CN114193490A - 适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，包括旋转支架，所述旋转支架上设有拧紧轴，所述拧紧轴的末端连接有浮动套筒，所述浮动套筒用以旋拧螺栓，所述旋转支架包括支架和设置在所述支架侧部的转动组件，所述支架能够相对于所述转动组件转动。本发明提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端能够大幅减少螺栓对位次数，从而简化螺栓旋拧操作，提高操作效率。
Description
技术领域
本发明涉及核电检修技术领域，尤其涉及一种适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端。
背景技术
蒸汽发生器一次侧高水位堵板，是蒸汽发生器一次侧水室检修必备的一项检修专用工具，安装于蒸汽发生器一次侧主管道口法兰环座上，主要用于在高水位到达之前对蒸汽发生器一次侧主管道口进行密封，以保证堆内水池充水及蒸汽发生器水室内的检查工作能同时进行。由于在役机组的蒸汽发生器水室中辐射剂量高，空间狭小，要求操作时间短，因此人工安装堵板劳动强度大、人员受照剂量高、安装质量难以保证且存在较大的人因失误风险，急需利用机械臂代替人工对高水位堵板进行安装。
机械臂安装堵板通常分为堵板安放和螺栓旋拧两个过程。堵板安放即将堵板及密封组件逐件放置在主管道口法兰环座上；螺栓旋拧即堵板放置好后，对堵板上的螺栓按一定次序进行逐颗旋拧，使得堵板可以固定在法兰环座上，对其进行密封。对于充气式密封的堵板，往往需要旋拧8-10颗螺栓，对于挤压式密封的堵板，需旋拧螺栓的数量达到20颗。
由于现场存在环境误差，利用机械臂旋拧螺栓时，需首先使机械臂找准螺栓点位，对上螺栓头后，再进行旋拧。根据不同的螺栓旋拧策略，螺栓旋拧过程中，需要进行十几次甚至几十次对位，操作复杂烦琐，耗时长，极大影响力机械臂安装在堵板工作中的实际效果和工程价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，该适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端能够大幅减少螺栓对位次数，从而简化螺栓旋拧操作，提高操作效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，包括旋转支架，所述旋转支架上设有拧紧轴，所述拧紧轴的末端连接有浮动套筒，所述浮动套筒用以旋拧螺栓，所述旋转支架包括支架和设置在所述支架侧部的转动组件，所述支架能够相对于所述转动组件转动。
作为一种可实施的方式，所述转动组件包括由上到下依次设置的气锁母头、转座、转轴和气锁公头，所述气锁母头与所述转座以及支架固定连接，所述转轴和所述气锁公头固定连接，所述转座能够相对于所述转轴滑动和转动。
作为一种可实施的方式，所述转动组件还包括适配板、直线轴承和卡簧，所述支架、所述适配板和所述转座通过螺钉固连为一体，所述直线轴承通过所述卡簧和螺套衬于所述转座内侧。
作为一种可实施的方式，所述浮动套筒包括连接轴、弹簧、外套、六角头和改制套筒，所述连接轴和所述六角头焊接固定。
作为一种可实施的方式，所述支架具有三角支架，所述三角支架位于所述转动组件和所述拧紧轴之间。
作为一种可实施的方式，所述拧紧轴的颈部通过螺钉与所述支架固定，尾部通过卡箍与所述支架固定。
与现有技术相比，本发明提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端具有以下有益效果：
本发明提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端能够大幅减少螺栓对位次数，从而简化螺栓旋拧操作，提高操作效率，并且该执行末端结构简单、操作简单，减少人员受照剂量，减少人因失误风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端与堵板对接示意图；
图2为图1的俯视视角；
图3为本发明实施例所提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端的结构示意图；
图4为本发明实施例所提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端的结构示意图，其中剖视示出了旋转组件；
图5为本发明实施例所提供的浮动套筒的结构示意图。
附图标记说明：
1、旋转支架；11、支架；12、气锁母头；13、转座；14、转轴；15、气锁公头；16、适配板；17、直线轴承；18、卡簧；19、卡箍；2、拧紧轴；3、浮动套筒；31、连接轴；32、弹簧；33、外套；34、六角头；35、改制套筒；4、堵板。
具体实施方式
虽然本发明的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端可以通过多种不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端的结构进行举例说明，而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，本文的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
如图1至图5所示，本发明提供了一种适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，包括旋转支架1，旋转支架1上设有拧紧轴2，拧紧轴2的末端连接有浮动套筒3，浮动套筒3用以旋拧螺栓，旋转支架1包括支架11和设置在支架11侧部的转动组件，支架11能够相对于转动组件转动。
由于堵板4的20颗螺栓接近以堵板中心为圆心呈圆周分布，因此优化方案考虑增加旋转支架1。如图3和图4所示，旋转支架1由支架11、气锁母头12、适配板16、转座13、直线轴承17、卡簧18、转轴14以及气锁公头15组成。拧紧轴颈部通过螺钉与支架11固定，尾部通过卡箍19与支架固定。借助气锁公头15，转轴14与堵板可实现连接固定；借助气锁母头12，机械臂末端与旋转支架1可实现连接固定。支架11、适配板16和转座13依靠螺钉固连为一体。直线轴承17依靠卡簧18和螺套衬于转座13内侧，使转座13在机械臂的带动下既可以绕转轴14转动，又可以沿转轴14滑动。
拧紧轴2与旋转支架1固定，机械臂通过气锁与旋转支架1对接，可以将旋转支架1运送至堵板中心，并依靠旋转支架1末端的气锁公头15与堵板中心的气锁母头12连接固定。连接后，旋转支架1在机械臂的带动下，可绕转轴14转动，并可沿转轴14轴线方向上下滑动，滑动行程约为20mm。
拧紧轴2重力导致的偏载大部分由转轴14承受，对机械臂影响小，对机械臂刚度要求小；气锁母头13对接难度大幅小于拧紧机对接螺栓难度，且只需2次对位气锁对位，以及首颗螺栓对位，效率高于原方案中20次对位；由于拧紧轴2尾端与堵板4固定，因此无需反力杆，即可将旋拧的反作用力传递给堵板4，从而保护机械臂不受到过大力矩；同时由于力臂较长，作用到堵板4上的反作用力也不大；旋转支架1与堵板对接后，机械臂只需执行旋转、下压、抬起3动作，动作方式和轨迹均大幅简化。
拧紧轴末端安装了浮动套筒3，由连接轴31、弹簧32、外套33、六角头34以及改制套筒35构成。组装好后，连接轴及六角头焊接固定，扭矩通过连接轴和六角头传递给改制套筒35。六角头与改制套筒35间留有足够的间隙，在保证力矩传递的同时，使得改制套筒在径向具有一定的被动适应性，以适应螺栓的分布圆直径偏差以及螺栓在轴向的偏摆。使用时，先利用改制套筒35头部的圆孔(大于六角外接圆直径)及倒角套住螺栓六角头后下压，拧紧轴启动旋拧后一旦六角方位对上，在弹簧的作用下改制套筒弹出完全套住螺栓六角头，实现六角头的自适应对准。
本发明提供的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端的使用方式为：
1)机械臂与执行末端对接；
2)机械臂携带执行末端，将执行末端底部的气锁公头与堵板中心的气锁母头对接；
3)机械臂末端旋转，使得浮动套筒与螺栓头部对正；
4)机械臂下压执行末端，并启动拧紧轴进行定矩紧固，过程中当浮动套筒与螺栓头对正后浮动套筒的改制套筒在弹簧作用下完全套上螺栓的六角头，便可按指定力矩对螺栓实施拧紧操作。
5)达到指定力矩，机械臂带动执行末端抬起到设置高度，使得浮动套筒与螺栓头脱离；
6)机械臂末端旋转指定角度，带动执行末端旋转到下一刻螺栓上方，再次执行4)及之后的动作，直至完成所有螺栓的定矩紧固。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，其特征在于，包括旋转支架(1)，所述旋转支架(1)上设有拧紧轴(2)，所述拧紧轴(2)的末端连接有浮动套筒(3)，所述浮动套筒(3)用以旋拧螺栓，所述旋转支架(1)包括支架(11)和设置在所述支架(11)侧部的转动组件，所述支架(11)能够相对于所述转动组件转动。
2.根据权利要求1所述的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，其特征在于，所述转动组件包括由上到下依次设置的气锁母头(12)、转座(13)、转轴(14)和气锁公头(15)，所述气锁母头(12)与所述转座(13)以及支架(11)固定连接，所述转轴(14)和所述气锁公头(15)固定连接，所述转座(13)能够相对于所述转轴(14)滑动和转动。
3.根据权利要求2所述的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，其特征在于，所述转动组件还包括适配板(16)、直线轴承(17)和卡簧(18)，所述支架(11)、所述适配板(16)和所述转座(13)通过螺钉固连为一体，所述直线轴承(17)通过所述卡簧(18)和螺套衬于所述转座(13)内侧。
4.根据权利要求1所述的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，其特征在于，所述浮动套筒(3)包括连接轴(31)、弹簧(32)、外套(33)、六角头(34)和改制套筒(35)，所述连接轴(31)和所述六角头(34)焊接固定。
5.根据权利要求1所述的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，其特征在于，所述支架(11)具有三角支架，所述三角支架位于所述转动组件和所述拧紧轴(2)之间。
6.根据权利要求1所述的适用于蒸汽发生器高水位堵板安装机器机械臂的执行末端，其特征在于，所述拧紧轴(2)的颈部通过螺钉与所述支架(11)固定，尾部通过卡箍(19)与所述支架(11)固定。
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