CN112712907B - 一种燃料棒压弹簧工装 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核电站用核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种燃料棒压弹簧工装，用于燃料元件燃料棒的弹簧装配及弹簧压缩量控制。产品用压紧弹簧在压簧前嵌套在外压杆头部；经由包壳管管口插入包壳管，产品用压紧弹簧与芯块刚刚接触时，压头未与芯块接触，随着外压杆的不断压进，压头与芯块接触，当外压杆继续压进时，内压杆压缩减震调距弹簧，并在外压杆右端产生位移变量，传感器接收到来自内压杆的位移信号，上传至外部设备控制系统，压簧停止。提高压弹簧设备适用性，省去计算环节，实现弹簧装配过程中弹簧压缩量的精确控制及装配过程的自动化。
Description
技术领域
本发明属于核电站用核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种燃料棒压弹簧工装，用于燃料元件燃料棒的弹簧装配及弹簧压缩量控制。
背景技术
压紧弹簧是变径变节距弹簧，小径端抵在燃料棒末尾芯块上，大径与包壳管内径配合压紧。现有压弹簧设备弹簧压杆为实心不锈钢导杆，通过伺服电机控制导杆伸出，将压紧弹簧压入燃料棒包壳内。由于燃料棒芯块长度存在一定的公差，若要严格保证弹簧压缩量，弹簧装配前需测量最后一块芯块端面到包壳管管口的距离，然后通过计算给出伺服电机进给量，过程极为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料棒压弹簧工装，通过对弹簧压杆进行设计，提高压弹簧设备适用性，省去计算环节，实现弹簧装配过程中弹簧压缩量的精确控制及装配过程的自动化。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种燃料棒压弹簧工装，减震调距弹簧由左侧装入外压杆，压头与内压杆为一体式结构，内压杆由左侧经减震调距弹簧插入外压杆，压圈与外压杆为螺纹配合，用于固定内压杆及减震调距弹簧，传感器位于外压杆尾端，用于接收内压杆的位移信号。
产品用压紧弹簧在压簧前嵌套在外压杆头部；经由包壳管管口插入包壳管，产品用压紧弹簧与芯块刚刚接触时，压头未与芯块接触，随着外压杆的不断压进，压头与芯块接触，当外压杆继续压进时，内压杆压缩减震调距弹簧，并在外压杆右端产生位移变量，传感器接收到来自内压杆的位移信号，上传至外部设备控制系统，压簧停止。
通过旋转压圈调节压头伸出长度，从而控制产品用压紧弹簧压缩量。
本发明所取得的有益效果为：
使用该工装对燃料棒压缩弹簧进行模拟装配，通过对装配前后芯块柱长度测量，压紧弹簧压缩前后长度测量，并与以往压簧工艺对比，得出以下结论：
1)在不同燃料棒芯块柱长度固定且无偏差的前提下，使用该工装误差控制范围与以往工艺相差不大；
2)在不同燃料棒芯块柱长度存在偏差时，以往工艺出现了与芯块柱长度偏差相同的偏差，该工装有效消除了压簧偏差；
3)以往工艺通过控制伺服进给量控制弹簧压缩量，该工装通过调节压头距弹簧小径端端面的距离控制弹簧压缩量，效果与以往工艺相当。
附图说明
图1为压簧工装示意图；
图2为压簧前装配流程图；
图3为压簧后装配流程图；
图中：1-压头；2-压圈；3-减震调距弹簧；4-产品用压紧弹簧；5-内压杆；6-外压杆；7-传感器；8-芯块；9-包壳管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
压簧工装总体设计见图1，图1中减震调距弹簧3由左侧装入外压杆6，压头1与内压杆5为一体式结构，内压杆5由左侧经减震调距弹簧3插入外压杆6，压圈2与外压杆6为螺纹配合，用于固定内压杆5及减震调距弹簧3，传感器7位于外压杆尾端，用于接收内压杆的位移信号，产品用压紧弹簧4在压簧前由压簧设备嵌套在外压杆头部。
压簧流程如图2、3所示，产品用压紧弹簧4与外压杆装配完成后，经由包壳管管口插入包壳管9，图2为产品用压紧弹簧4与芯块8刚刚接触时的状态，此时压头1未与芯块8接触，随着外压杆6的不断压进，压头1与芯块8接触，当外压杆6继续压进时，内压杆5压缩减震调距弹簧3，并在外压杆右端产生位移变量。传感器7接收到来自内压杆5的位移信号，上传至设备控制系统，压簧停止。
弹簧压缩量与弹簧接触芯块后，压头与芯块的距离相关，故可通过旋转压圈2调节压头1伸出长度，从而控制弹簧压缩量。
1)针对燃料棒芯块柱长度不一问题，为减少中间环节，摒弃了以往的伺服控制方式，在工装中设计传感器，实现了以芯块端面为基准的弹簧装配流程，避免了由于芯块柱长度误差造成的弹簧压缩误差；
2)技术要求中产品用压紧弹簧压缩量发生变化后，通过旋转压圈2调节压头的伸出长度，调节完成后进行试车，并根据检测结果对伸出量进行微调整。经一次调整后，将压圈位置固定，无需再次调节及计算，可实现产品用压紧弹簧的批量精确压簧。
3)当产品结构发生变化或生产一种新规格尺寸产品时，若弹簧结构发生变化，可参考本专利设计，将外压杆及内压杆的尺寸与产品用压紧弹簧进行适配，制造出适用于不同规格尺寸产品的压弹簧工装。
本专利主要发明了一种自动压弹簧工装，该工装以芯块端面为基准，通过传感感应的方式，可对不同芯块柱长度的燃料棒进行精确弹簧装配；本工装可通过调节压头部分的长度，实现压缩量的控制，可根据技术要求，对不同弹簧压缩量要求的产品进行批量弹簧装配并保证装配质量。
Claims (2)
1.一种燃料棒压弹簧工装，其特征在于：减震调距弹簧由左侧装入外压杆，压头与内压杆为一体式结构，内压杆由左侧经减震调距弹簧插入外压杆，压圈与外压杆为螺纹配合，用于固定内压杆及减震调距弹簧，传感器位于外压杆尾端，用于接收内压杆的位移信号；产品用压紧弹簧在压簧前嵌套在外压杆头部；经由包壳管管口插入包壳管，产品用压紧弹簧与芯块刚刚接触时，压头未与芯块接触，随着外压杆的不断压进，压头与芯块接触，当外压杆继续压进时，内压杆压缩减震调距弹簧，并在外压杆右端产生位移变量，传感器接收到来自内压杆的位移信号，上传至外部设备控制系统，压簧停止。
2.根据权利要求1所述的燃料棒压弹簧工装，其特征在于：通过旋转压圈调节压头伸出长度，从而控制产品用压紧弹簧压缩量。
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