[发明专利]一种用于长尺寸核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层缠绕的缠绕方法

说明书

本发明涉及一种用于长尺寸核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层缠绕的缠绕方法，在缠绕工作前，先对缠绕芯模施加了一个向其一端张拉的轴向预应力。与现有技术相比，本发明可以解决长尺寸核燃料包壳管缠绕时的细长芯模弯曲断裂和缠绕纱线移位问题。

技术领域

本发明属于材料缠绕方法技术领域，涉及一种用于长尺寸核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层缠绕的缠绕方法。

背景技术

核用碳化硅陶瓷包壳具有优异的耐高温、耐辐照和耐腐蚀等性能。该技术是目前国内国际的研究重点。

由于核燃料包壳管本身具有尺寸长，直径细的特点,通常直径为8-10毫米，长度为4米左右，这要求包壳管芯模直径更细，强度刚度要求更高。目前行业内所用的主要芯模材料为石墨、陶瓷或金属，这些材料在核燃料包壳尺寸限定下，一般直径为8-10mm，长度为1-4m。在进行预制件缠绕或编织时，受到缠绕或编织张力的作用，芯模会发生比较严重的弯曲而影响缠绕纱片的排布，严重的弯曲甚至会导致芯模断裂。

而一般的缠绕机缠绕时，芯模是通过顶或者套的方式，通过对芯模施加推力或使用套筒来进行芯模固定，并无芯模尾端夹持装置。在缠绕尤其是大张力缠绕时，芯模受到缠绕张力的作用，会受力弯曲影响缠绕纱线排布，严重时会导致芯模断裂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于长尺寸核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层缠绕的缠绕方法。在缠绕时对缠绕芯模施加轴向预应力，让芯模处于绷紧的状态，在芯模受到缠绕张力时，降低芯模的变形量，使芯模能在直线的形态下完成缠绕工作。减小芯模因受缠绕张力导致芯模弯曲带来的芯模断裂和缠绕纱线移位的问题

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于长尺寸核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层缠绕的缠绕方法，在缠绕工作前，先对缠绕芯模施加了一个向其一端张拉的轴向预应力。

进一步的，所述的缠绕芯模的至少一端通过可回转夹套固定，所述可回转夹套固定在缠绕机上可移动的尾架，通过尾架沿缠绕芯模轴向的移动和固定，对所述缠绕芯模施加所述轴向预应力。

更进一步的，所述的可回转夹套通过螺栓固定在缠绕机的尾架上。

更进一步的，所述的可回转夹套包括固定端和夹持端，其中，所述固定端固定安装在尾架上，所述夹持端固定夹住所述缠绕芯模的端部，所述的夹持端与固定端之间转动连接，使得夹持端可随缠绕芯模自由旋转。

更进一步优选的，所述的夹持端与固定端之间通过轴承连接。

更进一步的，所述的缠绕芯模的一端采用三爪卡盘夹紧固定，另一端由所述可回转夹套夹持。

更进一步的，所述的可回转夹套为莫氏铣刀柄ER32刀柄。

进一步的，施加的轴向预应力的大小满足：缠绕芯模在缠绕张力作用下仍保持直线状态。

与现有技术相比，本发明在缠绕时对缠绕芯模施加轴向预应力，让芯模处于绷紧的状态，在芯模受到缠绕张力时，降低芯模的变形量，使芯模能在直线的形态下完成缠绕工作。

附图说明

图1为长尺寸芯模缠绕时的受力状态图；

图2为施加轴向预应力后芯模缠绕时的受力状态图；

图3为缠绕芯模与可回转夹套的夹持示意图；

图中标记说明：

1-缠绕芯模，2-尾架，3-可回转夹套，4-夹持端，5-固定端。

具体实施方式