一种具有无损功能的芯包拆卸装置的制作方法

本发明属于维护设备，具体涉及一种具有无损功能的芯包拆卸装置。

背景技术：

1、多级高压双筒体离心泵广泛应用于核电站主给水系统、石油化工高压循环系统及核工业放射性介质循环系统等高端工业场合，泵内芯包总成包括转子、定子、各级叶轮、导叶、级间密封及轴承等精密部件，在一定运行周期后须整体抽出进行大修或更换，芯包与外筒体内孔之间存在精密间隙配合面，配合长度可达1000mm以上，设备老化后配合面因锈蚀、变形等原因摩擦力急剧增大，典型轴向拔出力可达30kn至100kn，芯包拆卸是检修作业中风险最高的环节；

2、现有芯包拆卸方法主要包括纯人工多人拉拔法、液压拉马单点顶出法及采用专用抽芯装置进行拆卸等，但均存在以下共性缺陷：

3、位移同步性无法验证，现有技术完全没有对各施力点实际位移量进行量化监测和验证的手段，操作人员无法获得客观数据，当各区域摩擦力不均时，无法及时发现和纠正微小偏斜；

4、力感知与过载保护缺失，操作人员在拆卸过程中无法实时感知当前拔出力的绝对量值，也无过载保护机构自动截断传力，完全依赖主观判断，在核电站辐照环境中尤为危险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有无损功能的芯包拆卸装置，能够实现将芯包总成从外筒体中无损抽出。

2、实现本发明目的的技术方案：

3、一种具有无损功能的芯包拆卸装置，所述装置包括安装定位机构、多螺杆均布驱动机构、同步联动机构及自适应浮动均载机构；安装定位机构安装于外筒体法兰端面上，多螺杆均布驱动机构安装于安装定位机构上，同步联动机构与多螺杆均布驱动机构连接，带动多螺杆均布驱动机构中的多根驱动螺杆同步旋转，自适应浮动均载机构安装于多螺杆均布驱动机构与芯包出口端面法兰之间，均匀分布芯包出口端面法兰接触面压力。

4、进一步地，所述安装定位机构包括定位框架、定位销及紧固螺栓；定位框架为环形刚性框架结构，定位框架套入外筒体法兰外径止口，内径与外筒体法兰外径止口配合，定位框架轴线与泵轴线同轴；定位销穿过定位框架插入外筒体法兰上的定位销孔，实现装置轴线与泵轴线的同轴对中；紧固螺栓与定位销匹配，将定位框架轴向固定于外筒体法兰端面。

5、进一步地，所述多螺杆均布驱动机构包括驱动螺杆、驱动螺母及推力轴承；四根驱动螺杆沿定位框架圆周均布，驱动螺杆支撑在定位框架对应孔位中，驱动螺杆轴线平行于泵轴线；驱动螺母与驱动螺杆匹配，驱动螺母固定于定位框架，与对应的驱动螺杆螺纹配合；推力轴承安装于驱动螺杆前端与自适应浮动均载机构之间。

6、进一步地，所述同步联动机构包括同步驱动链条、驱动链轮及主驱动手轮；驱动链轮安装于驱动螺杆的后端；同步驱动链条连接四根驱动螺杆上的驱动链轮，使四根驱动螺杆同步旋转；主驱动手轮固定安装于驱动链条上，主驱动手轮通过同步驱动链条带动四只驱动链轮以相同转速同步旋转。

7、进一步地，所述自适应浮动均载机构包括夹持连接盘、均载球面垫及弹性垫层；推力轴承安装于驱动螺杆前端与夹持连接盘之间，夹持连接盘正面通过连接螺栓与芯包总成出口端面法兰固定连接，背面通过推力轴承承接四根驱动螺杆产生的四点均布推力；均载球面垫安装于推力轴承与夹持连接盘之间，采用球面副结构，允许夹持连接盘在预设角度范围内相对偏转，消除芯包端面平面度误差引起的局部接触应力集中；弹性垫层贴附于均载球面垫的接触面，通过弹性变形均匀分布接触面压力。

8、进一步地，所述装置还包括位移同步监测补偿机构；位移同步监测补偿机构包括四只百分表、百分表支架及四个单点补偿调节旋钮；四只百分表通过百分表支架固定于定位框架，测头分别布置在夹持连接盘外端面的四个均布点，四个均布点与四根驱动螺杆位置一一对应，实时显示各驱动点处的芯包轴向位移量；四个单点补偿调节旋钮分别对应安装于四根驱动螺杆上，在四根驱动螺杆同步驱动的基础上，每个单点补偿调节旋钮对单根驱动螺杆进行微量独立调节，补偿各点位移差异。

9、进一步地，所述装置还包括过载保护与力感知指示机构；过载保护与力感知指示机构包括机械保险销及弹性力感知指示器；机械保险销为剪切销型式，串联安装于同步驱动链条传力路径的关键节点，依据芯包总成端面允许最大载荷预设剪切强度，过载时自动剪断，切断传力，防止过载损伤芯包总成；弹性力感知指示器安装于主驱动手轮的传力轴上，通过弹性元件的变形量在刻度盘上指示当前操作力矩及拔出力水平，提供视觉读数与手部感知双通道力反馈。

10、进一步地，所述驱动螺杆的螺纹型式为单线梯形螺纹，导程角小于3°，使驱动螺杆具有自锁性，在停止操作时芯包总成不发生轴向退回。

11、进一步地，所述均载球面垫的球面曲率中心与夹持连接盘的中心面重合；弹性垫层的材质为橡胶或聚氨酯。

12、进一步地，所述定位框架的内壁固定连接有限位板，限位板的内壁与夹持连接盘的外侧滑动连接；定位框架顶面可拆卸安装有链条支撑架，链条支撑架的内壁滑动连接有同步驱动链条。

13、本发明的有益技术效果在于：

14、1、本发明通过四根驱动螺杆沿圆周均布90°同步施力，合力方向严格与泵轴线重合，偏心弯矩理论值为零，从根本上消除了单点或双点施力引起的偏心弯矩及配合面刮伤风险。

15、2、本发明通过均载球面垫的球面副结构可在±0.5°范围内自适应调心，将端面平面度误差转化为偏转角度；配合弹性垫层，可将端面接触应力集中系数从约100降至约2至3，接触应力均匀度大幅提升，有效消除端面隐性损伤。

16、3、本发明通过四只百分表实时量化显示各点位移，配合单点补偿调节旋钮，可将各点位移偏差进行控制，实现位移同步的客观可验证。

17、4、本发明通过机械保险销与弹性力感知指示器形成双重安全防线，操作人员可通过视觉读数和手部感知双通道实时获得当前拔出力水平，过载时保险销自动剪断切断传力，防止芯包过载损伤。

18、5、本发明通过装置单人即可操作，单次检修操作时间可从现有技术的4小时至8小时缩短至0.5小时至1.5小时，综合集体辐照剂量当量可大幅降低，对核电站alara原则的执行具有重要工程价值。

1.一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述装置包括安装定位机构、多螺杆均布驱动机构、同步联动机构及自适应浮动均载机构；安装定位机构安装于外筒体法兰端面上，多螺杆均布驱动机构安装于安装定位机构上，同步联动机构与多螺杆均布驱动机构连接，带动多螺杆均布驱动机构中的多根驱动螺杆同步旋转，自适应浮动均载机构安装于多螺杆均布驱动机构与芯包出口端面法兰之间，均匀分布芯包出口端面法兰接触面压力。

2.根据权利要求1的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述安装定位机构包括定位框架、定位销及紧固螺栓；定位框架为环形刚性框架结构，定位框架套入外筒体法兰外径止口，内径与外筒体法兰外径止口配合，定位框架轴线与泵轴线同轴；定位销穿过定位框架插入外筒体法兰上的定位销孔，实现装置轴线与泵轴线的同轴对中；紧固螺栓与定位销匹配，将定位框架轴向固定于外筒体法兰端面。

3.根据权利要求2的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述多螺杆均布驱动机构包括驱动螺杆、驱动螺母及推力轴承；四根驱动螺杆沿定位框架圆周均布，驱动螺杆支撑在定位框架对应孔位中，驱动螺杆轴线平行于泵轴线；驱动螺母与驱动螺杆匹配，驱动螺母固定于定位框架，与对应的驱动螺杆螺纹配合；推力轴承安装于驱动螺杆前端与自适应浮动均载机构之间。

4.根据权利要求3的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述同步联动机构包括同步驱动链条、驱动链轮及主驱动手轮；驱动链轮安装于驱动螺杆的后端；同步驱动链条连接四根驱动螺杆上的驱动链轮，使四根驱动螺杆同步旋转；主驱动手轮固定安装于驱动链条上，主驱动手轮通过同步驱动链条带动四只驱动链轮以相同转速同步旋转。

5.根据权利要求4的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述自适应浮动均载机构包括夹持连接盘、均载球面垫及弹性垫层；推力轴承安装于驱动螺杆前端与夹持连接盘之间，夹持连接盘正面通过连接螺栓与芯包总成出口端面法兰固定连接，背面通过推力轴承承接四根驱动螺杆产生的四点均布推力；均载球面垫安装于推力轴承与夹持连接盘之间，采用球面副结构，允许夹持连接盘在预设角度范围内相对偏转，消除芯包端面平面度误差引起的局部接触应力集中；弹性垫层贴附于均载球面垫的接触面，通过弹性变形均匀分布接触面压力。

6.根据权利要求5的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述装置还包括位移同步监测补偿机构；位移同步监测补偿机构包括四只百分表、百分表支架及四个单点补偿调节旋钮；四只百分表通过百分表支架固定于定位框架，测头分别布置在夹持连接盘外端面的四个均布点，四个均布点与四根驱动螺杆位置一一对应，实时显示各驱动点处的芯包轴向位移量；四个单点补偿调节旋钮分别对应安装于四根驱动螺杆上，在四根驱动螺杆同步驱动的基础上，每个单点补偿调节旋钮对单根驱动螺杆进行微量独立调节，补偿各点位移差异。

7.根据权利要求6的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述装置还包括过载保护与力感知指示机构；过载保护与力感知指示机构包括机械保险销及弹性力感知指示器；机械保险销为剪切销型式，串联安装于同步驱动链条传力路径的关键节点，依据芯包总成端面允许最大载荷预设剪切强度，过载时自动剪断，切断传力，防止过载损伤芯包总成；弹性力感知指示器安装于主驱动手轮的传力轴上，通过弹性元件的变形量在刻度盘上指示当前操作力矩及拔出力水平，提供视觉读数与手部感知双通道力反馈。

8.根据权利要求3的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述驱动螺杆的螺纹型式为单线梯形螺纹，导程角小于3°，使驱动螺杆具有自锁性，在停止操作时芯包总成不发生轴向退回。

9.根据权利要求5的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述均载球面垫的球面曲率中心与夹持连接盘的中心面重合；弹性垫层的材质为橡胶或聚氨酯。

10.根据权利要求4的一种具有无损功能的芯包拆卸装置，其特征在于，所述定位框架的内壁固定连接有限位板，限位板的内壁与夹持连接盘的外侧滑动连接；定位框架顶面可拆卸安装有链条支撑架，链条支撑架的内壁滑动连接有同步驱动链条。