一種核用高安全性主螺栓拉伸器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)屬于一種核反應(yīng)堆壓力容器主螺栓拆裝工具，具體涉及一種核用高安全性主螺栓拉伸器。它包括液壓缸體，液壓缸體通過連接螺栓與基座連接，連接螺栓頭部與基座之間墊有碟形彈簧，基座與液壓缸體之間順次裝有凸球面墊圈和凹球面墊圈，液壓缸體與內(nèi)部的活塞之間設(shè)有密封圈，液壓缸體上設(shè)有一個(gè)通向高壓油腔的高壓油口和兩個(gè)通向回油腔的回油口，拉伸螺母位于活塞上方。其優(yōu)點(diǎn)是，1）通過運(yùn)動(dòng)副引入五個(gè)自由度，消除拉伸螺母上所有不必要的約束，從而完全避免拉伸過程中出現(xiàn)偏載；2）液壓缸的活塞與缸體均采用變形協(xié)調(diào)，減小超高壓狀態(tài)下結(jié)構(gòu)件彈性變形對(duì)密封間隙的影響，提高密封安全性。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于一種核反應(yīng)堆壓力容器主螺栓拆裝工具，具體涉及一種核用高安全性主螺栓拉伸器。
技術(shù)介紹
對(duì)大螺栓進(jìn)行拆裝時(shí)，通過螺栓拉伸 器將螺栓微量拉伸后再安裝或拆除螺母，可控制螺栓預(yù)緊力，降低拆裝力，降低螺牙損壞的風(fēng)險(xiǎn)。核用主螺栓拉伸器相比其它領(lǐng)域的拉伸器主要強(qiáng)調(diào)安全性。一方面主螺栓剛度高、預(yù)緊力大，如果拉伸過程中出現(xiàn)偏載很容易損傷螺紋，造成重大的經(jīng)濟(jì)損傷；另一方面為了降低拉伸器體積通常需采用超高壓液壓缸，液壓密封效果較難保證；此外，超高壓液壓油一旦泄漏，可能對(duì)反應(yīng)堆造成污染，甚至對(duì)人員和設(shè)備造成傷害。大連交通大學(xué)申請(qǐng)的并聯(lián)驅(qū)動(dòng)液壓螺栓拉伸器，它涉及一種直徑較大，安裝空間狹小人工難以完成螺栓緊固和拆卸的螺栓拉伸設(shè)備。是由底座、主螺母旋轉(zhuǎn)裝置、高壓油缸、支撐螺母旋轉(zhuǎn)裝置、旋轉(zhuǎn)齒輪及支撐組件所組成；主螺母旋轉(zhuǎn)裝置裝在底座一側(cè)的開孔中，主螺母旋轉(zhuǎn)裝置上裝有電機(jī)；底座與支撐組件通過高壓油缸相連接；支撐螺母旋轉(zhuǎn)裝置上裝有電機(jī)，并通過支撐架裝于支撐組件上的支撐孔上；支撐螺母與旋轉(zhuǎn)齒輪通過螺栓連接，并與下部的支撐組件自由接觸。該拉伸器的不足之處在于1)沒有防止偏載的措施；2)采用兩個(gè)液壓缸并聯(lián)拉伸，較難保證兩個(gè)液壓缸輸出推力和運(yùn)動(dòng)的一致性，容易引發(fā)偏載；3)采用分體式液壓缸，體積較大。其它領(lǐng)域的拉伸器沒有嚴(yán)格的安全性要求，并且不需要考慮自動(dòng)拆裝螺栓和螺母的功能，通常由機(jī)座和環(huán)形液壓缸組成，液壓缸的活塞中空，通過活塞內(nèi)壁的螺紋直接旋在主螺栓頭部進(jìn)行拉伸。這類拉伸器主要存在以下缺點(diǎn)而難以在核環(huán)境下使用I)通常需要人工將拉伸器旋到主螺栓上，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅容易在裝拆過程中損傷主螺栓，而且增加了操作人員承受的輻射劑量；2)密封性不高，容易在使用中漏油，污染反應(yīng)堆；3)防止偏載的性能較低，增加了主螺栓咬死或斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種能夠?yàn)楹朔磻?yīng)堆壓力容器主螺栓的拆裝提供安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單的核用高安全性主螺栓拉伸器。本技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種核用高安全性主螺栓拉伸器，它包括液壓缸體，液壓缸體通過連接螺栓與基座連接，連接螺栓頭部與基座之間墊有碟形彈簧，基座與液壓缸體之間順次裝有凸球面墊圈和凹球面墊圈，液壓缸體與內(nèi)部的活塞之間設(shè)有密封圈，液壓缸體上設(shè)有一個(gè)通向高壓油腔的高壓油口和兩個(gè)通向回油腔的回油口，拉伸螺母位于活塞上方。所述的活塞上設(shè)置有向下凸起的外凸緣，液壓缸的內(nèi)壁上設(shè)置有與其配合的液壓缸內(nèi)壁凸塊。所述的活塞的上部設(shè)有輔助密封圈，活塞的外凸緣上設(shè)有主密封圈，液壓缸內(nèi)壁凸塊的內(nèi)部設(shè)有主密封圈，液壓缸內(nèi)壁上同時(shí)還設(shè)有輔助密封圈。所述的兩個(gè)主密封圈位于高壓油腔側(cè)，兩個(gè)輔助密封圈位于遠(yuǎn)離高壓油腔一側(cè)。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，I)通過運(yùn)動(dòng)副引入五個(gè)自由度，消除拉伸螺母上所有不必要的約束，從而完全避免拉伸過程中出現(xiàn)偏載；2)液壓缸的活塞與缸體均采用變形協(xié)調(diào)，減小超高壓狀態(tài)下結(jié)構(gòu)件彈性變形對(duì)密封間隙的影響，提高密封安全性；3)通過環(huán)形活塞推動(dòng)拉伸螺母實(shí)現(xiàn)螺栓拉伸，有效降低結(jié)構(gòu)件應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)件安全裕度；4)采用雙重密封，中間回油的密封結(jié)構(gòu)，確保液壓油不外泄。附圖說明 圖I為本技術(shù)所提供的一種核用高安全性主螺栓拉伸器示意圖；圖2為圖I中A處的放大圖；圖3為圖I中B處的放大圖。圖中，I基座，2連接螺栓，3碟形彈簧，4凸球面墊圈，5凹球面墊圈，6液壓缸體，7活塞，8拉伸螺母，9輔助密封圈，10主密封圈，11高壓油口，12回油口，13主螺栓，14主螺母，15壓力容器頂蓋，16壓力容器主體，18外凸緣，19液壓缸內(nèi)壁凸塊。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明如圖I所示，一種核用高安全性主螺栓拉伸器包括液壓缸體6，液壓缸體6通過連接螺栓2與基座I連接，連接螺栓2頭部與基座I之間墊有碟形彈簧3，如圖2所示，基座I與液壓缸體6之間順次裝有凸球面墊圈4和凹球面墊圈5,凸球面墊圈4和凹球面墊圈5的位置可以互換，液壓缸體6與內(nèi)部的活塞7之間設(shè)有密封圈，其中，如圖3所示，液壓缸體6上設(shè)有一個(gè)通向高壓油腔的高壓油口 11和兩個(gè)通向回油腔的回油口 12，活塞7上設(shè)置有向下凸起的外凸緣18，液壓缸的內(nèi)壁上設(shè)置有與其匹配的液壓缸內(nèi)壁凸塊19，活塞7的上部安裝有輔助密封圈9，活塞7的外凸緣18上安裝有主密封圈10，液壓缸內(nèi)壁凸塊19的內(nèi)部設(shè)置有主密封圈10，液壓缸內(nèi)壁上同時(shí)還設(shè)有輔助密封圈9，其中，兩個(gè)主密封圈10位于高壓油腔側(cè)，兩個(gè)輔助密封圈9位于遠(yuǎn)離高壓油腔一側(cè)，拉伸螺母8位于活塞7上方。液壓缸的上方和下方留有充分的空間，可用于布置自動(dòng)擰拉伸螺母和拆卸主螺母的結(jié)構(gòu)。為防止拉伸力不與主螺栓同軸而使主螺栓產(chǎn)生偏載，本專利技術(shù)采取的措施是通過設(shè)置運(yùn)動(dòng)副，使拉伸螺母具有5個(gè)獨(dú)立的自由度，其上唯一剩下的約束是沿主螺栓軸線方向的移動(dòng)，具體的運(yùn)動(dòng)副配置方式有多種，本專利技術(shù)采用了結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)力水平低的球面副和平面副，即在本液壓缸體與基座之間設(shè)置了凸球面墊圈和凹球面墊圈，兩個(gè)球面墊圈之間形成的球面運(yùn)動(dòng)副可消除拉伸螺母在三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，同時(shí)，凹球面墊圈上表面與液壓缸體下底面之間形成的平面運(yùn)動(dòng)副可消除拉伸螺母在徑向方向的兩個(gè)移動(dòng)約束，確保拉伸力始終只能與主螺栓同軸，從原理上防止了偏載的產(chǎn)生。為避免運(yùn)動(dòng)副接觸表面的摩擦力過大而失去功能,兩個(gè)球面墊圈接觸面的靜摩擦系數(shù)應(yīng)滿足以下要求假設(shè)凹球面上端圓環(huán)半徑為r,球面的半徑為R,則靜摩擦系數(shù)f至少應(yīng)滿足f ( r/Ro例如r = 150_、R=IOOOmm,則 f 彡 O. 15。為了將拉伸器的基座、凸球面墊圈、凹球面墊圈及上部的液壓缸體等連為一體以方便吊裝，通過連接螺栓穿過兩個(gè)球面墊圈，連接基座與液壓缸體。連接螺栓的頭部與基座之間設(shè)有蝶形彈簧，使基座與液壓缸體相對(duì)固定，但是，連接螺栓與兩個(gè)球面墊圈以及基座之間均留有間隙，在進(jìn)行螺栓拉伸的過程中，如果拉伸螺母與主螺栓不同軸，主螺栓對(duì)拉伸器的側(cè)向作用力將導(dǎo)致液壓缸體相對(duì)于基座微量移動(dòng)，最終使拉伸螺母與主螺栓同軸。液壓缸體與活塞均采用變形協(xié)調(diào)原理，即在活塞和液壓缸內(nèi)壁上分別設(shè)置有相互 配合的凸起，以降低兩者同時(shí)受力時(shí)發(fā)生的彈性變形對(duì)密封間隙的影響。對(duì)于液壓缸體，當(dāng)高壓油注入液壓缸油腔后，作用于缸體外壁內(nèi)側(cè)的液壓力使缸體直徑脹大的同時(shí)，作用于缸體內(nèi)壁外側(cè)的液壓力使缸體直徑收縮，抵消了缸體在直徑方向的大部分變形；對(duì)于活塞，外壁內(nèi)側(cè)的液壓力與內(nèi)壁外側(cè)的液壓力部分抵消，降低整體變形，同時(shí)，在外壁內(nèi)側(cè)的液壓力作用下，活塞外徑跟隨液壓缸體直徑略微增大，整體上使間隙的變化量較小，降低了缸體和活塞彈性變形對(duì)密封間隙的影響，確保高壓狀態(tài)下液壓缸的密封效果。拉伸過程中，拉伸螺母承受的軸向力可達(dá)到500噸以上，為了降低拉伸螺母、及活塞的內(nèi)應(yīng)力，本拉伸器中不采用拉伸桿，而是直接將拉伸螺母布置在活塞上方，使主要受力部件承受壓應(yīng)力，從而大幅度降低結(jié)構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力，有效提高了安全系數(shù)。超高壓密封結(jié)構(gòu)上采用了主密封圈和輔助密封圈兩道密封，在兩道密封結(jié)構(gòu)之間設(shè)置回油口，當(dāng)主密封圈意外失效時(shí)，液壓油進(jìn)入兩道密封圈之間的油腔，并通過回油口返回油箱，因?yàn)榛赜突芈返膲毫榱悖砸簤河筒粫?huì)繼續(xù)向外界泄漏。本技術(shù)的工作過程如下先將拉伸器整體吊裝到壓力容器頂蓋法蘭面上，再將拉伸螺母本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種核用高安全性主螺栓拉伸器，其特征在于：它包括液壓缸體（6），液壓缸體（6）通過連接螺栓（2）與基座（1）連接，連接螺栓（2）頭部與基座（1）之間墊有碟形彈簧（3），基座（1）與液壓缸體（6）之間順次裝有凸球面墊圈（4）和凹球面墊圈（5），液壓缸體（6）與內(nèi)部的活塞（7）之間設(shè)有密封圈，液壓缸體（6）上設(shè)有一個(gè)通向高壓油腔的高壓油口（11）和兩個(gè)通向回油腔的回油口（12），拉伸螺母（8）位于活塞（7）上方。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧靜，王炳炎，黃新東，朱松偉，甕松峰，黃輝，陳書華，洪龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，
類型：實(shí)用新型
國別省市：