一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置的制作方法

本实用新型属于核电站转动设备装配技术领域，具体涉及一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置。

背景技术：

核电站主冷却剂泵(简称“主泵”)轴密封是防止泵内放射性冷却剂泄漏的机械密封装置，其性能的好坏直接影响整个核电站的安全可靠运行，因此机械密封的定期更换检查是核电厂每年机组换料检修必做项目。主泵机械密封各部件配合精度高、表面具有较高放射性，因此对检修人员实施机械密封更换的技术和技能要求较高。

机械密封提升装置用于将集装式机械密封组件从密封壳内拆出或装入，是机械密封检修工作中至关重要一环。当前机械密封提升装置有如下问题：

1、使用T型螺纹轴实现提升，螺纹轴与螺母配合间隙大，严重影响停车密封的对中精度，增大了部件装配拉伤的风险；

2、螺纹轴与螺母之间采用滑动摩擦的方式，摩擦阻力大，提升过程需要两个人同时用力完成，盘车费力；检修人员无法及时感知提升力的变化，从而引起部件更严重的拉伤；

3、提升过程中，螺纹轴摩擦副磨损出较多金属碎屑，这些金属碎屑一旦进入轴密封系统将直接造成密封损坏，威胁一回路压力边界；

4、支撑密封组件的星形盘刚度差，多次使用后出现变形，降低装配精度；

5、整个提升装置重25Kg，一人在泵腔受限空间内搬运吃力，且增大了人员机械损伤的风险；

6、螺纹轴导程偏小，导致整个提升过程作业时间达40min，单次作业人员受照剂量达400uSv·人。

因此，急需研制一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置来保证装配精度、提高装配效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，有效解决原提升装置配合精度差、异物风险高、盘车费力、不便于搬运等问题，满足主泵机械密封组件的装配精准要求，降低提升过程中的异物风险。

为了实现这一目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，该装置包括滚珠丝杆(1)、滚珠螺母(2)、连接螺栓(3)、星形盘(4)、定距螺母(5)、保持夹 (6)、推力轴承A(7)、调整垫(8)、下部轴承室(9)、保持环(10)、手轮(11)、上部轴承室(12)、推力轴承B(13)、固定螺栓(14)、锁紧螺母(15)、固定块 (16)；

滚珠丝杆(1)为中空结构，一端加工成四方形，与手轮(11)上开设的方形槽匹配，实现手轮(11)与滚珠丝杆(1)间的传动；

滚珠螺母(2)安装在星形盘(4)上，滚珠螺母(2)与滚珠丝杆(1)组成滚珠丝杠副，将手轮(11)的转动转化为部件的轴向运动；

通过安装在星形盘(4)上的连接螺栓(3)将整个提升装置安装在待安装的机械密封组件上；

星形盘(4)安装在滚珠丝杆(1)上；

通过安装在滚珠丝杆(1)上的定距螺母(5)固定手轮(11)与滚珠丝杆(1)；

保持夹(6)安装在手轮(11)上，用于装置拆装、搬运过程中保持手轮(11) 与滚珠丝杆(1)不分离，保持住手轮(11)的位置；

推力轴承A(7)安装在下部轴承室(9)上，推力轴承B(13)安装在上部轴承室(12)上，推力轴承A(7)和推力轴承B(13)共同用来承担滚珠丝杆 (1)的轴向作用力，保证滚珠丝杆(1)匀速转动；

调整垫(8)安装在下部轴承室(9)上；

下部轴承室(9)安装在手轮(11)上，在下部轴承室(9)上安装和密封推力轴承B(13)，

上部轴承室(12)安装在滚珠丝杆(1)，在上部轴承室(12)上安装和密封推力轴承A(7)；

通过下部轴承室(9)和上部轴承室(12)防止推力轴承A(7)和推力轴承 B(13)中的轴承滚珠脱落形成异物；

保持环(10)安装在手轮(11)上，用于固定下部轴承室组件；

手轮(11)安装在滚珠丝杆(1)上，通过手轮(11)控制机械密封匀速下落直至整个机械密封组件正确安装；

锁紧螺母(15)安装在锁紧固定块(16)上，用于锁紧固定块(16)的轴向位置，通过调节固定块(16)的轴向位置，使得滚珠丝杆(1)固定在泵轴和电机轴轴头的锥形孔内；

固定块(16)固定在电机轴轴头螺孔内，与锁紧螺母(15)一起实现提升装置轴向装置的调整和固定，控制整个提升装置固定在泵轴和电机轴之间。

进一步的，如上所述的一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，滚珠丝杆(1)的导程为10mm。

进一步的，如上所述的一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，滚珠螺母(2)采用单列4圈滚珠的端盖式内循环滚珠螺母，精度为C7级。

进一步的，如上所述的一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，星形盘(4)是厚度为3mm的铝材星形盘。

进一步的，如上所述的一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，调整垫(8)的厚度根据使用时不同的轴头间距场合进行调整。

进一步的，如上所述的一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，手轮(11)由中空的不锈钢管弯制焊接而成。

本实用新型相对于传统技术方案，具有如下特点：

1)精度高。采用C7级滚珠丝杠副，有效避免了滑动摩擦带来的摩擦副配合精度的逐步下降情况，延长工具使用寿命，保证装置的使用精度，提高待安装工件的装配质量。

2)丝杆摩擦副摩擦损失小、传动效率高。使用滚珠丝杠副替代原始的螺纹摩擦副，摩擦方式由滑动摩擦改为滚动摩擦，降低丝杠副的摩擦阻力，省力约 60％，高剂量区作业人员由4人减少至3人。

3)有效规避异物风险。滚动摩擦方式避免滑动摩擦导致的部件磨损，降低了组装过程中的异物风险。

4)对整个装置实施轻量化设计。例如采用铝材质星形盘和中空螺纹杆，将提升装置的重量由25Kg降低至15Kg，减小受限空间人力搬运的难度。

5)大导程，实现快速进给和微进给自由控制，缩短作业时间，提高装配质量，降低人员辐照剂量。

6)刚度高。星形盘加厚处理，滚珠丝杠副由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性，延长工具使用寿命。

使用本实用新型的显著效果在于：单次作业时间节省20min(约50％)，直接降低人员受照剂量200uSv·人；装置重量降低10Kg；装置的精度、刚度完全满足主泵机械密封的装配要求。本实用新型对同行电厂主泵机械密封的装配提升方式具有借鉴意义。通过改变滚珠丝杠副的参数、丝杆的长短、手轮的大小以及安装方式(立式或卧式)可用于多种场合部件的精确装配工作。

附图说明

图1是一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置构成示意图；

图2是一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置剖视图；

图3是滚珠丝杆示意图；

图4是滚珠螺母示意图；

图5是星形盘示意图；

图6是手轮示意图；

图7是推力轴承A示意图(推力轴承B示意图与其相同)；

图8是固定块示意图；

图9是定距螺母示意图；

图10是提升装置使用效果示意图；

图11是提升装置使用效果示意图。

图中，滚珠丝杆1、滚珠螺母2、连接螺栓3、星形盘4、定距螺母5、保持夹6、推力轴承A7、调整垫8、下部轴承室9、保持环10、手轮11、上部轴承室12、推力轴承B13、固定螺栓14、锁紧螺母15、固定块16。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细说明。

如图1所示，本实用新型一种用于核电站主冷却剂泵机械密封装配的提升装置，该装置包括滚珠丝杆1、滚珠螺母2、连接螺栓3、星形盘4、定距螺母5、保持夹6、推力轴承A7、调整垫8、下部轴承室9、保持环10、手轮11、上部轴承室12、推力轴承B13、固定螺栓14、锁紧螺母15、固定块16；

滚珠丝杆1为中空结构，一端加工成四方形，与手轮11上开设的方形槽匹配，实现手轮11与滚珠丝杆1间的传动；在本实施例中，滚珠丝杆1的导程为 10mm，大导程实现作业时间的大幅缩短，降低人员受照剂量。

滚珠螺母2安装在星形盘4上，滚珠螺母2与滚珠丝杆1组成滚珠丝杠副，将手轮11的转动转化为部件的轴向运动，具有摩擦损失小、传动效率高、精度高、高速进给和微进给自由控制、轴向刚度高等优点。

在本实施例中，滚珠螺母2采用单列4圈滚珠的端盖式内循环滚珠螺母，精度为C7级，保证装置的装配精度。

通过安装在星形盘4上的连接螺栓3将整个提升装置安装在待安装的机械密封组件上；

星形盘4安装在滚珠丝杆1上；在本实施例中，星形盘4是厚度为3mm的铝材星形盘，强度上满足机械密封的装配要求，重量上进一步降低，实现整个装置的轻量化设计。

通过安装在滚珠丝杆1上的定距螺母5固定手轮11与滚珠丝杆1；

保持夹6安装在手轮1上，用于装置拆装、搬运过程中保持手轮11与滚珠丝杆1不分离，保持住手轮11的位置，避免部件掉落损伤人员和设备。

推力轴承A7安装在下部轴承室9上，推力轴承B13安装在上部轴承室12 上，推力轴承A7和推力轴承B13共同用来承担滚珠丝杆1的轴向作用力，保证滚珠丝杆1匀速转动；

调整垫8安装在下部轴承室9上；在本实施例中，调整垫8的厚度根据使用时不同的轴头间距场合进行调整。不同的厚度用于适应不同的轴头间距场合，增加装置的可扩展性。

下部轴承室9安装在手轮1上，在下部轴承室9上安装和密封推力轴承B13，上部轴承室12安装在滚珠丝杆1，在上部轴承室12上安装和密封推力轴承 A7；

通过下部轴承室9和上部轴承室12防止推力轴承A7和推力轴承B13中的轴承滚珠脱落形成异物；

保持环10安装在手轮1上，用于固定下部轴承室组件；

手轮11安装在滚珠丝杆1上，通过手轮11控制机械密封匀速下落直至整个机械密封组件正确安装；在本实施例中，手轮11由中空的不锈钢管弯制焊接而成，具有重量轻，在受限空间内转动灵活的特点。

锁紧螺母15安装在锁紧固定块16上，用于锁紧固定块16的轴向位置，通过调节固定块16的轴向位置，使得滚珠丝杆1固定在泵轴和电机轴轴头的锥形孔内；

固定块16固定在电机轴轴头螺孔内，与锁紧螺母15一起实现提升装置轴向装置的调整和固定，控制整个提升装置固定在泵轴和电机轴之间。

本实用新型的使用步骤如下：

1)组装滚珠丝杆1、滚珠螺母2、星形盘4；

2)安装手轮11和定距螺母5，并使用保持夹6保持住手轮11的位置；

3)使用连接螺栓3将整个提升装置安装在待安装的机械密封组件上；

4)将整个组件转移至泵腔内部，安装固定块16和锁紧螺母15；

5)调节固定块16的轴向位置，使得滚珠丝杆1顶死在两轴头的锥形孔内；

6)紧固锁紧螺母15，紧固定距螺母5；

7)旋动手轮11，使得机械密封匀速下落，在机械密封组件离安装位置10mm 的时候慢速下落组件；

8)对准组件的安装定位销孔，继续慢速旋动手轮11直至整个机械密封组件正确安装。

9)机械密封组件安装完成，依次松开定距螺母5和锁紧螺母15，拆除整个提升装置。

工作结束。