一种控制棒组件夹持旋转机构的制作方法

本发明属于核燃料元件检测技术领域，具体涉及一种控制棒组件夹持旋转机构。

背景技术：

现有核燃料元件组件一般用吊车将组件垂直吊入组件检测装置底端的基准座内，再由组件检测装置上端卡紧器夹持并定位、旋转，然后进行组件的各类检测。

在检测过程中由于吊装、夹持、旋转等操作的控制精度低，存在因跌落、撞击等因素导致被检组件损伤的风险，另外由于旋转采用手动控制，扭矩和转角控制及检测精度低。

为避免上述缺陷和风险，亟需研究设计一套组件夹持旋转机构。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种控制棒组件夹持旋转机构，实现对核燃料元件控制棒组件的夹持和旋转。

本发明的技术方案如下：

一种控制棒组件夹持旋转机构，能够与控制棒组件检测装置配合使用，包括伺服电机、转接机构、复合传感器、卡盘连接法兰、三爪卡盘；

所述的三爪卡盘为常闭形式，采用气动软爪；

在所述三爪卡盘的上方通过卡盘连接法兰固定设有复合传感器，所述的复合传感器为双法兰式；

所述的转接机构设于复合传感器的上方，包括轴承座、联轴器、圆锥滚子轴承、锁紧螺母和转接轴；

所述的轴承座通过锁紧螺母与控制棒组件检测装置的托板下表面固定连接；

在控制棒组件检测装置的托板上表面固定设有电机安装板，所述的伺服电机设于电机安装板的上方；

所述的复合传感器与转接轴的底部通过紧固螺钉相连；

所述圆锥滚子轴承的内圈套设于转接轴的外侧，圆锥滚子轴承的外圈设于轴承座的内部；

所述的联轴器用于连接伺服电机与转接轴；

在使用夹持旋转机构进行控制棒组件检测时，通过气动三爪卡盘夹持控制棒组件，并通过伺服电机控制转接轴转动，进而带动三爪卡盘旋转，实现对控制棒组件的夹持旋转。

所述的三爪卡盘在气压不足、无气或者意外断电时处于夹紧状态，确保控制棒组件不会因意外状况掉落。

所述的复合传感器可以同时测力和扭矩，测试精度达5‰。

所述的伺服电机带有绝对编码器，确保出现意外状况时能记录当时夹持旋转机构的准确位置。

所述伺服电机的扭矩范围为0～5nm，旋转角范围为-45°～+45°，输出的每个控制步为0.175°/s，可通过复合传感器同步检测到。

所述的三爪卡盘的预紧力在0～200n之间连续可调。

所述的复合传感器为合金钢材质。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明装置实现了核燃料元件控制棒组件扭矩、夹持力、转角的检测，提高了检测的准确度、可靠性和检测效率，保证了量值溯源准确一致，确保核反应堆安全可靠。

(2)本发明装置在整个夹持、旋转过程中，不与控制棒组件发生相对滑动，避免对组件产生划伤、压痕等影响，同时保证了人员的安全。

(3)本发明采用常闭式的三爪卡盘，能够在气压不足、无气或者意外断电时处于夹紧状态，确保被测工件不会因意外状况导致偏移，进而避免了被测工件或者设备的损坏。

附图说明

图1为夹持旋转机构示意图。

图中：1.伺服电机；2.托板；3.轴承座；4.联轴器；5.圆锥滚子轴承；6.锁紧螺母；7.转接轴；8.复合传感器；9.卡盘连接法兰；10.三爪卡盘。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种控制棒组件夹持旋转机构，用于与控制棒组件检测装置配合使用，包括伺服电机1、转接机构、复合传感器8、卡盘连接法兰9、三爪卡盘10。

所述的三爪卡盘10为常闭形式，采用气动软爪，在气压不足、无气或者意外断电时三爪卡盘10处于夹紧状态，确保控制棒组件不会因意外状况掉落。

所述的三爪卡盘10的预紧力在0～200n之间连续可调。

在所述三爪卡盘10的上方通过卡盘连接法兰9固定设有复合传感器8，所述的复合传感器8为双法兰式，合金钢材质，可以同时测力和扭矩，测试精度达5‰。

所述的转接机构设于复合传感器8的上方，包括轴承座3、联轴器4、圆锥滚子轴承5、锁紧螺母6和转接轴7。

所述的轴承座3通过锁紧螺母6与控制棒组件检测装置的托板2下表面固定连接。

在所述控制棒组件检测装置的托板2上表面固定设有电机安装板，所述的伺服电机1设于电机安装板的上方。

所述的复合传感器8与转接轴7的底部通过紧固螺钉相连。

所述圆锥滚子轴承5的内圈套设于转接轴7的外侧，圆锥滚子轴承5的外圈设于轴承座3的内部。

所述的联轴器4用于连接伺服电机1与转接轴7。

所述的伺服电机1带有绝对编码器，确保出现意外状况时能记录当时夹持旋转机构的准确位置。

所述伺服电机1的扭矩范围为0～5nm，旋转角范围为-45°～+45°，输出的每个控制步为0.175°/s，可通过安装在转接轴7上的复合传感器8同步检测到，满足“角度旋转精度≤0.1°”的要求。

在使用夹持旋转机构进行控制棒组件检测时，通过气动三爪卡盘10夹持控制棒组件，并通过伺服电机1控制转接轴7转动，进而带动三爪卡盘10旋转，实现对控制棒组件的夹持旋转。

技术特征：

技术总结
本发明涉及核燃料元件检测技术领域，具体公开了一种控制棒组件夹持旋转机构，能够与控制棒组件检测装置配合使用，在使用夹持旋转机构进行控制棒组件检测时，通过气动三爪卡盘夹持控制棒组件，并通过伺服电机控制转接轴转动，进而带动三爪卡盘旋转，实现对控制棒组件的夹持旋转。本发明装置实现了核燃料元件控制棒组件扭矩、夹持力、转角的检测，提高了检测的准确度、可靠性和检测效率，保证了量值溯源准确一致，确保核反应堆安全可靠。

技术研发人员：云鹏俊;张愿;汤慧;葛腾;景磊;王跃;高利鹏
受保护的技术使用者：中核北方核燃料元件有限公司
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.05.07