液压胀接机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种液压胀接机构，包括支架，支架上设有升降组件和螺纹套管定位组件，升降组件上设有胀接组件，胀接组件包括机架、设置在该机架上的导向滑块，导向滑块水平穿设多根胀杆，每根胀杆对应一个胀套，胀杆在液压系统的驱动下相对于胀套能够水平移动；螺纹套管定位组件包括定位板机构，定位板机构上水平穿设多根螺纹套管，多根螺纹套管与多根胀杆分别对应，多根胀杆、胀套工作时穿过定位板上的多根螺纹套管，胀杆在液压系统的驱动下，相对于胀套水平移动，从而将多根螺纹套管与骨架上的全部导向管同时胀接。本发明的液压胀接机构，可以实现一个骨架全部导向管与螺纹套管胀接连接，产品的质量稳定；降低了工人劳动强度，提高了生产经济效益；结构紧凑、集成度高、动作可靠。
【专利说明】液压胀接机构
【技术领域】
[0001]本发明属于核燃料组件组装领域，具体涉及一种液压胀接机构，应用于压水堆核燃料元件生产线组件骨架生产工序中。
【背景技术】
[0002]随着“十二五”以来核电事业的发展，我国对核燃料元件产能的需求也在不断增力口。为了迅速提升我国的核燃料元件产能和生产效率，并且提升核电技术水平，通过引进和自主创新，“十二五”期间我国在建和即将新建的核燃料元件生产线技术水平较以往都有了不同程度的提高。骨架是燃料组件的承载结构件。它除了支撑燃料棒外，还受到堆内水流冲击，相关棒落棒以及其它力的作用。组件骨架制造质量是燃料组件质量的重要基础；螺纹套管与导向管连接后强度与平面度，直接决定了管座与骨架的连接强度，是骨架制造的关键点。下面以国内目前产量最高的AFA3G燃料组件为例介绍本发明相关背景。其余压水堆燃料元件与AFA3G燃料组件区别仅在于导向管数量与分布不同。
[0003](I)骨架导向管与螺纹套管胀接技术要求
[0004]a、同时完成24根导向管与螺纹套管之间的胀接连接。
[0005]AFA3G燃料组件有264根燃料棒7、24根导向管5和I根仪表管6组成，排列在17X17支撑结构中。如图2所示。
[0006]b、导向管5与螺纹套管42胀接后状态，如图3、4所示，上管座转接板8、凹头螺钉9以及胀包10。胀接完成后24个螺纹套管42端面平面度公差小于0.15mm。
[0007]C、胀套位置(hi = 25.2±lmm、h2 = 15±0.3mm、45 ° )、胀套外径(h3 =14.5±0.2mm 或 h3 = 14.6±0.2mm)。如图 5、6 所示。
[0008]d、胀接后，Φ11.30的量规能自由通过胀接位置。
[0009]e、胀接处拉脱力应大于4500N。
[0010](2)本发明研制前，采用手工逐根胀接生产方式，见图7所示。生产时，人工将装置整体送入工作位，确认胀套34、胀杆33、油缸12均处于正确位置后，油缸和胀杆直接连接，胀套固定于连接板11上，人工启动油缸，油缸活塞杆收缩带动胀杆移动。胀接过程中，胀杆套位置相对固定。随着胀杆轴向移动，胀套胀包处胀杆截面直径不断变大，从而使胀包鼓起，导向管、螺纹套管发生塑性变形，从而紧密的连接在一起。油缸收缩到位后，保压约5s，使导向管与螺纹套管连接部位晶格稳定并冷却，胀接时发热。保压结束，启动油缸伸出活塞杆至初始位置，从而完成单根导向管的胀接。如此往复24次完成单个骨架胀接生产。
[0011](3)现有技术中存在的问题
[0012]导向管和螺纹套管的胀接连接是在骨架主体焊接完成后进行，因此如一根胀接失败，整个骨架就可能报废，损失极大，因此对其质量稳定性要求较高。手工逐根胀接生产方式需要人工实现胀接装置24次不同位置装夹，质量稳定性差且工人劳动强度大。因此从提高产品质量稳定性、降低工人劳动强度、提高生产经济效益等多个方面考虑，研究开发出胀接方向精准指向分布的液压胀接机构显得尤为迫切。
【发明内容】
[0013]针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种液压胀接机构，能够同时将多根螺纹套管与多根导向管同时胀接，产品的质量稳定；降低了工人劳动强度，提高了生产经济效益；结构紧凑、集成度高、动作可靠。
[0014]为达到以上目的，本发明采用的技术方案是:提供一种液压胀接机构，包括支架，所述支架上设有升降组件和螺纹套管定位组件，所述升降组件上设有胀接组件，所述胀接组件包括机架、设置在该机架上的导向滑块，所述导向滑块水平穿设多根胀杆，每根所述胀杆对应一个胀套，所述胀套固定在机架上，所述胀杆在液压系统的驱动下相对于胀套能够水平移动；所述螺纹套管定位组件包括定位板机构，所述定位板机构上水平穿设多根螺纹套管，多根所述螺纹套管与多根所述胀杆分别对应，多根胀杆和胀套工作时穿过定位板机构上的多根螺纹套管，胀杆在所述液压系统的驱动下，相对于胀套水平移动，从而将所述多根螺纹套管与骨架上的全部导向管同时胀接。
[0015]进一步，所述升降组件包括升降平台，所述升降平台设置在所述支架上，该升降平台通过升降驱动机构控制其升降。
[0016]进一步,所述升降驱动机构包括锥齿轮传动换向箱,所述锥齿轮传动换向箱输入端与驱动电机相连接，锥齿轮传动换向箱的输出端与设置在支架上的滚珠丝杠螺旋升降机相连接。
[0017]进一步，所述支架上设有位置检测开关，所述升降平台的导向柱上设有检测板，通过导向柱上检测板进行检测。
[0018]进一步，所述定位板机构通过支板设置在直线导轨上，所述直线导轨设在支架上，所述支板通过气缸的推动能够在直线导轨上移动。
[0019]进一步，所述定位板机构与所述支板之间采用柔性连接。
[0020]进一步，所述液压驱动系统包括液压缸，所述液压缸的缸体固定在所述机架上，液压缸的活塞杆与胀杆相连接。
[0021]进一步，所述螺纹套管通过紧定螺钉固定在所述定位板机构上。
[0022]进一步，所述胀杆为锥形结构。
[0023]本发明的有益技术效果在于:本发明通过在支架上设有胀接组件和螺纹套管定位组件，能够一次实现多根螺纹套管与多根导向管同时胀接，胀接完成后满足规定的技术指标，产品的质量稳定，降低了工人的劳动强度，提高了生产经济效益；本发明通过在支架上设有升降系统，在焊接格架时，胀接组件下降至非工作位置，避免与焊枪干涉；本发明通过在螺纹套管定位组件上设有长度收缩补偿机构，能够对胀接后螺纹套管与导向管的收缩量进行补偿；产品的质量稳定；工人劳动强度低，生产经济效益高；结构紧凑、集成度高、动作可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明液压胀接机构的结构示意图；
[0025]图2是现有技术中燃料组件的截面图；
[0026]图3是图2中的导向管与螺纹套管的连接示意图；
[0027]图4是图3的俯视图；
[0028]图5是胀接鼓包尺寸的主视图；
[0029]图6是胀接鼓包尺寸的俯视图；
[0030]图7是现有技术中手动逐根胀接装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031 ] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
[0032]如图1所示，是本发明液压胀接机构的结构示意图；
[0033]该胀接机构包括支架1，支架I上设有升降组件2和螺纹套管定位组件4，升降组件2上设有胀接组件3。
[0034]升降组件2包括升降平台21和驱动升降平台21上下运动的驱动系统。该驱动系统包括三个串联的锥齿轮传动换向箱23，三个锥齿轮传动换向箱23—端与电机22连接，另一端分别与设在支架上的滚珠丝杠螺旋升降机相连接。为了便于控制升降的位置，支架I上设有位置检测开关，升降平台21的导向柱24上设有检测板，通过导向柱24上检测板进行位置检测。
[0035]该升降组件:
[0036]a.实现胀接组件在高度方向的准确定位，从而实现胀杆与胀套高度方向的准确定位；
[0037]b.实现胀接组件在工作位与准备位锁死；
[0038]c.实现胀接组件在升降组件平台上精密轴向移动；
[0039]d.采用交流电机+滚珠丝杠螺旋升降机+位置检测开关，组合驱动升降平台。
[0040]升降组件2可将胀接组件由初始位精确升至工作位。其升降精度直接决定了螺纹套管能否插入导向管中。由此，必须保证升降的精度，升降到位的精度:±0.1mm ;升降重复定位精度:±0.05mm。
[0041]胀接组件3包括机架31，机架31上设有两块导向滑块32，两块导向滑块32通过四根螺栓连接；其中一块导向滑块32连接油缸活塞杆，另一个导向滑块上穿设多根胀杆33，每根胀杆33上对应一个胀套，胀套固定在机架31上，多根胀杆33在液压系统的驱动下能够同时进行水平运动。其中，液压驱动系统包括液压缸，液压缸的缸体固定在机架31上。液压缸的活塞杆与胀杆33尾端相连接。
[0042]该胀接组件:
[0043]a.实现胀杆和胀套在轴线方向上准确定位；
[0044]b.液压系统带动锥形胀杆与胀套产生相对运动，从而实现胀接。
[0045]c.液压系统动作位置通过检测开关与固定挡块实现精确控制。检测开关设于机架31上，固定挡块设于升降组件2上。
[0046]螺纹套管定位组件4包括定位板机构41和直线导轨，所述直线导轨固定在支架I上，所述定位板机构41的底部通过支板与该直线导轨相连接，且在气动系统的驱动下能够沿直线导轨运动。定位板机构上水平穿设多根螺纹套管，多根螺纹套管与多根胀杆分别对应，多根胀杆和胀套工作时穿过定位板机构上的多根螺纹套管，胀杆在液压系统的驱动下，相对于胀套水平移动，从而将多根螺纹套管与骨架上的全部导向管同时胀接。
[0047]导向管和螺纹套管胀接前，要与格架进行压力电阻点焊。焊接时焊枪要从胀接侧穿入导向管，因此胀接组件如果固定不动，将会与焊枪干涉。为解决上述问题胀接组件需能升降，即胀接时升至工作位，胀接完成后复位，为骨架焊接让出相应的空间。另外，定位板机构41内部设柔性连接结构，从而胀接时螺纹套管相对于支架可轴向运动，从而实现螺纹套管与导向管胀接后长度收缩的补偿。
[0048]螺纹套管定位组件:
[0049]a.实现螺纹套管在高度及轴线方向的准确定位；
[0050]b.实现补偿螺纹套管与导向管胀接连接后长度收缩。
[0051]c.螺纹套管定位板:采用气动系统+滚珠直线导轨方式。
[0052]支架I采用碳钢型钢焊接组装，表面涂漆。
[0053]本发明采用电控系统控制，该电控系统:
[0054]a.满足工艺操作功能，保证设备操作的安全性及可靠性等要求；
[0055]b.以PLC为核心，采集设备状态信息和控制柜操作面板的操作指令，实现设备的半自动/手动控制。
[0056]综上所述，本发明提供的可在压水堆核燃料元件生产线骨架生产工序应用的胀接方向精准指向分布的液压胀接机构，解决人工逐根胀接、劳动强度大、质量稳定性差的问题。
[0057]本发明生产工艺过程:
[0058]人工将多根螺纹套管与紧定螺钉组装在一体；
[0059]启动设备，螺纹套管定位组件4通过气缸推至工作位；
[0060]人工将螺纹套管与紧定螺钉组合件固定在螺纹套管定位板上；
[0061]电机带动升降平台升至工作位；
[0062]胀接组件锁紧气缸活塞杆收缩，将胀接组件解锁；
[0063]人工推动胀接组件至工作位；
[0064]胀接组件锁紧气缸活塞杆伸出，将胀接组件锁紧；
[0065]油缸活塞杆收缩，拉动胀杆胀接；
[0066]保压；
[0067]油缸活塞杆伸出，带动胀杆回初始位；
[0068]胀接组件锁紧气缸活塞杆收缩，将胀接组件解锁；
[0069]人工推动胀接组件至初始位；
[0070]胀接组件锁紧气缸活塞杆伸出，将胀接组件锁紧；
[0071]电机带动升降平台降至初始位；
[0072]人工取下紧定螺钉；
[0073]螺纹套管定位组件通过气缸拉回初始位；
[0074]取走胀接好的骨架。
[0075]本发明的液压胀接机构并不限于上述【具体实施方式】，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
【权利要求】
1.一种液压胀接机构，包括支架(I)，所述支架(I)上设有升降组件(2)和螺纹套管定位组件(4)，所述升降组件(2)上设有胀接组件(3)，其特征在于:所述胀接组件(3)包括机架(31)、设置在该机架(31)上的导向滑块(32)，所述导向滑块(32)水平穿设多根胀杆(33)，每根所述胀杆(33)对应一个胀套(34)，所述胀套(34)固定在机架(31)上，所述胀杆(33)在液压系统的驱动下相对于胀套能够水平移动；所述螺纹套管定位组件(4)包括定位板机构(41)，所述定位板机构(41)上水平穿设多根螺纹套管，多根所述螺纹套管与多根所述胀杆(33)分别对应，多根胀杆(33)、胀套工作时穿过定位板机构(41)上的多根螺纹套管，胀杆在所述液压系统的驱动下，相对于胀套水平移动，从而将所述多根螺纹套管与骨架上的全部导向管同时胀接。
2.如权利要求1所述的液压胀接机构，其特征在于:所述升降组件(2)包括升降平台(21)，所述升降平台(21)设置在所述支架(I)上，该升降平台(21)通过升降驱动机构控制其升降。
3.如权利要求2所述的液压胀接机构，其特征在于:所述升降驱动机构包括锥齿轮传动换向箱(23)，所述锥齿轮传动换向箱(23)输入端与驱动电机(22)相连接，锥齿轮传动换向箱(23)的输出端与设置在支架(I)上的滚珠丝杠螺旋升降机相连接。
4.如权利要求3所述的液压胀接机构，其特征在于:所述支架(I)上设有位置检测开关，所述升降平台(21)的导向柱(24)上设有检测板，通过导向柱(24)上检测板进行检测。
5.如权利要求4所述的液压胀接机构，其特征在于:所述定位板机构(41)通过支板设置在直线导轨上，所述直线导轨设在支架(I)上，所述支板通过气缸的推动能够在直线导轨上移动。
6.如权利要求5所述的液压胀接机构，其特征在于:所述定位板机构(41)与所述支板之间采用柔性连接。
7.如权利要求1所述的液压胀接机构，其特征在于:所述液压驱动系统包括液压缸，所述液压缸的缸体固定在所述机架(31)上，液压缸的活塞杆与胀杆(33)相连接。
8.如权利要求1所述的液压胀接机构，其特征在于:所述螺纹套管通过紧定螺钉固定在所述定位板机构(41)上。
9.如权利要求1-8任一项所述的液压胀接机构，其特征在于:所述胀杆为锥形结构。
【文档编号】B21D43/00GK104275416SQ201410451950
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】于俊涛, 李顺祥, 江保军 申请人:中国核电工程有限公司