磁场极性相反，与永磁齿条(4)轮齿的磁场极性相同。

6.一种核燃料转运装置，其特征在于，包括转运小车(6)、驱动部件和齿轮齿条机构，还包括权利要求1-5任一项所述的防撞齿机构，

7.根据权利要求6所述的核燃料转运装置，其特征在于，所述防撞齿机构中，永磁齿轮(1)和所述机械齿轮(3)的模数范围为2-3，齿数范围为15-20。

8.根据权利要求6所述的核燃料转运装置，其特征在于，所述永磁齿条(4)的相邻两个轮齿之间的间距范围为2π-3π，所述机械齿条(5)的相邻两个轮齿之间的间距范围为2π-3π。

9.根据权利要求6所述的核燃料转运装置，其特征在于，所述永磁齿条(4)的前端头与所述机械齿条(5)的前端头的长度差范围为4-6倍齿距。

技术总结
本发明公开一种防撞齿机构及包括该防撞齿机构的核燃料转运装置，所述防撞齿机构包括永磁齿轮与永磁齿条，所述永磁齿轮与齿轮齿条机构的机械齿轮平行设置，且永磁齿轮与机械齿轮共轴安装，所述永磁齿条与所述机械齿轮齿条机构中的机械齿条平行，且两者非对齐设置，以使得永磁齿轮与永磁齿条的接触先于机械齿轮与机械齿条的接触，在接力驱动的初期，永磁齿轮与永磁齿条非接触式啮合，与永磁齿轮同步旋转的机械齿轮与机械齿条未啮合但进入同步状态。所述防撞齿机构能够有效地解决接力传动时机械齿轮与机械齿条可能出现不同步而出现卡死或驱动失效的问题。

技术研发人员：王杰琮,李云华,胡仲凯,张鑫,张洪军,唐兴贵,张耀春,苏子威,周超,沈艳祥,王晨,刘慧芳,秦玮
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13