本發(fā)明應(yīng)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(zhuǎn)主螺母的氣動(dòng)扳手。

背景技術(shù)：

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(lái)緊固連接的，主螺栓和主螺母的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。在換料大修時(shí)，需要打開壓力容器頂蓋，現(xiàn)場(chǎng)將主螺栓連同主螺母一起旋出，存放在存放架上，每個(gè)存放架里存放8顆主螺栓，主螺栓在存放架上的存放狀態(tài)如圖2和圖3所示。之后將主螺栓運(yùn)出核島，運(yùn)至清洗區(qū)域。在清洗區(qū)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(duì)缺陷部分進(jìn)行修復(fù)。

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(jié)構(gòu)如圖4所示，其上部均布著6個(gè)卡槽，用作旋轉(zhuǎn)主螺母時(shí)的著力點(diǎn)。目前，主螺母在主螺栓上的旋上和旋下是人工手動(dòng)旋擰的，人工擰螺母存在以下缺點(diǎn)：

需要較多的勞動(dòng)力成本：1顆主螺母重量31.2kg，主螺栓螺紋段長(zhǎng)度240mm，在螺栓上旋轉(zhuǎn)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(dòng)力成本。

工作時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低：人工從事擰主螺母的工作耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，需要較多的時(shí)間，對(duì)縮短大修工作時(shí)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(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的人工手動(dòng)旋擰螺母效率低且勞動(dòng)力成本大，操作人員承受輻照強(qiáng)度過(guò)高的問(wèn)題，提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、自重輕、操作簡(jiǎn)單和適用范圍廣的壓水堆核電站中旋轉(zhuǎn)主螺母的氣動(dòng)扳手。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種壓水堆核電站中旋轉(zhuǎn)主螺母的氣動(dòng)扳手，包括頂板、固定插銷、反作用力臂分度盤、導(dǎo)向桿、氣動(dòng)馬達(dá)、小齒輪、過(guò)渡齒輪、大齒輪、活動(dòng)板、固 定圈和主螺母適配器；頂板固定連接在導(dǎo)向桿的上端；反作用力臂分度盤放置在頂板的內(nèi)部；固定插銷設(shè)置在頂板上，位于反作用力臂分度盤的上方；活動(dòng)板套裝在導(dǎo)向桿的中部，與導(dǎo)向桿活動(dòng)連接；氣動(dòng)馬達(dá)、小齒輪、過(guò)渡齒輪和大齒輪設(shè)置在活動(dòng)板的上端；氣動(dòng)馬達(dá)與活動(dòng)板固定連接，過(guò)渡齒輪和大齒輪分別與活動(dòng)板活動(dòng)連接；小齒輪與固定在氣動(dòng)馬達(dá)的輸出軸上，小齒輪與過(guò)渡齒輪嚙合，過(guò)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(dǎo)向桿的下端。

如上所述的頂板整體為圓環(huán)形板狀，在內(nèi)圓的下部設(shè)置有圓環(huán)形臺(tái)階；定位銷整體為板狀，上端設(shè)置有螺釘，內(nèi)側(cè)開有螺紋孔，螺釘從螺紋孔中穿過(guò)；定位銷大于等于兩個(gè)，均布在頂板內(nèi)圓外側(cè)的上端面上；反作用力臂分度盤整體為圓形板狀，外圓周長(zhǎng)小于等于頂板內(nèi)圓的周長(zhǎng)，放置在頂板的圓環(huán)形臺(tái)階上，與頂板內(nèi)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(cè)沿周向均布有多個(gè)螺紋孔；導(dǎo)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(dòng)板整體為圓環(huán)形，和導(dǎo)向桿之間采用滾珠軸承連接；大齒輪整體為圓環(huán)形，與活動(dòng)板同軸心且內(nèi)圓尺寸相同；過(guò)渡齒輪和大齒輪通過(guò)滑動(dòng)軸承與活動(dòng)板連接；主螺母適配器整體為長(zhǎng)方形板狀，共有三個(gè)，均勻設(shè)置在大齒輪內(nèi)圓外側(cè)的下端面上；固定圈整體為圓環(huán)形，內(nèi)徑大于主螺母的外徑，沿圓環(huán)周向均勻布置有四個(gè)定位孔；固定圈與導(dǎo)向桿采用定位孔和螺栓緊固連接；頂板、活動(dòng)板和固定圈同軸線。

如上所述的小齒輪、過(guò)渡齒輪和大齒輪均采用Q235材料經(jīng)過(guò)磷化發(fā)黑處理制成；頂板、固定插銷、反作用力臂分度盤、導(dǎo)向桿、氣動(dòng)馬達(dá)、活動(dòng)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(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明包括頂板、固定插銷、反作用力臂分度盤、導(dǎo)向桿、氣動(dòng)馬達(dá)、小齒輪、過(guò)渡齒輪、大齒輪、活動(dòng)板、固定圈和主螺母適配器。本發(fā)明自身帶有提供反作用力臂的機(jī)構(gòu)，工作時(shí)不需外力輔助。可以一個(gè)人同時(shí)操作多臺(tái)氣動(dòng)扳手，降低了勞動(dòng)力成本，也提高了工作效率。同時(shí)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、自重輕、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技能要求，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的主螺栓和主螺母的連接關(guān)系圖；

圖2是現(xiàn)有的主螺栓在存放架上的存放狀態(tài)圖；

圖3是現(xiàn)有的主螺栓在存放架上的存放狀態(tài)局部圖；

圖4是現(xiàn)有的主螺母的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的壓水堆核電站中旋轉(zhuǎn)主螺母的氣動(dòng)扳手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的壓水堆核電站中旋轉(zhuǎn)主螺母的氣動(dòng)扳手的工作狀態(tài)示意圖。

其中：1.頂板，2.固定插銷，3.反作用力臂分度盤，4.導(dǎo)向桿，5.氣動(dòng)馬達(dá)，6.小齒輪，7.過(guò)渡齒輪，8.大齒輪，9.活動(dòng)板，10.固定圈，11.主螺母適配器，12主螺母，13.主螺栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。

如圖5所示，一種壓水堆核電站中旋轉(zhuǎn)主螺母的氣動(dòng)扳手，包括頂板1、固定插銷2、反作用力臂分度盤3、導(dǎo)向桿4、氣動(dòng)馬達(dá)5、小齒輪6、過(guò)渡齒輪7、大齒輪8、活動(dòng)板9、固定圈10和主螺母適配器11。頂板1固定連接在導(dǎo)向桿4的上端。反作用力臂分度盤3放置在頂板1的內(nèi)部。固定插銷2設(shè)置在頂板1上，位于反作用力臂分度盤3的上方?；顒?dòng)板9套裝在導(dǎo)向桿4的中部，與導(dǎo)向桿4活動(dòng)連接。氣動(dòng)馬達(dá)5、小齒輪6、過(guò)渡齒輪7和大齒輪8設(shè)置在活動(dòng)板9的上端。氣動(dòng)馬達(dá)5與活動(dòng)板9固定連接，過(guò)渡齒輪7和大齒輪8分別與活動(dòng)板9活動(dòng)連接。小齒輪6與固定在氣動(dòng)馬達(dá)5的輸出軸上，小齒輪6與過(guò)渡齒輪7嚙合，過(guò)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(dǎo)向桿4的下端。

頂板1整體為圓環(huán)形板狀，在內(nèi)圓的下部設(shè)置有圓環(huán)形臺(tái)階。定位銷2整體為板狀，上端設(shè)置有螺釘，內(nèi)側(cè)開有螺紋孔，螺釘從螺紋孔中穿過(guò)。定位銷2大于等于兩個(gè)，均布在頂板1內(nèi)圓外側(cè)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(yùn)動(dòng)以及沿周向的轉(zhuǎn)動(dòng)。反作用力臂分度盤3整體為圓形板狀，外圓周長(zhǎng)小于等于頂板1內(nèi)圓的周長(zhǎng)，放置在頂板1的圓環(huán)形臺(tái)階上，與頂板1內(nèi)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(cè)沿周向均布有多個(gè)螺紋孔，用于安裝定位銷2的螺釘。導(dǎo)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?；顒?dòng)板9整體為圓環(huán)形，和導(dǎo)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(huán)形，與活動(dòng)板9同軸心且內(nèi)圓尺寸相同。過(guò)渡齒輪7和大齒輪8通過(guò)滑動(dòng)軸承與活動(dòng)板9連接。主螺母適配器11整體為長(zhǎng)方形板狀，共有三個(gè)，均勻設(shè)置在大齒輪8內(nèi)圓外側(cè)的下端面上。固定圈10整體為圓環(huán)形，內(nèi)徑大于主螺母12的外徑，沿圓環(huán)周向均勻布置有四個(gè)定位孔。固定圈10與導(dǎo)向桿4采用定位孔和螺栓緊固連接。頂板1、活動(dòng)板9和固定圈10同軸線。

在本實(shí)施例中，小齒輪6、過(guò)渡齒輪7和大齒輪8均采用Q235材料經(jīng)過(guò)磷化發(fā)黑處理制成。頂板1、固定插銷2、反作用力臂分度盤3、導(dǎo)向桿4、氣動(dòng)馬達(dá)5、活動(dòng)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(shí)現(xiàn)整個(gè)扳手的輕量化。

如圖6所示，工作時(shí)，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(cè)，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(shí)調(diào)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(dòng)馬達(dá)5供應(yīng)氣源，實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，大齒輪8帶動(dòng)主螺母適配器11旋轉(zhuǎn)，活動(dòng)板9隨著主螺母12下降或上升，從而實(shí)現(xiàn)主螺母12的旋緊或旋松。

本發(fā)明包括頂板1、固定插銷2、反作用力臂分度盤3、導(dǎo)向桿4、氣動(dòng)馬達(dá)5、小齒輪6、過(guò)渡齒輪7、大齒輪8、活動(dòng)板9、固定圈10和主螺母適配器11。本發(fā)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(shí)不需外力輔助。氣動(dòng)馬達(dá)5能夠驅(qū)動(dòng)主螺母12實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。非能動(dòng)升降機(jī)構(gòu)是依靠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)主螺母12產(chǎn)生的軸向移動(dòng)來(lái)升降，升降機(jī)構(gòu)的活動(dòng)板9與4根導(dǎo)向桿4之間安裝有滾珠軸承，實(shí)現(xiàn)升降無(wú)卡澀。適用范圍廣，通過(guò)變換主螺母適配器11的結(jié)構(gòu)，可以適用于各類壓力容器主螺母12的旋轉(zhuǎn)，從主螺栓13上旋下。降低了勞動(dòng)力成本，也提高了工作效率。結(jié)構(gòu)緊湊，自重輕，避免了重物搬運(yùn)的工業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明除了齒輪材質(zhì)為Q235，表面發(fā)黑磷化處理之外，其他部件均采用鋁合金材質(zhì)2A12，減輕了自重，便于安裝和搬運(yùn)。