乏燃料后处理卧式剪切机送料系统翻转机构可靠性设计研究

发布时间：2020-08-21 01:21

【摘要】：在核电领域,乏燃料后处理剪切机是动力堆乏燃料后处理工程的关键设备,剪切机在复杂工作条件(环境恶劣、负载重、放射性)下工作,其系统的可靠性直接决定着剪切机的剪切效率和工作性能,其自身使用的安全性、稳定性和可靠性也会受到影响。为解决乏燃料后处理立式剪切机送料系统过程中易发生未经剪切元件调入溶解器、刀架滚轮磨损等故障问题,本文提出一种卧式剪切机送料系统翻转机构方案,使得乏燃料组件由立式刀具切割转为卧式激光切割。针对卧式剪切机送料系统翻转机构的工作过程,进行基于剪切机翻转机构系统可靠性设计方法与系统维修性设计方法的研究。首先,本文提出了卧式剪切机送料系统翻转机构方案设计及其工作原理,并依据模块化设计理念和便于拆卸维修的特性,对卧式剪切机送料系统翻转机构进行了模块化设计。分析剪切机翻转机构的重要零部件和子系统失效对整机的可靠性影响,依据可靠性设计准则建立系统可靠性模型,为后续系统的可靠度计算提供理论依据。其次,将模糊综合评价方法应用到剪切机送料系统翻转机构的可靠性分配上,运用故障树分析法得出剪切机翻转机构的重要零部件的故障及其薄弱环节,基于剪切机翻转机构中的举升机构和横移机构故障树模型,对机构进行最小割集及重要度求解,运用应力-强度干涉模型对卧式剪切机翻转机构关键零部件进行可靠性设计,并与在传统安全系数法条件下计算得到的计算结果进行对比,分析可靠性设计方法的优越性。最后,定性、定量的对卧式剪切机送料系统翻转机构维修性的要求进行分析,为卧式剪切机翻转机构维修性设计提供依据,利用按故障率和设计特性的加权因子分配方法对剪切机翻转机构进行维修性分配获得分配结果,使得系统的维修性能够合理有效的分配给每个单元,同时针对现阶段剪切机系统的维修数据缺乏的情况下,利用单元对比预计法来进行维修性预计,该方法为乏燃料后处理剪切机领域开展维修性分配与预计提供了一种方法。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623
【图文】：

翻转机,链式

此实现乏燃料组件这样的大型件翻转 90°很困安全高效生产开发出一款安全可靠的重载翻转造等领域翻转机构应用和种类广泛，翻转机的的变换，翻转机在国外的研究应用也是源远流相对会成熟一些，在国际上，Bushman、Seve型翻转机设备制造商，其旗下的产品有很多种圆环结构翻转机、L 型车体结构翻转机、头部司在某次机械国际会展上推出了一种链条结构的工件都能在该翻转设备上翻转变位，这种翻的变位，此变位方式相对较平稳，但是此系统]，如下图 1.1 所示。

翻转机

图 1.2 单机座翻转机图 1.3 半环形翻转机Fig.1.2 Stand-up tilting machine Fig.1.3 Half-turnover machine德国大众汽车在装配线上使汽车底盘在水平面和竖直面上任意翻转变位采用的是环形翻转机，当人工对车体进行翻转变位时车体有利于被固定锁紧，同时工作人员的人身安全也得到保障，工作效率也得到提升。其缺点和上述翻转机类似，承载能力有限等，且造价高昂，适宜清洁的工作环境[22]，如上图 1.3所示。澳大利亚 O.D.T 公司采用伺服电机驱动系统设计了一台翻转机应用在某铝锭连铸生产线上，此方法可以有效降低系统翻转机的冲击影响，但仍然避免不了承载能力有限、翻转的工件单一且对环境要求较高等缺点[23]。燕山大学赵永生教研团队在 2008 年研制出了一款大型重载变位机构[24]。该翻转机具有两个自由度，如图 1.4 所示，该设备主要用于大型球冠类的工件进行翻转变位，在定位精度和安全性能上较传统变位方式有了很大的提高。此外，

翻转机,半环

【参考文献】