传热管自锁夹持器的设计与研究

发布时间：2021-03-10 04:43

　　核电站蒸汽发生器由于受到空间结构、辐射环境等因素的限制,对在其内作业的各项系统和装置都有很高的要求,传热管自锁夹持器在可靠性、安全性等方面要求都比较高,通过对夹持器工作的基本原理进行阐述,对数学模型进行深入的分析,建立增力机构数学方程,设计基于钢球斜面式的二次增力机构,具有可靠夹持、自锁功能的夹持装置,制定了夹持器卡爪的热处理工艺,同时对夹持器的状态检测等做了设计与研究,以期对蒸发器检修定位机器人研制和优化提供基础。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(04)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

增力机构形式

一般蒸发器传热管涡流检测装置中如图2所示,夹持器要实现4 个动作,即插入传热管、抓紧传热管、松开传热管和脱离传热管。夹持器机构主要分为卡爪部分和伸缩部分。卡爪部分实现机构在管孔内的抓紧和松开功能,伸缩部分完成机构插入管孔和脱离管孔功能[6]。夹持器利用气缸联动方式,通过斜楔结构实现花瓣状的卡爪胀开,这种结构简单可靠,夹持效果良好,并具有较好的误差容错率。根据斜面效应装置原理,利用夹持器的支撑杆与卡爪的斜面将花瓣形状的卡爪胀开,卡爪和支撑杆之间安装有钢珠,通过钢珠的力传递可有效减小相对运动过程中的摩擦阻力,支撑杆斜面施加给钢珠一个侧向力,卡爪的前端开有槽,分为6部分,成花瓣状,卡爪受到侧向力向外胀开,当压迫到传热管的管壁时卡爪就与传热管产生了静摩擦力,从而使爬行式定位装置悬挂在传热管上。而支撑杆的尾部通过压缩弹簧的作用能够使支撑杆在自然状态下保持住撑开卡爪的状态,实现自锁。对支撑杆进行受力分析,如图3所示,建立力平衡方程,可以计算出卡爪向外的夹持力大小为F2:

夹持器利用气缸联动方式,通过斜楔结构实现花瓣状的卡爪胀开,这种结构简单可靠,夹持效果良好,并具有较好的误差容错率。根据斜面效应装置原理,利用夹持器的支撑杆与卡爪的斜面将花瓣形状的卡爪胀开,卡爪和支撑杆之间安装有钢珠,通过钢珠的力传递可有效减小相对运动过程中的摩擦阻力,支撑杆斜面施加给钢珠一个侧向力,卡爪的前端开有槽,分为6部分,成花瓣状,卡爪受到侧向力向外胀开,当压迫到传热管的管壁时卡爪就与传热管产生了静摩擦力,从而使爬行式定位装置悬挂在传热管上。而支撑杆的尾部通过压缩弹簧的作用能够使支撑杆在自然状态下保持住撑开卡爪的状态,实现自锁。对支撑杆进行受力分析,如图3所示,建立力平衡方程,可以计算出卡爪向外的夹持力大小为F2:{ F=F 1 sinα F 2 =F 1 cosα ?F 2 =F 1 tanα

【参考文献】：
期刊论文
[1]斜面增力式液压卡盘的设计与应用[J]. 彭涛,王天龙,姚亚峰.  煤矿安全. 2019(03)
[2]核电站蒸汽发生器传热管涡流自动检测系统研制[J]. 韩捷,廖述圣,高厚秀,王家建.  机械与电子. 2018(06)
[3]弹簧夹头性能研究与改进探讨[J]. 王文超,于盛睿,李宇,陈琳.  热加工工艺. 2008(12)
[4]双面斜楔增力液压传动夹具[J]. 钟康民,王德云.  制造技术与机床. 2004(06)

博士论文
[1]基于自主锁止机理的管内机器人机构设计与特性研究[D]. 乔晋崴.国防科学技术大学 2012
[2]蒸汽发生器检修机器人样机研制及其关键技术研究[D]. 吴健荣.哈尔滨工程大学 2009

硕士论文
[1]面向换热器角焊缝自动检测的移动装置结构设计和运动性能研究[D]. 陈永康.北京化工大学 2018
[2]全淬透性轴承钢的热处理韧化及表面硬化研究[D]. 傅子建.安徽工业大学 2016



本文编号：3074072