ITER部件转运车双向密封门系统设计

摘要

“国际热核试验反应堆”(ITER—International Thermonuclear Experimental Reactor)是核聚变领域内全球规模最大、影响最深远的一个大科学工程项目。ITER部件转运车是核聚变装置遥操作维护机器人之一,其主要负责在主体装置和热室间运送内部部件,而双向密封门是其主要子系统之一,双向密封门的主要任务是完成车体和窗口对接时的密封任务。本文主要对双向密封门系统进行了分析、设计和研究。
　　首先,分析了双向密封门系统的工作过程,提出对双向密封门系统的设计要求,并对双向密封门系统进行了结构设计,给出了双向密封门系统的维护门门体、小车门门体、锁紧机构、锁紧机构传动装置、双向密封门提升机构以及密封的设计方案。其中在密封方案设计中,分析了在不同密封状态下,关键构件的受力情况。针对设计的双向密封门结构,基于Solidworks/simulation有限元软件对维护门门体和小车门门体进行了静态结构分析,通过分析两个门体的应力云图和变形云图,得出所设计的结构是安全的。
　　其次,分析了所设计的双向密封门提升机构的特征,对双向密封门提升过程进行了运动学解析和动力学仿真。在运动学解析中,将提升机构等效成平面连杆机构,运用解析法求得上、下驱动的速度和加速度。针对该提升机构,运用ADAMS软件对双向密封门的提升过程进行了动力学仿真,通过分析运动过程中上、下驱动与门连接处水平力的变化曲线,得出门在提升的过程中所需的驱动力。通过分析导轨拐点处于不同位置时,提升机构上驱动力的变化曲线,并在满足导轨强度的条件下对提升导轨进行了尺寸修改和调整。
　　然后,分析了双向密封门系统各机构对于动力的需求,提出对双向密封门驱动系统的设计要求,设计了双向密封门的驱动系统,给出了以液压驱动为主,电气驱动为辅的驱动方案。在液压系统的设计中,建立了液压系统的原理图,完成了液压系统元器件的选型。在电气系统的设计中,明确了各元器件的配置和选型。
　　最后,设计了双向密封门控制系统,明确了控制系统硬件配置和选型。

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第1章绪论

1 .1研究背景

1 .2国内外研究现状

1 .3研究意乂和目标

1 .4本论文主要工作和内容

第2章 ITER部件转运车双向密封门系统结构设计

2 .1概述

2 .2结构设计

2 .3关键构件的设计及分析

2 .4本章小结

第3章 IT E R部件转运车双向密封门动力学分析

3 .1双向密封门运动学解析

3 .2双向密封门动力学仿真与分析

3 .3本章小结

第4章 ITER部件转运车双向密封门驱动系统设计

4 .1驱动方案的选择

4 .2双向密封门电气驱动设计

4.3 双向密封门液压系统分析设计

4 .4本章小结

第5章 ITER部件转运车双向密封门控制系统设计

5 .1控制系统概述

5 .2电气控制系统方案

5 .3液压控制系统方案

5 .4控制系统元器件的配备

第6章工作结论和展望

6 .1结论

6 .2展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况