一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置的制作方法

本发明属于核电站蒸汽发生器传热管无损检测技术，具体涉及一种蒸汽发生器传热管涡流检测探头的驱动装置。

背景技术：

在核电站中，蒸汽发生器传热管是核电站的主要设备和反应堆冷却系统的压力边界，其压力边界面积占一回路边界的70％以上。由于传热管均为1mm左右的薄壁管，而且运行工况十分恶劣，所以传热管是一回路压力边界最为薄弱的环节。国际核电运行资料统计表明，约为50％以上的在用蒸汽发生器均发生传热管不同程度的破损。国内外各核电国家均对蒸汽发生器传热管定期实施役前检查和在役检查。

在蒸汽发生器传热管涡流检查中，涡流检测探头需要穿过传热管，且探头回拉过程中对传热管进行涡流信号的采集。因此需要设计一种能够满足上述要求的涡流检测探头的传动结构。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动定位装置，当涡流探头穿过传热管过程中，该装置对传热管进行涡流信号的采集。

本发明的技术方案如下：

一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置，包括主传动箱和旋转传动箱，所述的旋转传动箱能够相对于主传动箱、绕其旋转中心转动，所述的主传动箱上设有第一主传动轴和第二主传动轴，所述的旋转传动箱位于第一主传动轴和第二主传动轴之间，旋转中心为第一主传动轴和第二主传动轴的中间 位置，旋转传动箱的侧面与所述的第一主传动轴和第二主传动轴分别保留一定间隙；所述的旋转传动箱上设有第一旋转传动轴和第二旋转传动轴，第一旋转传动轴和第二旋转传动轴连线的中点为旋转中心；所述的第一主传动轴、第二主传动轴、第一旋转传动轴和第二旋转传动轴均伸出箱体并成“x”型布置，4根传动轴的端部分布在“x”的4个顶点上；

还包括能够转动的传动轴和固定于传动轴上的锥齿轮，所述的锥齿轮连接驱动机构；所述的传动轴一部分设于主传动箱内，另一部分设于旋转传动箱内，传动轴的两端分别固定安装有主传动齿轮和旋转传动齿轮，所述的主传动齿轮与固定设于第一主传动轴上的第一主传动齿轮、设于主传动箱内的主传动中间齿轮分别啮合，同时所述的主传动中间齿轮与固定设于第二主传动轴上部的第二主传动齿轮啮合；所述的旋转传动齿轮分别与固定设于所述的第二旋转传动轴上的第二旋转齿轮、设于旋转传动箱内的旋转中间齿轮分别啮合，同时所述的旋转中间齿轮与固定设于所述的第一旋转传动轴上的第一旋转齿轮啮合。

在上述的一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置中，所述的主传动箱上加工有安装槽，旋转传动箱上加工有凸出端部，凸出端部通过轴承安装在主传动箱上的安装槽内。

在上述的一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置中，所述的旋转传动箱外设有气缸，驱动相对于主传动箱转动。

在上述的一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置中，所述的驱动机构包括与所述锥齿轮啮合的驱动锥齿轮、与主传动箱固定连接的电机、与所述电机连接第一齿轮轴、固定于第一齿轮轴上的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮和与所述的传动轴方向垂直的第二齿轮轴，所述的驱动锥齿轮固定于第二齿轮轴的一端，第二齿轮轴的另一端固定设有第二齿轮。

在上述的一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置中，所述的第一主传动轴、第二主传动轴、第一旋转传动轴和第二旋转传动轴上均设有探头，探头外设有橡胶轮。

在上述的一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置中，在所述的“x”型布置中，上方相邻的主传动轴和旋转传动轴外设有上压轮罩，下方相邻的主传动轴和旋转传动轴外设有下压轮罩，所述的上压轮罩和下压轮罩将“x”型布置的传动轴包围。

本发明的显著效果在于：

通过设计传动轴，带动与传动轴相连的主传动齿轮和旋转传动齿轮同时转动，因而带动主传动箱的主传动轴和旋转传动箱的旋转传动轴同时转动，并且由于主传动箱和旋转传动箱轴承安装，通过气缸或其它驱动结构驱动旋转传动箱转动，则旋转传动箱可以通过与主传动箱固定连接的传动轴套在第一传动轴和第二传动轴之间小范围转动。即旋转传动箱相对于主传动箱整体转动的同时，两根主传动轴和两根旋转传动轴呈x型布置，且同时转动。

设计的驱动结构，通过锥齿轮的垂直啮合，利用电机带动轴运动，从而带动与轴连接的齿轮转动，通过齿轮的啮合将动力传递给与传动轴垂直的轴，从而带动驱动锥齿轮转动，为主传动箱和旋转传动箱内的传动轴提供转动力。

如果在传动轴和旋转传动轴上安装橡胶轮，橡胶轮包络安装轴上的探头，通过调节旋转传动箱相对于主传动箱转动的角度，则可以调节相邻橡胶轮之间的压紧力，使橡胶轮压紧探头，以免涡流探头从橡胶轮出挤出而折弯损坏。

若在上下压轮罩安装在橡胶轮外部，上压轮罩和下压轮罩将x型布置的传动轴围住，保护橡胶轮和探头。另外驱动旋转传动箱相对于主传动箱转动，上压轮罩和下压轮罩围成的结构两侧分别张开，上下压轮罩张开空间，可迅速将 内部的橡胶轮和探头更换。

附图说明

图1a为一种用于蒸汽发生器传热管涡流检测的探头驱动装置示意图；

图1b为主传动箱、旋转传动箱位置和x型布置示意图；

图2为主传动箱内部结构示意图；

图3为旋转传动箱内部结构示意图；

图4为锥齿轮的驱动结构示意图；

图5为上、下压轮罩安装示意图；

图中：1.主传动箱；2.旋转传动箱；3.第一主传动轴；4.第二主传动轴；5.第一旋转传动轴；6.第二旋转传动轴；7.主传动箱端盖；8.传动轴；9.锥齿轮；10.第一套筒；11.第二套筒；12.旋转传动箱端盖；13.主传动中间齿轮；14.第一主传动齿轮；15.第二主传动齿轮；16.主传动齿轮；17.旋转传动齿轮；18.第一长轴套；19.第二长轴套；20.传动轴套；21.第一旋转齿轮；22.第二旋转齿轮；23.旋转中间齿轮；24.上压轮罩；25.下压轮罩；26.气缸；27.电机；28电机传动箱；29连接轴套；30第一齿轮轴；31第二齿轮轴；32第一齿轮；33第二齿轮；34驱动锥齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1a和图1b所示，传动装置包括主传动箱1和旋转传动箱2，主传动箱1上安装两根主传动轴3、4，所述的旋转传动箱2中部位于上述的第一主传动轴3和第二主传动轴4之间，旋转中心为第一主传动轴3和第二主传动轴4的中间位置。旋转传动箱2的侧面与上述的第一主传动轴3和第二主传动轴4分别保留一定间隙，使得旋转传动箱2围绕旋转中心在第一主传动轴3和第二主 传动轴4之间小范围转动，转动角度的范围受间隙大小的约束，转动角度为10度～12度。

旋转传动箱2上安装有两根旋转传动轴5、6，第一主传动轴3、第二主传动轴4、第一旋转传动轴5和第二旋转传动轴6形成“x”型布置，4根传动轴的端部分布在“x”的4个顶点上。

如图2所示，主传动箱1上加工有安装槽，旋转传动箱2上加工有凸出端部，凸出端部通过轴承安装在主传动箱1上的安装槽内，即旋转传动箱2能够绕通过凸出端部相对主传动箱1转动。

安装槽内加工有安装孔，且凸出端部加工有安装孔。在主传动箱1内和旋转传动箱2内安装有传动轴8，传动轴8外套装有锥齿轮9和传动轴套20。传动轴8与锥齿轮9啮合。

传动轴套20通过上述的安装槽和凸出端部的安装孔的配合实现安装，传动轴8一部分位于主传动箱1内，端部与主传动箱端盖7轴承连接，另一部分位于旋转传动箱2内，端部与旋转传动箱端盖12实现轴承连接。传动轴8位于主传动箱1内的部分固定安装有主传动齿轮16，传动轴8位于旋转传动箱2内的部分固定安装有旋转传动齿轮17。传动轴8和传动轴套20轴承连接，传动轴套20和旋转传动箱2轴承连接，传动轴套20与主传动箱1固定安装，因此上述的传动轴8能在传动轴套20内转动，传动轴套20能够在旋转传动箱2内转动，传动轴8相对于与传动轴套20固定连接的主传动箱1转动。

主传动轴有两根，为第一主传动轴3和第二主传动轴4，两者位于传动轴8的两侧，相对传动轴8对称安装。第一主传动轴3外通过轴承安装第一长轴套18，所述的第一长轴套18与主传动箱1固定安装，第一主传动轴3上固定安装第一主传动齿轮14，且第一主传动轴3的底部与主传动箱端盖7轴承连接。所 述的第一长轴套18部分伸出主传动箱1，所述的第一主传动轴3部分伸出第一长轴套18，伸出部分轴承安装第一套筒10，第一套筒10与第一长轴套18固定连接。第二主传动轴4的安装与第一主传动轴3的安装相同。第二主传动轴4外通过轴承安装第二长轴套19，且部分伸出第二长轴套19，伸出部分轴承安装第二套筒11，第二套筒11与第二长轴套19固定连接。第二长轴套19部分伸出主传动箱1，且与主传动箱1固定安装。第二主传动轴4上固定安装第二主传动齿轮15，第二主传动轴4底部与主传动箱端盖7轴承连接。

齿轮的啮合关系：在传动轴8和第二主传动轴4之间安装中间齿轮轴，通过该齿轮轴安装主传动中间齿轮13，主传动中间齿轮13分别与上述的主传动齿轮16和第二主传动齿轮15啮合。上述的主传动齿轮16与上述的第一主传动齿轮14啮合。

驱动锥齿轮9，带动与锥齿轮9啮合的传动轴8转动，带动主传动齿轮16转动，从而带动与之啮合第一主传动齿轮14和主传动中间齿轮13，主传动中间齿轮13带动第二主传动齿轮15转动，因此带动第一主传动轴3和第二主传动轴4转动。同时传动轴8的转动还带动旋转传动齿轮17转动。并且由上述啮合关系可知，由于设计了主传动中间齿轮13，第一主传动轴3和第二主传动轴4的转动方向相反，第二主传动轴4和传动轴8的转动方向一致，第一主传动轴3和传动轴8的转动方向相反。

如图3所示，在旋转传动箱2的第一旋转传动轴5和第二旋转传动轴6位于的传动轴8两侧，相对于传动轴8对称安装。第一旋转传动轴5与旋转传动箱端盖12和旋转传动箱2分别通过轴承安装，下端固定安装第一旋转齿轮21，第一旋转传动轴5部分伸出旋转传动箱端盖12。第二旋转传动轴6与旋转传动箱端盖12和旋转传动箱2分别通过轴承安装，下端固定安装第二旋转齿轮22， 第二旋转传动轴6部分伸出旋转传动箱端盖12。

在第一旋转传动轴5和传动轴8之间安装中间齿轮轴，该齿轮轴通过轴承与旋转传动箱2连接，齿轮轴固定安装旋转中间齿轮23。

齿轮的啮合关系：上述的旋转中间齿轮23与两侧的第一旋转齿轮21和传动轴8分别啮合，上述的传动轴8和第二旋转齿轮22啮合。

当驱动传动轴8带动旋转传动齿轮17转动后，由于齿轮的啮合，旋转中间齿轮23转动，同时第二旋转齿轮22转动，旋转中间齿轮23带动与之啮合的第一旋转齿轮21转动，因此第一旋转传动轴5和第二旋转传动轴6同时转动。并且与上述的主传动箱1内的两根主传动轴的转动关系一样，由于设计了旋转中间齿轮23，因此第一旋转传动轴5和第二旋转传动轴6的转动方向相反，且第一旋转传动轴5与传动轴8的转动方向相同，第二旋转传动轴6与传动轴8的转动方向相反。

整个装置的传动关系为：第二主传动轴4和传动轴8的转动方向一致，第一主传动轴3和传动轴8的转动方向相反。第一旋转传动轴5与传动轴8的转动方向相同，第二旋转传动轴6与传动轴8的转动方向相反。

如图4所示，给出一种上述的锥齿轮9的驱动结构，包括与主传动箱1固定安装电机传动箱28，通过电机传动箱28连接电机1，上述的电机27的转动轴与第一齿轮轴30通过连接轴套29固定连接，同时该连接轴套29通过轴承安装在上述的电机传动箱28内部，因此电机27启动能够带动连接轴套29转动，从而带动上述第一齿轮轴30转动。第一齿轮轴30端部固定安装第一齿轮32。

在主传动箱1安装与传动轴8垂直的第二齿轮轴31，第二齿轮轴31一端固定安装第二齿轮33，另一端固定安装驱动锥齿轮34。第一齿轮32和第二齿轮33啮合，驱动锥齿轮34和上述的锥齿轮9啮合。当第一齿轮轴30被电机27驱 动转动后，带动第一齿轮32和第二齿轮33转动，使得第二齿轮轴31转动，从而带动驱动锥齿轮34转动，驱动锥齿轮34与上述的锥齿轮9啮合，因此将传动轴8驱动，从而带动主传动箱1内的传动轴和旋转传动箱2内的传动轴转动。

在传动轴和旋转传动轴上安装探头，探头外安装橡胶轮，橡胶轮包络安装轴上的探头，通过调节旋转传动箱相对于主传动箱转动的角度，则可以调节相邻橡胶轮之间的压紧力，使橡胶轮压紧探头，以免涡流探头从橡胶轮出挤出而折弯损坏。

如图5所示，在第二主传动轴4和第二旋转传动轴6的上方安装上压轮罩24，在第一主传动轴3和第一旋转传动轴5的下方安装下压轮罩25，上下压轮罩24、25安装在橡胶轮的外部。上压轮罩24和下压轮罩25将“x”型布置的传动轴包围，当气缸26驱动旋转传动箱2相对于主传动箱1转动，上压轮罩24和下压轮罩25围成的结构两侧分别张开，上下压轮罩张开空间，可迅速将内部的橡胶轮和探头更换。