核反應(yīng)堆壓力容器工裝徑向夾緊裝置改進(jìn)

孫奉道++張世英++陳強(qiáng)++襲榮旺++張建全

摘 要：隨著核能在我國發(fā)展得越來越成熟，核工業(yè)的發(fā)展對(duì)各行各業(yè)的推動(dòng)越來越明顯。北方重工集團(tuán)有限公司立足于重大裝備、高端成套的發(fā)展理念，先后為東方電氣和上海電氣核電公司開發(fā)設(shè)計(jì)了用于核反應(yīng)堆壓力容器加工的工裝，能夠有效地解決工件整體加工以及吊運(yùn)過程中所需解決的有關(guān)支撐、定位等問題。本次對(duì)部分功能進(jìn)行升級(jí)改造也是立足市場需求，響應(yīng)客戶要求，在技術(shù)水平和市場競爭力上得到了進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：核反應(yīng)堆 壓力容器 工裝 徑向夾緊

中圖分類號(hào)：TL351 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（a）-0106-02

建國初期，國家百廢待興，新中國的工業(yè)體系幾近崩潰，在這種嚴(yán)峻的時(shí)代背景下，建立和發(fā)展屬于中國的社會(huì)主義工業(yè)體系迫在眉睫。而核工業(yè)無論是在民用還是軍用領(lǐng)域內(nèi)，都起著舉足輕重的作用。隨后在我國在短短幾十年時(shí)間里，先后試驗(yàn)了兩彈，同時(shí)建造了數(shù)座核電站。從此我國的核電工業(yè)走向了世界的前列。

核能是一種安全、清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的能源。發(fā)展核電是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保證能源安全、滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求的現(xiàn)實(shí)選擇。而核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開相關(guān)裝備制造業(yè)的推動(dòng)。核能裝備從一開始的國外引進(jìn)到后來的完全自主研發(fā)，也充分證明的我國裝備制造產(chǎn)業(yè)的快速崛起。

北方重工從長遠(yuǎn)發(fā)展角度出發(fā)，在制造業(yè)整體市場環(huán)境低迷的情況下，堅(jiān)持產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)企業(yè)多元化發(fā)展，先后為廣東東方電氣核電有限公司和上海電氣核電有限公司設(shè)計(jì)了用于核反應(yīng)堆壓力容器加工工裝，滿足了壓力容器工件在加工過程中需要的一些定位、支撐和吊運(yùn)等需要。

1 設(shè)備簡介

核反應(yīng)堆壓力容器作為核電設(shè)備的主要零部件，它的加工精度直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。考慮到它特殊的外形設(shè)計(jì)，為了保證整個(gè)加工過程中，工裝可以給它提供必要的支撐和安全的包裹性，既能合理地分配載荷也能避免加工過程中不必要的振動(dòng)。

本工裝主要包括：支撐框架、定位夾緊裝置、起吊平臺(tái)、水平調(diào)整裝置、徑向調(diào)整裝置等。支撐框架主要是整個(gè)工裝和工件的支撐和安裝載體，水平調(diào)整裝置和徑向調(diào)整裝置主要是對(duì)整個(gè)工件的加工前定位狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體工作原理和結(jié)構(gòu)在其他文章中有詳細(xì)敘述就不在此贅述了，起吊平臺(tái)主要是用于安裝水平調(diào)整裝置和徑向調(diào)整裝置的平臺(tái)載體，同時(shí)還可以承擔(dān)工裝的起吊。定位夾緊裝置主要是用于正在工件定位狀態(tài)調(diào)整以后，對(duì)整個(gè)工件的狀態(tài)進(jìn)行鎖死定位，防止加工過程中不必要的躥動(dòng)，保證加工精度。本文主要就是敘述對(duì)定位夾緊裝置的升級(jí)改造。

2 定位夾緊裝置改進(jìn)前的設(shè)計(jì)

定位夾緊裝置安裝在支撐框架上，按圓周均勻分布，主要有頂爪，螺旋絲杠和底座組成。頂爪主要是負(fù)責(zé)將工件下部圓柱表面頂住，直接作用在工件上，保證工件工作定位的穩(wěn)定。螺旋絲杠主要是用來將頂爪通過具有自鎖功能的T型螺紋將頂爪定位，底座主要是將整個(gè)裝置安裝在支承框架上。圖1為定位夾緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

3 此結(jié)構(gòu)的功能特點(diǎn)

此結(jié)構(gòu)通過螺旋鎖緊機(jī)構(gòu)和頂爪的配合能夠很好地將工件固定在調(diào)整好的工作位置，同時(shí)能夠避免外力作用導(dǎo)致加工位置的改變。但是有兩方面的不足。首先，通過兩根螺旋絲杠實(shí)現(xiàn)支撐，雖然能實(shí)現(xiàn)很好的穩(wěn)定性，但是對(duì)于前期的調(diào)節(jié)會(huì)帶來很大的不方便，并且如果兩根螺旋絲杠調(diào)整不同步，會(huì)造成他們之間螺紋相互卡死，給實(shí)際操作和檢修帶來不變。其次，螺旋絲杠作為細(xì)長桿，缺乏有效的結(jié)構(gòu)增加其剛度，由于整個(gè)螺旋絲杠是一個(gè)受力部件，所以必須保證其具有足夠剛度，否則無法保證后期加工過程中的精度要求。所以針對(duì)上述特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行了升級(jí)改造，完善其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

4 定位夾緊裝置升級(jí)改造

升級(jí)改造后的定位夾緊裝置同樣是由頂爪，螺旋絲杠和底座組成，只不過螺旋絲杠由原來的兩根減少為一根，同時(shí)在修改了頂爪的結(jié)構(gòu)，使其增加了一個(gè)套筒用于增強(qiáng)螺旋絲杠的剛度，保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和良好的受力特性。另外底座的修改也是為了適應(yīng)支撐框架的安裝。圖2為改進(jìn)后的定位夾緊裝置。

改進(jìn)后的定位夾緊裝置在結(jié)構(gòu)上緊湊、穩(wěn)定，操作上也更加便利，對(duì)整個(gè)工裝的實(shí)際使用效果將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

5 升級(jí)改造的意義

本次機(jī)構(gòu)的升級(jí)改造是以上海電氣核電有限公司壓力容器工裝項(xiàng)目為依托，以原有設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，針對(duì)實(shí)際中出現(xiàn)的一些問題及時(shí)地予以糾正和優(yōu)化，以滿足更大范圍的應(yīng)用和謀求更進(jìn)一步的提高。

同時(shí)，通過本次項(xiàng)目實(shí)施，促使北方重工和核電龍頭企業(yè)的進(jìn)一步合作，有利于公司進(jìn)軍核電加工領(lǐng)域，更重要的是對(duì)自身技術(shù)能力有了進(jìn)一步提高，有利于我們適應(yīng)更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和迎接新的機(jī)遇。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2] GB150-2011，鋼制壓力容器[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[3] GB50661-2011，鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.endprint