姜小亮

中國原子能科學(xué)研究院 浙江嘉興 314300

分裝熱室與K邊界工作箱之間兩個獨立密閉空間之間設(shè)有專用圓形通道，通道內(nèi)設(shè)置了長為500mm，高為25mm，寬為15mm，夾角成90°對稱分布的兩條導(dǎo)軌，工藝人員操作機械手推拉小車，使小車在兩個密封小室之間的圓形通道內(nèi)往復(fù)運動。

1 小車輸送過程中存在的問題

1.1 小車在通道內(nèi)無法動作

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，小車運行時偏離中心最大偏移量為C。由于C＞a且C＞b，無論何種情況，小車均無法動作

對策：機械維修人員調(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，機械手無法操作

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

對策：重新設(shè)計小車結(jié)構(gòu)。

2 小車結(jié)構(gòu)設(shè)計

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[1]。小車底部均布6個滾動軸承，6個滾動軸承在小車在小車底部呈線性排列。行程兩端設(shè)計可調(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46mm×2mm，高25mm樣品托架。

2.2 運動形式的設(shè)計

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

2.3 定位和防傾斜設(shè)計

通道內(nèi)壁設(shè)計與小車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型槽見習(xí)為2mm，小車車身設(shè)計可調(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)計合理[3]。

2.4 樣品托架設(shè)計

樣品托架設(shè)計為對開式半圓柱型，機械手可以加持在樣品瓶任意段，防止機械手夾持樣品瓶頂端時脫落。

3 特點分析

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)場通道內(nèi)已有結(jié)構(gòu)構(gòu)造，設(shè)計出適宜的小車結(jié)構(gòu)。

3.2 運動形式優(yōu)化

在熱室、取樣柜等使用機械手操作的密閉空間內(nèi)，設(shè)計上應(yīng)考慮減輕機械手負載，采用滾動摩擦減小了摩擦阻力，降低機械手的負荷。

3.3 轉(zhuǎn)配運轉(zhuǎn)件較少

小車除底部有6個不銹鋼軸承外，沒有其他運轉(zhuǎn)件。6個不銹鋼軸承運行速度較低，磨損可忽略不計。

3.4 運行安全可靠

小車運行安全是本設(shè)計的最大特點，產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用到現(xiàn)場工況，4年內(nèi)未發(fā)生一次故障。

4 結(jié)語

測試設(shè)計的樣品輸送小車的性能及樣品在分裝熱室與K邊界工作箱的運轉(zhuǎn)，現(xiàn)場應(yīng)用情況表明：設(shè)計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；實現(xiàn)了樣品的安全、可靠輸送。