分裝熱室與K邊界工作箱樣品輸送小車設(shè)計(jì)

姜小亮

中國(guó)原子能科學(xué)研究院 浙江嘉興 314300

分裝熱室與K邊界工作箱之間兩個(gè)獨(dú)立密閉空間之間設(shè)有專用圓形通道，通道內(nèi)設(shè)置了長(zhǎng)為500mm，高為25mm，寬為15mm，夾角成90°對(duì)稱分布的兩條導(dǎo)軌，工藝人員操作機(jī)械手推拉小車，使小車在兩個(gè)密封小室之間的圓形通道內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

1 小車輸送過(guò)程中存在的問(wèn)題

1.1 小車在通道內(nèi)無(wú)法動(dòng)作

原因分析：設(shè)小車距圓形通道左邊最小距離為a，距圓形通道右邊最小為b，小車運(yùn)行時(shí)偏離中心最大偏移量為C。由于C＞a且C＞b，無(wú)論何種情況，小車均無(wú)法動(dòng)作

對(duì)策：機(jī)械維修人員調(diào)整了定位片與通道之間的間距a、b，使小車最大偏移量小于定位片與通道的最小間距a、b。小車在通道內(nèi)示意圖如圖所示。

1.2 小車卡滯在出口處，機(jī)械手無(wú)法操作

原因分析：兩端配對(duì)軸承的安裝精度要求較高，小車沒(méi)有放傾斜設(shè)計(jì)，容易造成安裝軸承變形，超出小車安裝精度，小車無(wú)法回到水平位置。

對(duì)策：重新設(shè)計(jì)小車結(jié)構(gòu)。

2 小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 小車結(jié)構(gòu)構(gòu)思

根據(jù)圓形通道內(nèi)部的已有結(jié)構(gòu)，初步擬定為半圓柱型結(jié)構(gòu)，半圓柱型結(jié)構(gòu)有自找平的優(yōu)點(diǎn)[1]。小車底部均布6個(gè)滾動(dòng)軸承，6個(gè)滾動(dòng)軸承在小車在小車底部呈線性排列。行程兩端設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)定位螺柱，底部加工兩條寬16mm、高26mm、夾角成90°的導(dǎo)向槽，小車中心設(shè)計(jì)46mm×2mm，高25mm樣品托架。

2.2 運(yùn)動(dòng)形式的設(shè)計(jì)

鋼與鋼的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.05-0.1，鋼與鋼的滾動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.005-0.01[2]。，在作用力相同的條件下，滑動(dòng)摩擦受到的阻力是滾動(dòng)摩擦的10倍，在小車底部設(shè)計(jì)6個(gè)滾動(dòng)軸承，小車自重垂直作用在6個(gè)滾動(dòng)軸承上，受到的摩擦阻力只是有滾動(dòng)摩擦產(chǎn)生。

2.3 定位和防傾斜設(shè)計(jì)

通道內(nèi)壁設(shè)計(jì)與小車U型槽匹配的條形定位款，條形定位塊外側(cè)與通道內(nèi)壁緊貼焊接，上下兩側(cè)與U型槽見(jiàn)習(xí)為2mm，小車車身設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)定位螺柱。假設(shè)條形定位塊允許小車最大傾斜角為α，tgα≈（17-15）/100；小車到達(dá)極限位置的最大傾斜角為β，tgβ=2/80。由于tgα＜tgβ，所以條形定位塊尺寸設(shè)計(jì)合理[3]。

2.4 樣品托架設(shè)計(jì)

樣品托架設(shè)計(jì)為對(duì)開(kāi)式半圓柱型，機(jī)械手可以加持在樣品瓶任意段，防止機(jī)械手夾持樣品瓶頂端時(shí)脫落。

3 特點(diǎn)分析

3.1 小車結(jié)構(gòu)合理

圓形通道內(nèi)樣品輸送小車結(jié)構(gòu)多種多樣，例如三角柱型、半圓柱型、菱柱型等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通道內(nèi)已有結(jié)構(gòu)構(gòu)造，設(shè)計(jì)出適宜的小車結(jié)構(gòu)。

3.2 運(yùn)動(dòng)形式優(yōu)化

在熱室、取樣柜等使用機(jī)械手操作的密閉空間內(nèi)，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮減輕機(jī)械手負(fù)載，采用滾動(dòng)摩擦減小了摩擦阻力，降低機(jī)械手的負(fù)荷。

3.3 轉(zhuǎn)配運(yùn)轉(zhuǎn)件較少

小車除底部有6個(gè)不銹鋼軸承外，沒(méi)有其他運(yùn)轉(zhuǎn)件。6個(gè)不銹鋼軸承運(yùn)行速度較低，磨損可忽略不計(jì)。

3.4 運(yùn)行安全可靠

小車運(yùn)行安全是本設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)工況，4年內(nèi)未發(fā)生一次故障。

4 結(jié)語(yǔ)

測(cè)試設(shè)計(jì)的樣品輸送小車的性能及樣品在分裝熱室與K邊界工作箱的運(yùn)轉(zhuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況表明：設(shè)計(jì)的樣品輸送小車降低了檢修頻次；提高了分析人員工作效率；實(shí)現(xiàn)了樣品的安全、可靠輸送。