升降装置设计初稿子子

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1、升降装置设计1、前言2、设计要求3、设计方案3.1、设计方案概述3.2、导向支架3.3、绳拉装置3.4、动力驱动装置3.5、线管收纳装置3.6、电气装置1、前言中国散裂中子源（CSNS）的核心部件中子窗插件长期运行于高辐射区域，需要考虑辐照损伤对其寿命的影响，在设计中考虑常规的维护和更换。由于部件材料在高辐射区域受到辐射后会引起感生放射性（即活化），对于那些活化或表面污染部件的维护都必须在具备防护的条件下遥控操作，避免辐射对维护人员的危害。中子窗遥控维护机构正是适应这种需求而研制，主要针对中子窗的安装、拆卸过程。CSNS遥控维护和后处理系统的设计目标

2、是要尽可能的优化、保证遥控维护操作的可靠性和安全性，保护操作人员的辐射防护安全。为了保证中子窗安装、拆卸过程可靠进行，在正式运营之前，应考虑制造中子窗遥控维护机构样机及其试验台架进行调试运行。中子束窗是氦容器中子孔道的压力边界，靶站散裂反应产生的中子通过中子束窗从靶站核心区引入到外部的中子束线，最终传输到谱仪实验站。氦容器共设有20个中子束接管，每个接管法兰需安装一个中子束窗。由于中子束窗的安装位置位于氦容器与Shutter屏蔽体之间，该区域为辐射区域，而且安装空间狭窄，如图1所示。所以中子束窗的安装维护不能通过现场手工操作。为了在氦容器中子束接管法

3、兰上安装中子束窗，需要使用远程操作机构。2、设计要求中子束窗远程操作机构的功能要求如下：（1）靶站运行一段时间后，需要对中子束窗进行更换，首先要吊出相应位置的Shutter，在Shutter间隙屏蔽体空隙内进行中子束窗的装拆、更换操作；（2）远程操作中子束窗的装拆、更换，中子束窗与氦容器中子束接管法兰(SUS316L，长度400mm,宽度200mm，厚40mm)的连接是通过四个特制螺栓。装拆时与法兰的定位是通过法兰上的两个定位销；（3）中子束窗法兰尺寸为长度330mm,宽度200mm，厚50mm，材质为铝合金T6061-T6，重量约为7kg；（4）整

4、个装拆、更换操作都是在Shutter间隙屏蔽体之间的空隙中完成，Shutter间隙屏蔽体之间的空隙尺寸为宽度270×1000/370×1000mm，深度3800mm；（5）该装置应具有位置调整功能，调整机构设置在Shutter间隙屏蔽体上部。图1中子束窗安装空间3、方案设计3.1、设计方案概述伺服升降电机中子束窗远程操作机构由执行机构、驱动装置、检测装置、控制系统和机械支撑结构等组成，其用途主要是通过人员远程控制操纵该机构完成中子束窗的装拆、更换等工作。其主要结构如图2所示。夹持装置套筒旋转装置二级推进装置一级推进装置导向支架钢丝绳图2中子窗遥控维护

5、机构样机主要结构3.2、导向支架由于要在shutter间隔块上安装中子窗遥控维护机构，shutter间隔块如图3所示，shutter间隔块共22块，尺寸不是全部一样，但所有特征中有一个是不变的，就是每个间隔块上的导向槽，每块间隔块具有四个导向槽，如图4所示。图3shutter间隔块导向槽图4导向槽由于中子束窗维护装置工作时，需要把对应的闸门拆除，如图5所示，当中子束窗维护装置进行工作时，如图6所示。图5拆除闸门图6中子束窗维护装置进行工作中子束窗维护装置进行工作的位置是：垂直方向上，导向支架底部安装于shutter间隔块顶部，如图7所示，而在水平方向

6、上，依靠每个通道上的两侧shutter间隔块导向槽，如图8所示。由于两侧的shutter间隔块安装时有较大误差，现把导向支架的定位用一个shutter间隔块的两个销钉孔，如图8所示。导向支架如图9所示。图7垂直方向位置图8水平方向位置图9导向支架导向架在垂直方向上要具有导向作，要把中子束窗维护装置导向进入shutter空间，导向支架与shutter空间连接如图10所示。另外，为方便检测导向支架与shutter间隔块的安装位置是否准确，在导向支架的底部安装两个位移传感器，左上角及右下角各一个，如图10所示。当导向支架与shutter间隔块准确安装时，两

7、个位移传感器就输出对应的信号。位移传感器位移传感器销钉销钉图10向支架与shutter空间连接3.3、绳拉装置由于整个中子束窗远程遥控维护装置都在一个比较夹窄的空间进行工作，工作平面图如图11所示。图11shutter间隔块工作空间平面图中子束窗远程摇控维护系统在运动空间要实现两个主要要求：垂直定位及水平定位。垂直定位采用双绳升降装置，如图12所示。垂直升降较较大，升降示意图如图13所示，由三部分组成，A为中子束窗中心到闸门的距离，取A=600mm，B为闸门顶部到地面的高度，B=6000mm，C为中子束通道中心到地面高度，C有多个值，其中C最小为16

8、61mm，垂直升降距离D为：D=A+B-C=600+6000-1661=4939mm计算时，取D=5000m