本發(fā)明涉及核電設(shè)備及測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種反應(yīng)堆控制棒鉤爪機(jī)構(gòu)耐磨性試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鉤爪是核電中的核心部件，其在工作中的磨損情況直接影響核反應(yīng)堆的正常工作。因此，鉤爪的耐磨性試驗(yàn)是鉤爪正常工作的關(guān)鍵內(nèi)容。

現(xiàn)有技術(shù)方法是采用CRDM（控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）整套機(jī)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)工況的模擬，通過(guò)機(jī)構(gòu)原有的整套系統(tǒng)的運(yùn)作來(lái)進(jìn)行鉤爪運(yùn)動(dòng)部件的鉤爪及其連桿的耐磨性試驗(yàn)，因?yàn)檎走\(yùn)作機(jī)構(gòu)總長(zhǎng)度達(dá)8米多，所以需要配套建設(shè)高度至少10米以上的廠房，輔以大型試驗(yàn)臺(tái)架來(lái)安裝固定整套CRDM（控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)），產(chǎn)生了較高的建設(shè)成本以及場(chǎng)地要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種反應(yīng)堆控制棒鉤爪機(jī)構(gòu)耐磨性試驗(yàn)裝置，模擬反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉤爪部件中鉤爪及連桿試件在真實(shí)工況下的動(dòng)作及受力，完成磨損量的測(cè)量。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種反應(yīng)堆控制棒鉤爪機(jī)構(gòu)耐磨性試驗(yàn)裝置，其特征是，包括提升裝置、模擬裝置、配重和控制單元，所述提升裝置通過(guò)導(dǎo)向桿連接至所述模擬裝置，所述模擬裝置包括動(dòng)爪機(jī)構(gòu)、鉤爪轉(zhuǎn)軸、連桿和驅(qū)動(dòng)桿，鉤爪通過(guò)其第一孔安裝在所述鉤爪轉(zhuǎn)軸上，所述連桿的一端與鉤爪的第二孔連接，所述連桿的另一端與所述動(dòng)爪機(jī)構(gòu)連接，所述驅(qū)動(dòng)桿設(shè)置在靠近所述鉤爪的鉤爪齒的一側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)桿上設(shè)有齒形，所述齒形與所述鉤爪齒相對(duì)應(yīng)，所述配重掛設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)桿的下端，所述控制單元對(duì)所述提升裝置進(jìn)行控制，所述提升裝置驅(qū)動(dòng)所述導(dǎo)向桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)所述動(dòng)爪機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)，所述動(dòng)爪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述連桿使所述鉤爪繞所述鉤爪轉(zhuǎn)軸往復(fù)擺動(dòng)，使所述鉤爪齒與驅(qū)動(dòng)桿的齒形配合磨擦，使所述驅(qū)動(dòng)桿帶動(dòng)所述配重上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述提升裝置包括電機(jī)變速箱和曲軸，所述電機(jī)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)至變速箱減速后，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述曲軸驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向桿上下運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述動(dòng)爪機(jī)構(gòu)為環(huán)形機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)桿設(shè)置在所述動(dòng)爪機(jī)構(gòu)的中心軸位置，所述驅(qū)動(dòng)桿上的齒形為環(huán)形齒。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)桿與配重的質(zhì)量155±5kg。

進(jìn)一步，所述曲軸的往復(fù)頻率為72步/分鐘，所述鉤爪齒的運(yùn)動(dòng)距離為23.88mm。

進(jìn)一步，所述模擬裝置安裝在一個(gè)支撐架內(nèi)，所述支撐架密封設(shè)置。

進(jìn)一步，所述曲軸上設(shè)置計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器記錄所述曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）在試驗(yàn)數(shù)據(jù)不失真的前提下，大大簡(jiǎn)化了試驗(yàn)操作的關(guān)聯(lián)性，從而降低了各項(xiàng)成本，提高了效率；

（2）可在各種普通廠房獨(dú)立的完成試驗(yàn)，擺脫了原先試驗(yàn)方法對(duì)大型廠房的依賴；

（3）為不同項(xiàng)目的鉤爪試驗(yàn)和研究提供了有強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

附圖說(shuō)明

附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明中模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)記分別為：

1．提升裝置； 11．電機(jī)；

12．變速箱； 13．曲軸；

14．計(jì)數(shù)器； 15．導(dǎo)向桿；

2．模擬裝置； 21．動(dòng)爪機(jī)構(gòu)；

22．鉤爪轉(zhuǎn)軸； 23．連桿；

24．齒形； 3．配重；

4．控制單元； 41．控制柜及顯示器

5．鉤爪； 6．支撐架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明反應(yīng)堆控制棒鉤爪機(jī)構(gòu)耐磨性試驗(yàn)裝置的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)附圖1，反應(yīng)堆控制棒鉤爪5機(jī)構(gòu)耐磨性試驗(yàn)裝置包括提升裝置1、模擬裝置2、配重3和控制單元4。提升裝置1包括電機(jī)11、變速箱12和曲軸13，電機(jī)11輸出轉(zhuǎn)動(dòng)至變速箱12減速后，帶動(dòng)曲軸13轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸13驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向桿15上下運(yùn)動(dòng)。曲軸13上安裝有計(jì)數(shù)器14，計(jì)數(shù)器14記錄曲軸13的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)。提升裝置1通過(guò)導(dǎo)向桿15連接至模擬裝置2。

參見(jiàn)附圖2，模擬裝置2包括動(dòng)爪機(jī)構(gòu)21、鉤爪轉(zhuǎn)軸22、連桿23和驅(qū)動(dòng)桿24，鉤爪5通過(guò)其第一孔安裝在鉤爪轉(zhuǎn)軸22上，連桿23的一端與鉤爪5的第二孔連接，連桿23的另一端與動(dòng)爪機(jī)構(gòu)21連接，驅(qū)動(dòng)桿24設(shè)置在靠近鉤爪5的鉤爪齒的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)桿24上設(shè)有齒形25，齒形25與鉤爪齒相對(duì)應(yīng)，配重3掛設(shè)在驅(qū)動(dòng)桿24的下端，控制單元4對(duì)提升裝置1進(jìn)行控制，提升裝置1驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向桿15上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)爪機(jī)構(gòu)21上下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)爪機(jī)構(gòu)21驅(qū)動(dòng)連桿23使鉤爪5繞鉤爪轉(zhuǎn)軸22往復(fù)擺動(dòng)，使鉤爪齒與驅(qū)動(dòng)桿24的齒形25配合磨擦，使驅(qū)動(dòng)桿24帶動(dòng)配重3上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

動(dòng)爪機(jī)構(gòu)21為環(huán)形機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)桿24設(shè)置在動(dòng)爪機(jī)構(gòu)21的中心軸位置，驅(qū)動(dòng)桿24上的齒形25為環(huán)形齒。模擬裝置2安裝在一個(gè)支撐架6內(nèi)，支撐架6密封設(shè)置?？刂茊卧?包括控制柜及顯示器41，用于對(duì)試驗(yàn)裝置的電氣控制和操作。

具體地，控制柜及顯示器部分，以及電源顯示燈、工作顯示燈、振頻顯示燈、計(jì)數(shù)器顯示器、頻率顯示器、計(jì)數(shù)器設(shè)定控制、計(jì)數(shù)器管理/開(kāi)始裝置等等，可使用現(xiàn)有技術(shù)中的控制柜實(shí)現(xiàn)。

電機(jī)作為一個(gè)動(dòng)力源，為裝置提供動(dòng)力，減速箱是將高速轉(zhuǎn)變?yōu)榈退佟Ｌ嵘b置中的曲軸、導(dǎo)向桿組成及計(jì)數(shù)器。并配合配重，為試驗(yàn)提供往復(fù)式運(yùn)動(dòng)動(dòng)能。曲軸主要是為實(shí)現(xiàn)提升動(dòng)作的距離，配重主要是為了降低電機(jī)的負(fù)載和減少?zèng)_擊，導(dǎo)向桿主要是為了實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)；計(jì)數(shù)器主要是為了記錄每一個(gè)循環(huán)作為一次的循環(huán)次數(shù)。

鉤爪運(yùn)動(dòng)模擬裝置是為了模擬鉤爪嚙合、提升動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。配重是由絲杠和配重重物組成，模擬絲杠及總體載荷的機(jī)構(gòu)。

整個(gè)裝置由支撐架實(shí)現(xiàn)固定和支撐，支撐架起到運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的支撐、密封及儲(chǔ)水作用。

本發(fā)明的工況和系統(tǒng)參數(shù)如下：

1. 動(dòng)作：鉤爪及連桿的幾何運(yùn)動(dòng)軌跡與真實(shí)工況完全相同；

2. 工作載荷：不小于額定負(fù)荷155±5kg（驅(qū)動(dòng)桿+配重）；

3. 設(shè)計(jì)載荷應(yīng)為：180kg；

4. 設(shè)備運(yùn)動(dòng)距離：鉤爪動(dòng)作+步長(zhǎng)=8+15.88=23.88mm；

5. 工作頻率：72步/分鐘，與產(chǎn)品相同；

6. 試件邊界：驅(qū)動(dòng)桿嚙合段的材料及幾何尺寸與實(shí)際產(chǎn)品完全相同；

7. 工況環(huán)境：常溫、常壓、水作為介質(zhì)，與產(chǎn)品相似。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。