核反应堆压力容器工装径向夹紧装置改进

孙奉道++张世英++陈强++袭荣旺++张建全

摘 要：随着核能在我国发展得越来越成熟，核工业的发展对各行各业的推动越来越明显。北方重工集团有限公司立足于重大装备、高端成套的发展理念，先后为东方电气和上海电气核电公司开发设计了用于核反应堆压力容器加工的工装，能够有效地解决工件整体加工以及吊运过程中所需解决的有关支撑、定位等问题。本次对部分功能进行升级改造也是立足市场需求，响应客户要求，在技术水平和市场竞争力上得到了进一步提高。

关键词：核反应堆 压力容器 工装 径向夹紧

中图分类号：TL351 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0106-02

建国初期，国家百废待兴，新中国的工业体系几近崩溃，在这种严峻的时代背景下，建立和发展属于中国的社会主义工业体系迫在眉睫。而核工业无论是在民用还是军用领域内，都起着举足轻重的作用。随后在我国在短短几十年时间里，先后试验了两弹，同时建造了数座核电站。从此我国的核电工业走向了世界的前列。

核能是一种安全、清洁、高效、经济的能源。发展核电是优化能源结构、保证能源安全、满足经济社会发展对能源需求的现实选择。而核能产业的发展离不开相关装备制造业的推动。核能装备从一开始的国外引进到后来的完全自主研发，也充分证明的我国装备制造产业的快速崛起。

北方重工从长远发展角度出发，在制造业整体市场环境低迷的情况下，坚持產品结构转型升级，推动企业多元化发展，先后为广东东方电气核电有限公司和上海电气核电有限公司设计了用于核反应堆压力容器加工工装，满足了压力容器工件在加工过程中需要的一些定位、支撑和吊运等需要。

1 设备简介

核反应堆压力容器作为核电设备的主要零部件，它的加工精度直接关系到整个设备运行的安全性和稳定性。考虑到它特殊的外形设计，为了保证整个加工过程中，工装可以给它提供必要的支撑和安全的包裹性，既能合理地分配载荷也能避免加工过程中不必要的振动。

本工装主要包括：支撑框架、定位夹紧装置、起吊平台、水平调整装置、径向调整装置等。支撑框架主要是整个工装和工件的支撑和安装载体，水平调整装置和径向调整装置主要是对整个工件的加工前定位状态进行调节，具体工作原理和结构在其他文章中有详细叙述就不在此赘述了，起吊平台主要是用于安装水平调整装置和径向调整装置的平台载体，同时还可以承担工装的起吊。定位夹紧装置主要是用于正在工件定位状态调整以后，对整个工件的状态进行锁死定位，防止加工过程中不必要的蹿动，保证加工精度。本文主要就是叙述对定位夹紧装置的升级改造。

2 定位夹紧装置改进前的设计

定位夹紧装置安装在支撑框架上，按圆周均匀分布，主要有顶爪，螺旋丝杠和底座组成。顶爪主要是负责将工件下部圆柱表面顶住，直接作用在工件上，保证工件工作定位的稳定。螺旋丝杠主要是用来将顶爪通过具有自锁功能的T型螺纹将顶爪定位，底座主要是将整个装置安装在支承框架上。图1为定位夹紧装置结构示意图。

3 此结构的功能特点

此结构通过螺旋锁紧机构和顶爪的配合能够很好地将工件固定在调整好的工作位置，同时能够避免外力作用导致加工位置的改变。但是有两方面的不足。首先，通过两根螺旋丝杠实现支撑，虽然能实现很好的稳定性，但是对于前期的调节会带来很大的不方便，并且如果两根螺旋丝杠调整不同步，会造成他们之间螺纹相互卡死，给实际操作和检修带来不变。其次，螺旋丝杠作为细长杆，缺乏有效的结构增加其刚度，由于整个螺旋丝杠是一个受力部件，所以必须保证其具有足够刚度，否则无法保证后期加工过程中的精度要求。所以针对上述特点对其进行了升级改造，完善其结构特点。

4 定位夹紧装置升级改造

升级改造后的定位夹紧装置同样是由顶爪，螺旋丝杠和底座组成，只不过螺旋丝杠由原来的两根减少为一根，同时在修改了顶爪的结构，使其增加了一个套筒用于增强螺旋丝杠的刚度，保证其结构稳定和良好的受力特性。另外底座的修改也是为了适应支撑框架的安装。图2为改进后的定位夹紧装置。

改进后的定位夹紧装置在结构上紧凑、稳定，操作上也更加便利，对整个工装的实际使用效果将产生深远的影响。

5 升级改造的意义

本次机构的升级改造是以上海电气核电有限公司压力容器工装项目为依托，以原有设计为基础，针对实际中出现的一些问题及时地予以纠正和优化，以满足更大范围的应用和谋求更进一步的提高。

同时，通过本次项目实施，促使北方重工和核电龙头企业的进一步合作，有利于公司进军核电加工领域，更重要的是对自身技术能力有了进一步提高，有利于我们适应更加严峻的挑战和迎接新的机遇。

参考文献

[1] 朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2] GB150-2011，钢制压力容器[S].北京：中国标准出版社，2011.

[3] GB50661-2011，钢结构焊接规范[S].北京：中国标准出版社，2011.endprint