CN209773698U - 核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，包括电机通过加长轴、减速机和联轴器同时带动内同步带轮和外同步带轮转动，内同步带轮与焊接夹头配合连接，从而使内同步带轮旋转时可以驱动焊接夹头旋转，外同步带轮与配套的顶轮装置通过键槽连接，从而使得外同步带轮旋转时可以驱动配套的顶轮装置旋转；同步旋转装置实现了夹头与顶头同步旋转，有效解决了燃料棒端塞磨伤、表面沾铜等问题，提高了燃料棒质量。配套的顶头装置实现了在焊室外部调整钨极与焊缝的对中性，生产效率得到了提高。
Description
技术领域
本实用新型属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置。
背景技术
核燃料棒(包括包壳管、端塞等部分)环焊焊接时，首先包壳管5进入焊室，端塞4与顶头2紧密贴合，焊室内夹头3夹紧包壳管，然后，包壳管在电机驱动下开始旋转和焊接。传统的焊机，顶头和芯轴一起固定在轴承1上。旋转焊接时，端塞与顶头贴合，依靠端塞与顶头的摩擦，使顶头被动转动。焊接(TIG焊)时，焊缝多用的热量主要是通过顶头以热传导方式散失的。焊接过程中，大量的热量通过铜制顶头传递给轴承，随着焊接次数的增多，热量逐渐积累，轴承内滚珠受热后转动容易发生卡顿。由于顶头为被动旋转形式，轴承的卡顿将直接造成端塞与顶头出现相对摩擦，从而在燃料棒端塞表面产生磨痕。此外，由于铜合金硬度小于锆合金，受热的铜合金容易附着在燃料棒端塞上，造成燃料棒报废。
另一方面，TIG焊接时，钨极与焊缝之间必须要有较高的对中性，否则钨极8产生的电弧热将无法有效的熔化焊缝区域，形成未焊透缺陷，因此，钨极与焊缝之间的对中调节是必不可少的。改造前，顶头固定在芯轴7上，通过调节顶头在芯轴上的螺纹圈数可实现顶头纵向移动，从而调整钨极与焊缝的对中性。由于顶头2、夹头处于焊室内部，调节时，法兰盖6必须完全打开，此时焊室的气体氛围将发生改变。根据锆合金的性能特点，由于焊室被打开，焊室腔体内的气体氛围将被破坏，因此，完成钨极与焊缝对中调节后，必须再一次循环焊接十余次的试样，才能恢复焊室原有的气体氛围，严重影响生产效率。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置。满足顶头与焊接夹头的同步旋转需求，从而提高燃料棒质量，另一方面，通过设计与同步旋转装置配套的顶头装置，实现在焊室外部调整钨极与焊缝的对中性，提高生产效率。
本实用新型的技术方案如下：
核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，包括电机通过加长轴、减速机和联轴器同时带动内同步带轮和外同步带轮转动，内同步带轮与焊接夹头配合连接，从而使内同步带轮旋转时可以驱动焊接夹头旋转，外同步带轮与配套的顶轮装置通过键槽连接，从而使得外同步带轮旋转时可以驱动配套的顶轮装置旋转；
焊接夹头的中轴线与配套的顶头装置的中轴线重合，并且与加长轴和电机的中轴线平行，从而最终实现配套的顶头装置与焊接夹头同时转动；
外同步带轮和内同步带轮的直径一致，垂直中心线位置重合。
配套的顶头装置，其中焊室为内部镂空的立方体结构，配套的顶头装置一部分***焊室内部；
配套的顶头装置中心部分是一根顶头微调杆；
微调螺母和背紧螺母通过螺纹连接，它们固定在顶头微调杆上；
密封盖设置在新法兰盖外起密封作用；
新法兰盖整体为内部漏孔凸台结构，它的一部分在焊室内部，一部分在焊室外部，它与焊室通过螺杆连接，其内部有两个轴承，其中轴承的外圈与新法兰盖紧密贴合，轴承的内圈与顶头微调杆紧密贴合，轴承同样起着传动支撑作用；
顶头为圆柱体结构，它的左端有一段外螺纹，该螺纹直接与顶头微调杆的最右侧有一段内螺纹连接；
钨极与焊缝对中调整时，钨极固定不动，通过顺时针旋转微调螺母可以推动新顶头纵向移动，从而改变焊缝与钨极的纵向位置；通过手动逆时针旋转背紧螺母，可以将顶头微调杆与背紧螺母锁死，保证了钨极对中调整到位后，在整个燃料棒旋转焊接过程中，焊缝与钨极的相对位置不会发生变化。
顶头微调杆整体为圆柱形结构，它的最左端有一段外螺母，中部开了一段键槽，最右端有一段内螺纹。
微调螺母和背紧螺母通过顶头微调杆中部键槽，外同步带轮与顶头微调杆通过键槽连接。
密封盖内部镶嵌一个O型圈和一个轴承，其中O型圈和轴承的外圈与密封盖紧密贴合，O型圈和轴承的内圈与顶头微调杆紧密贴合，O型圈的作用是隔绝焊室外部和焊室内部的空气，轴承起转动、支撑作用。
微调螺母和背紧螺母均为外滚花，内攻内螺纹的圆柱形结构。
密封盖为内部镂空凸台结构。
本实用新型的有益效果在于：
一方面，同步旋转装置实现了夹头与顶头同步旋转，有效解决了燃料棒端塞磨伤、表面沾铜等问题，提高了燃料棒质量。另一方面，配套的顶头装置实现了在焊室外部调整钨极与焊缝的对中性，生产效率得到了提高。
附图说明
图1为现有技术焊机结构示意图；
图2为现有技术焊室结构示意图；
图3为本实用新型的装置示意图；
图4为配套的顶头装置示意图。
图中：1、轴承；2、顶头；3、焊接夹头；4、端塞；5、包壳管；6、法兰盖；7、芯轴；8、钨极；9、外同步带轮；10、加长轴；11、配套的顶头装置；12、内同步带轮；13、电机；14、微调螺母；15、背紧螺母；16、顶头微调杆；17、密封盖；18、O型圈；19、轴承；20、新法兰盖；21、焊室；22、顶头；23、钨极；24、焊缝。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置是电机13通过加长轴10、减速机和联轴器同时带动内同步带轮12和外同步带轮9转动。内同步带轮12与焊接夹头配合连接，从而使内同步带轮12旋转时可以驱动焊接夹头旋转。外同步带轮9与配套的顶轮装置11通过键槽连接，从而使得外同步带轮9旋转时可以驱动配套的顶轮装置11旋转。
焊接夹头的中轴线与配套的顶头装置11的中轴线重合，并且与加长轴10和电机13的中轴线平行，从而最终实现配套的顶头装置11与焊接夹头同时转动。
外同步带轮9和内同步带轮12的直径一致，垂直中心线位置重合。
配套的顶头装置11如附图4所示。焊室21为内部镂空的立方体结构，配套的顶头装置11一部分***焊室21内部。配套的顶头装置11中心部分是一根顶头微调杆16，该顶头微调杆16整体为圆柱形结构，它的最左端有一段外螺母，中部开了一段键槽，最右端有一段内螺纹。
微调螺母14和背紧螺母15均为外滚花，内攻内螺纹的圆柱形结构，通过螺纹连接，它们固定在顶头微调杆上。通过顶头微调杆16中部键槽，外同步带轮9与顶头微调杆通过键槽连接。
密封盖17为内部镂空凸台结构，该结构内部镶嵌一个O型圈18和一个轴承19，其中O型圈18和轴承19的外圈与密封盖17紧密贴合，O型圈18和轴承19的内圈与顶头微调杆16紧密贴合，O型圈18的作用是隔绝焊室21外部和焊室21内部的空气，轴承19起转动、支撑作用。
新法兰盖20整体为内部漏孔凸台结构，它的一部分在焊室21内部，一部分在焊室21外部，它与焊室21通过螺杆连接，其内部有两个轴承19，其中轴承19的外圈与新法兰盖20紧密贴合，O轴承18的内圈与顶头微调杆紧16密贴合，轴承19同样起着传动支撑作用。
顶头22为圆柱体结构，它的左端有一段外螺纹，该螺纹直接与顶头微调杆16的最右侧有一段内螺纹连接。
钨极21与焊缝20对中调整时，钨极21固定不动，通过顺时针旋转微调螺母14可以推动新顶头18纵向移动，从而改变焊缝20与钨极21的纵向位置。通过手动逆时针旋转背紧螺母15，可以将顶头微调杆16与背紧螺母15锁死，保证了钨极21对中调整到位后，在整个燃料棒旋转焊接过程中，焊缝20与钨极21的相对位置不会发生变化。
核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置是通过连接在电机上的两个同步带轮实现的，具体见附图3。与同步旋转装置配套的顶头装置包括芯轴、微调杆、调节螺母、背紧螺母等部件，操作人员在焊室外部通过旋转调节螺母就可实现钨极与焊缝对中调整，具体见附图4。
Claims (7)
1.核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，包括电机通过加长轴、减速机和联轴器同时带动内同步带轮和外同步带轮转动，内同步带轮与焊接夹头配合连接，从而使内同步带轮旋转时可以驱动焊接夹头旋转，外同步带轮与配套的顶轮装置通过键槽连接，从而使得外同步带轮旋转时可以驱动配套的顶轮装置旋转；
其特征在于：焊接夹头的中轴线与配套的顶头装置的中轴线重合，并且与加长轴和电机的中轴线平行，从而最终实现配套的顶头装置与焊接夹头同时转动；
外同步带轮和内同步带轮的直径一致，垂直中心线位置重合。
2.如权利要求1所述的一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，其特征在于：配套的顶头装置，其中焊室为内部镂空的立方体结构，配套的顶头装置一部分***焊室内部；
配套的顶头装置中心部分是一根顶头微调杆；
微调螺母和背紧螺母通过螺纹连接，它们固定在顶头微调杆上；
密封盖设置在新法兰盖外起密封作用；
新法兰盖整体为内部漏孔凸台结构，它的一部分在焊室内部，一部分在焊室外部，它与焊室通过螺杆连接，其内部有两个轴承，其中轴承的外圈与新法兰盖紧密贴合，轴承的内圈与顶头微调杆紧密贴合，轴承同样起着传动支撑作用；
顶头为圆柱体结构，它的左端有一段外螺纹，该螺纹直接与顶头微调杆的最右侧有一段内螺纹连接；
钨极与焊缝对中调整时，钨极固定不动，通过顺时针旋转微调螺母可以推动新顶头纵向移动，从而改变焊缝与钨极的纵向位置；通过手动逆时针旋转背紧螺母，可以将顶头微调杆与背紧螺母锁死，保证了钨极对中调整到位后，在整个燃料棒旋转焊接过程中，焊缝与钨极的相对位置不会发生变化。
3.如权利要求2所述的一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，其特征在于：顶头微调杆整体为圆柱形结构，它的最左端有一段外螺母，中部开了一段键槽，最右端有一段内螺纹。
4.如权利要求2所述的一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，其特征在于：微调螺母和背紧螺母通过顶头微调杆中部键槽，外同步带轮与顶头微调杆通过键槽连接。
5.如权利要求2所述的一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，其特征在于：密封盖内部镶嵌一个O型圈和一个轴承，其中O型圈和轴承的外圈与密封盖紧密贴合，O型圈和轴承的内圈与顶头微调杆紧密贴合，O型圈的作用是隔绝焊室外部和焊室内部的空气，轴承起转动、支撑作用。
6.如权利要求2所述的一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，其特征在于：微调螺母和背紧螺母均为外滚花，内攻内螺纹的圆柱形结构。
7.如权利要求2所述的一种核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置，其特征在于：密封盖为内部镂空凸台结构。
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| CN111331228A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 中核建中核燃料元件有限公司 | 核燃料棒端塞环焊机同步旋转装置 |
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