壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手的制作方法

本發明應用于在壓水堆核電站中的壓力容器的安裝，具體涉及一種壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手。

背景技術：

在650MW的壓水堆核電站中，壓力容器的頂蓋法蘭和筒體法蘭是靠56顆主螺栓和主螺母來緊固連接的，主螺栓和主螺母的外形結構如圖1所示。在換料大修時，需要打開壓力容器頂蓋，現場將主螺栓連同主螺母一起旋出，存放在存放架上，每個存放架里存放8顆主螺栓，主螺栓在存放架上的存放狀態如圖2和圖3所示。之后將主螺栓運出核島，運至清洗區域。在清洗區域，先將主螺母從主螺栓上旋下，然后分別清洗檢查主螺栓和主螺母的螺紋部分，并對缺陷部分進行修復。

在清洗主螺栓和主螺母的螺紋段之前，需先將主螺母從螺栓上旋下；待清洗檢查完成之后，又需將主螺母回裝到螺栓上。主螺母的結構如圖4所示，其上部均布著6個卡槽，用作旋轉主螺母時的著力點。目前，主螺母在主螺栓上的旋上和旋下是人工手動旋擰的，人工擰螺母存在以下缺點：

需要較多的勞動力成本：1顆主螺母重量31.2kg，主螺栓螺紋段長度240mm，在螺栓上旋轉如此重量的螺母，體力消耗大，并且有56顆，需要投入較多的人力，造成較大的勞動力成本。

工作時間長，工作效率低：人工從事擰主螺母的工作耗時長、效率低，需要較多的時間，對縮短大修工作時間是不利的。

綜上，鑒于人工擰主螺母工作方式存在如上弊端，需對其進行優化。

技術實現要素：

本發明的目的是解決現有的人工手動旋擰螺母效率低且勞動力成本大，操作人員承受輻照強度過高的問題，提供了一種結構緊湊、自重輕、操作簡單和適用范圍廣的壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手。

本發明是這樣實現的：

一種壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手，包括頂板、固定插銷、反作用力臂分度盤、導向桿、氣動馬達、小齒輪、過渡齒輪、大齒輪、活動板、固 定圈和主螺母適配器；頂板固定連接在導向桿的上端；反作用力臂分度盤放置在頂板的內部；固定插銷設置在頂板上，位于反作用力臂分度盤的上方；活動板套裝在導向桿的中部，與導向桿活動連接；氣動馬達、小齒輪、過渡齒輪和大齒輪設置在活動板的上端；氣動馬達與活動板固定連接，過渡齒輪和大齒輪分別與活動板活動連接；小齒輪與固定在氣動馬達的輸出軸上，小齒輪與過渡齒輪嚙合，過渡齒輪與大齒輪嚙合；主螺母適配器固定在大齒輪的下端；固定圈固定連接在導向桿的下端。

如上所述的頂板整體為圓環形板狀，在內圓的下部設置有圓環形臺階；定位銷整體為板狀，上端設置有螺釘，內側開有螺紋孔，螺釘從螺紋孔中穿過；定位銷大于等于兩個，均布在頂板內圓外側的上端面上；反作用力臂分度盤整體為圓形板狀，外圓周長小于等于頂板內圓的周長，放置在頂板的圓環形臺階上，與頂板內圓間隙配合；反作用力臂分度盤中心開孔，孔的外形尺寸與主螺栓的外形尺寸相匹配；反作用力臂分度盤上端面外側沿周向均布有多個螺紋孔；導向桿整體為圓柱體形，共有四根，以90度間隔均勻在固定在頂板的下端面上；活動板整體為圓環形，和導向桿之間采用滾珠軸承連接；大齒輪整體為圓環形，與活動板同軸心且內圓尺寸相同；過渡齒輪和大齒輪通過滑動軸承與活動板連接；主螺母適配器整體為長方形板狀，共有三個，均勻設置在大齒輪內圓外側的下端面上；固定圈整體為圓環形，內徑大于主螺母的外徑，沿圓環周向均勻布置有四個定位孔；固定圈與導向桿采用定位孔和螺栓緊固連接；頂板、活動板和固定圈同軸線。

如上所述的小齒輪、過渡齒輪和大齒輪均采用Q235材料經過磷化發黑處理制成；頂板、固定插銷、反作用力臂分度盤、導向桿、氣動馬達、活動板、固定圈和主螺母適配器均采用2A12型鋁合金材料制成。

本發明的有益效果是：

本發明包括頂板、固定插銷、反作用力臂分度盤、導向桿、氣動馬達、小齒輪、過渡齒輪、大齒輪、活動板、固定圈和主螺母適配器。本發明自身帶有提供反作用力臂的機構，工作時不需外力輔助。可以一個人同時操作多臺氣動扳手，降低了勞動力成本，也提高了工作效率。同時，具有結構緊湊、自重輕、操作簡單的特點，對操作人員沒有很高的技能要求，具有較強的實用性。

附圖說明

圖1是現有的主螺栓和主螺母的連接關系圖；

圖2是現有的主螺栓在存放架上的存放狀態圖；

圖3是現有的主螺栓在存放架上的存放狀態局部圖；

圖4是現有的主螺母的結構示意圖；

圖5是本發明的壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手的結構示意圖；

圖6是本發明的壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手的工作狀態示意圖。

其中：1.頂板，2.固定插銷，3.反作用力臂分度盤，4.導向桿，5.氣動馬達，6.小齒輪，7.過渡齒輪，8.大齒輪，9.活動板，10.固定圈，11.主螺母適配器，12主螺母，13.主螺栓。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步描述。

如圖5所示，一種壓水堆核電站中旋轉主螺母的氣動扳手，包括頂板1、固定插銷2、反作用力臂分度盤3、導向桿4、氣動馬達5、小齒輪6、過渡齒輪7、大齒輪8、活動板9、固定圈10和主螺母適配器11。頂板1固定連接在導向桿4的上端。反作用力臂分度盤3放置在頂板1的內部。固定插銷2設置在頂板1上，位于反作用力臂分度盤3的上方。活動板9套裝在導向桿4的中部，與導向桿4活動連接。氣動馬達5、小齒輪6、過渡齒輪7和大齒輪8設置在活動板9的上端。氣動馬達5與活動板9固定連接，過渡齒輪7和大齒輪8分別與活動板9活動連接。小齒輪6與固定在氣動馬達5的輸出軸上，小齒輪6與過渡齒輪7嚙合，過渡齒輪7與大齒輪8嚙合。主螺母適配器11固定在大齒輪8的下端。固定圈10固定連接在導向桿4的下端。

頂板1整體為圓環形板狀，在內圓的下部設置有圓環形臺階。定位銷2整體為板狀，上端設置有螺釘，內側開有螺紋孔，螺釘從螺紋孔中穿過。定位銷2大于等于兩個，均布在頂板1內圓外側的上端面上。定位銷2用于限制反作用力臂分度盤3在豎直方向上的運動以及沿周向的轉動。反作用力臂分度盤3整體為圓形板狀，外圓周長小于等于頂板1內圓的周長，放置在頂板1的圓環形臺階上，與頂板1內圓間隙配合。反作用力臂分度盤3中心開孔，孔的外形尺寸與主螺栓13的外形尺寸相匹配。反作用力臂分度盤3上端面外側沿周向均布有多個螺紋孔，用于安裝定位銷2的螺釘。導向桿4整體為圓柱體形，共有四根，以90度間隔均勻在固定在頂板1的下端面上。活動板9整體為圓環形，和導向桿4之間采用滾珠軸承連接，配合精度高，升降靈活。大齒輪8整體為圓 環形，與活動板9同軸心且內圓尺寸相同。過渡齒輪7和大齒輪8通過滑動軸承與活動板9連接。主螺母適配器11整體為長方形板狀，共有三個，均勻設置在大齒輪8內圓外側的下端面上。固定圈10整體為圓環形，內徑大于主螺母12的外徑，沿圓環周向均勻布置有四個定位孔。固定圈10與導向桿4采用定位孔和螺栓緊固連接。頂板1、活動板9和固定圈10同軸線。

在本實施例中，小齒輪6、過渡齒輪7和大齒輪8均采用Q235材料經過磷化發黑處理制成。頂板1、固定插銷2、反作用力臂分度盤3、導向桿4、氣動馬達5、活動板9、固定圈10和主螺母適配器11均采用2A12型鋁合金材料制成，用于實現整個扳手的輕量化。

如圖6所示，工作時，先將扳手套裝在主螺栓13的頭部，固定圈10套裝在主螺母12的外側，主螺母適配器11插入主螺母12的缺口中，使得主螺母適配器11與主螺母12緊密配合，同時調整反作用力臂分度盤3的方向，使得反作用力臂分度盤3套在主螺栓13的上部。然后旋下固定插銷2上的螺釘，將反作用力臂分度盤3固定。給氣動馬達5供應氣源，實現馬達的正轉或反轉，大齒輪8帶動主螺母適配器11旋轉，活動板9隨著主螺母12下降或上升，從而實現主螺母12的旋緊或旋松。

本發明包括頂板1、固定插銷2、反作用力臂分度盤3、導向桿4、氣動馬達5、小齒輪6、過渡齒輪7、大齒輪8、活動板9、固定圈10和主螺母適配器11。本發明自身帶有提供反作用力臂的反作用力臂分度盤3，工作時不需外力輔助。氣動馬達5能夠驅動主螺母12實現正反轉。非能動升降機構是依靠驅動機構旋轉主螺母12產生的軸向移動來升降，升降機構的活動板9與4根導向桿4之間安裝有滾珠軸承，實現升降無卡澀。適用范圍廣，通過變換主螺母適配器11的結構，可以適用于各類壓力容器主螺母12的旋轉，從主螺栓13上旋下。降低了勞動力成本，也提高了工作效率。結構緊湊，自重輕，避免了重物搬運的工業風險。本發明除了齒輪材質為Q235，表面發黑磷化處理之外，其他部件均采用鋁合金材質2A12，減輕了自重，便于安裝和搬運。