自扶正四刃剪切工具设计.pdfVIP

东 莞 理 工 学 院 学 报 第 23卷第 3期 JOURNALOFDONGGUANUNIVERSITY OFTECHNOLOGY Vo1．23No．3 2016年 6 月 Jun． 2016 自扶正四刃剪切工具设计 林朝阳 陈海彬 孙振忠 何楚亮 刘宇 (1．东莞理工学院 机械工程学院，广东东莞 523808；2．中国科学院 高能物理研究所，北京 100000) 摘要 ：遥控维护技术和装备在核物理装置中得到广泛的研究和应用，目前 已成为核物理装置中放射性部 件维护不可缺少的重要手段。多层冷却管道是核物理装备重要基础设施，一般采用的多层结构，这种结构在 增强管道性能的同时，也增加遥控维护条件下管道剪切的难度，对剪切工具性能也提 出较高的要求。结合实 际遥控维护工作中遇到的问题，改进刀刃，增加副刀刃，以克服上下刀刃间隙产生的扭转扭矩。由于老化和 辐照损伤对性能的影响，管道需要进行定期的检查和更换，开展液压剪切工具的设计工作显得非常有必要。 关键词：自扶正；遥控维护；剪切刀刃；设计 中图分类号：TL38+7 文献标识码 ：A 文章编号：1009—0312 (2016)03—0095—05 遥控维护技术和装备在核物理装置中得到广泛的研究和应用：美国橡树岭国家实验室在早期就对核 聚变装置的远程操作设备进行了长期的研究…：1989年对CIT托卡马克装置的远程维护设备进行了概 念设计；2003年对在FIRE核聚变实验装置实验过程中用于维护和校正的远程操作设备进行了概念研究 和设计，研究了在远程操作设备与真空室对接时放射和污染的控制方法，采用 自动运装车将被维护部件 运送到热室进行维修或废弃。 国际热核聚变实验堆 ITER计划支持了一批遥操作机器人的研究与应用：Takeda等 为 ITER项 目 中的远程维护系统设计了三种运行于真空室和热室之间并能在核辐射条件下工作的遥操作机器人 CCC、 SCC和RCC，分别用于运送不同的组件；Takeo等 研制的ITER项 目中的毯式舱替换机器人，能够实 现对4吨毯式舱模块的更换；Laurent等_4为 ITER项 目中的设备检测任务设计了遥操作机械臂，该机械 臂由5段组成，具有8个 自由度，最大负载 10kg，工作范围达到8m；Teradaa等 开发了核部件的安 放机器人，该机器人能够完成精度好于25mm的安放操作；LUK等 为核电站设计了四种遥控操作的 爬行运动机器人，这些机器人能够支持核工业的设备检测与维护；Pezhman等 针对著名的热室维护机 器人Telbot的控制器进行改进，设计了ANFIS控制器。 遥控维护是设备维护人员在远离维护现场的安全区域，通过采用机械手 (人)或专门的设备在核 装置的内部开展设备监测和维护工作，以降低工作人员受照剂量和劳动强度。目前，遥控维护技术已成 为核物理装置中放射性部件维护不可缺少的重要手段 。 冷却管道是核物理装置的重要基础设施，核物理装置都配有使用液氦或液氢 (一般为5K～20K) 等超低温多层冷却介质的冷却系统，以减少粒子反应过程中产生的大量热量。冷却管道一般采用的多层 结构，这种结构在增强管道性能的同时，也增加遥控维护条件下管道剪切的难度 ，对剪切工具的性能也 具有较高的要求 ¨。考虑到老化和辐照损伤对性能的影响，管道需要进行定期的检查和更换，开展液 压剪切工具的设计工作显得非常有必要。 1 设计 冷却管道的材料通常选用316不锈钢，内部为多层结构，管道内部含两条冷却介质管，内层为真空 绝热层，外层为检漏气体层，所有介质管道厚度均相等。 收稿 日期 ：2016—04—08 基金项 目：2014年市社会科技发展项 目 (2014106101007)。 作者简介：林朝阳 (1983一)，男，河南汝南人，主要从事机械加工及遥控维护研究。 96 东 莞 理 工 学 院 学 报 2016年 为了确保液压剪刀能顺利剪断需要更换的冷却管道 ，刀刃需有适应管道 的强度和韧性，故以冷却管 道为主要设计依据确