CN111341476A - 一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置及方法。本装置为可变径定位弹簧装置，本装置一方面满足定位弹簧在包壳管內精准定位的技术要求，保证燃料棒组装质量，另一方面，通过设计新定位弹簧装置，实现产品的批量化生产，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置及方法。
背景技术
本发明属于核反应堆用核燃料元件制造领域，具体涉及一种在核燃料棒进行组装过程中，生产出符合产品技术要求与产品验收大纲要求的一种装配用设备。
现有燃料棒压簧装置在压紧弹簧时需完成：人工将弹簧放入旋转盘→探杆压紧芯块→测原点→探杆退出→旋转盘转动→探杆顶进弹簧→专人100％手工调整及检查。整个过程费时较长，过程繁琐。而且在“探杆顶进弹簧”时，由于弹簧定位旋转盘机械加工精度缺陷，对中性能不好，如果加弹簧孔不能准确控制到压弹簧装置轴向中心线的工位，极易顶偏弹簧或顶伤燃料棒管口，甚至将探杆顶在加弹簧孔上，而形变报废。
现有燃料棒压簧装置机头异常运行偏差会重复出现，形变报废的探杆由于公差要求高，加工难度较大，因此价格昂贵，成本较高。
现有燃料棒压簧装置机头顶杆因为没有泄压阀，压力控制难以掌握、压力过大时，极易顶裂芯块产生棒内碎屑现象。
现有燃料棒压簧装置机头机构没有控制软件，操作人员不能实现实时监控。
燃料组件在反应堆中工作时间长，长期受中子辐照、高温高压以及腐蚀作用。燃料棒作为燃料组件中最基本，也是最核心的组成部分，装配质量好坏，直接影响组件在运输过程的质量稳定及反应堆中的运行安全。
核燃料棒进行组装时，其定位弹簧是胀接于包壳管内的规定尺寸D范围内。而现有技术是工装定点于弹簧变径开始处直接往包壳管内推压，通过线性测微计数值转换定位于包壳管内，大径端有一个拉升变形，拉大弹簧丝间距。
因其弹簧绕丝直径的原因，在其它产品上弹簧丝间距拉大影响可以不计效果很好。在用于本产品上效果很差，弹簧丝间距拉大而占据本该属于端塞的位置，造成端塞压不到位。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置及方法，本装置为可变径定位弹簧装置，本装置一方面满足定位弹簧在包壳管內精准定位的技术要求，保证燃料棒组装质量，另一方面，通过设计新定位弹簧装置，实现产品的批量化生产，提高生产效率。
本发明的技术方案如下：
一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置，在本装置左端设置有旋钮，旋钮一端与测量探杆相连，测量探杆一致延伸至定位弹簧处，在旋钮与测量探杆相连的一端右侧设置有线性测微计，线性测微计另一端与气缸相连，气缸另一端与进步电机相连，进步电机另一端连接有旋转压杆，在旋转压杆的右侧的测量探杆上设置有定位块；
根变径定位弹簧，压入时压杆按绕丝方向旋转，对定位弹簧大径有一个收缩的力；
当压入到位后，旋转压杆退出时步进电机反转，对定位弹簧大径有一个放松的力，由于在定位弹簧旋转前进，定位弹簧大径段拉升受到了控制，保证了定位弹簧大径段弹簧丝间距不受影响。
压入时压杆按绕丝方向旋转90°。
一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧方法，装好零部件的燃料棒，将定位弹簧人工放置区长度预测量，再把产品放置在夹具上，产品管口紧贴定位块，然后开启夹具夹紧定位；
启动放置区长度测量气缸带动线性测微计做直线运动，通过测量探杆复核定位弹簧放置区长度值，测量完成后气缸带着线性测微计与测量探杆回到原位，定位弹簧经定位块手动放罝于产品管口；
再启动压定位弹簧，气缸带动线性测微计与测量探杆做直线运动，同时步进电机带动旋转压杆按设定方向旋转，定位弹簧被拧压入包壳管内，当测量探杆被压缩到设定值时步进电机反向旋转旋转压杆，气缸回退，带动着线性测微计与测量探杆回到原位，最后打开夹具，取出产品，复核，定位弹簧在产品内的位置，交下工序。
本发明的有益效果在于：
该装置已应用于燃料棒的批量生产，产品经X光拍片验证，其合格率为100％，产品入堆考验，运行良好。
附图说明
图1为本发明结构的示意图；
图中：1、线性测微计；2、步进电机；3、定位块；4、夹具；5、产品；6、定位弹簧；7、测量探杆；8、旋转压杆；9、气缸。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
核燃料棒旋转式压定位弹簧装置如图1所示，其核心部分是旋转压杆8与旋转机构。在本装置左端设置有旋钮，旋钮一端与测量探杆7相连，测量探杆一致延伸至定位弹簧6处，在旋钮与测量探杆7相连的一端右侧设置有线性测微计1，线性测微计1另一端与气缸9相连，气缸9另一端与进步电机2相连，进步电机2另一端连接有旋转压杆8，在旋转压杆8的右侧的测量探杆7上设置有定位块3。
源于自攻螺丝的原理，一根变径定位弹簧6就如一可自攻螺丝，压入时压杆按绕丝方向旋转(转90°)。
对定位弹簧6大径有一个收缩的力，当压入到位后，旋转压杆8退出时步进电机2反转，对定位弹簧6大径有一个放松的力，由于在定位弹簧6旋转前进，定位弹簧6大径段拉升受到了控制。
保证了定位弹簧6大径段弹簧丝间距不受影响，就保证了核燃料棒端塞该拥有的空间。在与线性测微计1配合使用，实现了精准定位。
旋转式压定位弹簧方法如下：
装好零部件的燃料棒，将定位弹簧6人工放置区长度预测量，再把产品放置在夹具4上，产品5管口紧贴定位块3，然后开启夹具4夹紧定位，启动放置区长度测量气缸9带动线性测微计1做直线运动。
通过测量探杆7复核定位弹簧6放置区长度值，测量完成后气缸9带着线性测微计1与测量探杆7回到原位，定位弹簧6经定位块手动放罝于产品5管口。
再启动压定位弹簧6，气缸9带动线性测微计1与测量探杆7做直线运动，同时步进电机2带动旋转压杆8按设定方向旋转，定位弹簧6被拧压入包壳管内。
当测量探杆7被压缩到设定值时步进电机2反向旋转旋转压杆8，气缸9回退，带动着线性测微计1与测量探杆7回到原位。
最后打开夹具4，取出产品5，复核，定位弹簧6在产品5内的位置，交下工序。
Claims (3)
1.一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置，在本装置左端设置有旋钮，旋钮一端与测量探杆相连，测量探杆一致延伸至定位弹簧处，在旋钮与测量探杆相连的一端右侧设置有线性测微计，线性测微计另一端与气缸相连，气缸另一端与进步电机相连，进步电机另一端连接有旋转压杆，在旋转压杆的右侧的测量探杆上设置有定位块；
其特征在于：根变径定位弹簧，压入时压杆按绕丝方向旋转，对定位弹簧大径有一个收缩的力，当压入到位后，旋转压杆退出时步进电机反转，对定位弹簧大径有一个放松的力，由于在定位弹簧旋转前进，定位弹簧大径段拉升受到了控制，保证了定位弹簧大径段弹簧丝间距不受影响。
2.如权利要求1所述的一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧的装置，其特征在于：压入时压杆按绕丝方向旋转90°。
3.一种用于核燃料棒旋转式压定位弹簧方法，装好零部件的燃料棒，将定位弹簧人工放置区长度预测量，再把产品放置在夹具上，产品管口紧贴定位块，其特征在于：然后开启夹具夹紧定位，启动放置区长度测量气缸带动线性测微计做直线运动，通过测量探杆复核定位弹簧放置区长度值，测量完成后气缸带着线性测微计与测量探杆回到原位，定位弹簧经定位块手动放罝于产品管口，再启动压定位弹簧，气缸带动线性测微计与测量探杆做直线运动，同时步进电机带动旋转压杆按设定方向旋转，定位弹簧被拧压入包壳管内，当测量探杆被压缩到设定值时步进电机反向旋转旋转压杆，气缸回退，带动着线性测微计与测量探杆回到原位，最后打开夹具，取出产品，复核，定位弹簧在产品内的位置，交下工序。
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