УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕЕК ДИСТАНЦИОНИРУЮЩИХ РЕШЕТОК ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА НА ТОКАРНОМ АВТОМАТЕ С ЧПУ Российский патент 2007 года по МПК B23Q1/76 

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению ячеек дистанционирующих решеток тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерного реактора из циркониевых тонкостенных трубок.

Согласно требованиям, предъявляемым к ТВС, тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) в них требуется расположить в определенном порядке с равным расстоянием между ними, для чего применяют дистанционирующие решетки с полем ячеек сотовой конструкции. Для штамповки ячеек используют заготовки, полученные путем роспуска длинномерных тонкостенных циркониевых труб.

При массовом производстве ТВС и дистанционирующих решеток к ним необходима автоматизация процесса изготовления ячеек из циркониевых тонкостенных длинномерных труб, имеющих очень малую осевую жесткость, что приводит к значительным биениям в процессе резки труб на заготовки на токарном автомате.

Известно, что цирконий отличается склонностью к разъедающей коррозии, появляющейся в результате истирания металла между соприкасающимися поверхностями даже при отсутствии коррозионной среды под влиянием колебаний при очень малых амплитудах, а в некоторых случаях - при незначительных нагрузках (см. Металлургия циркония. Перевод с английского под редакцией Г.А.Меерсона и Ю.В.Гагаринского. Издательство иностранной литературы. М., 1959 г., стр.298).

Известны люнеты, которые позволяют производить обработку нежестких цилиндрических деталей на металлорежущих станках (см. а.с. СССР №509389, кл. В23Q 1/24, 1975; см. а.с. СССР №1692801, кл. В23 01/24, 1989; №92003623/08, В23 01/72 1995). Однако данные конструкции имеют существенный недостаток - низкие технологические возможности. Недостаток обусловлен тем, что люнеты имеют большие габариты, что не позволяет использовать их в токарных автоматах.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является выпускаемая фирмой «HAROLD HABEGGER» (Швейцария) (см.www.habegger-sa.com) направляющая втулка типа «С» «HABEGGER» с твердосплавными роликами и регулируемым внутренним рабочим диаметром, предназначенная для использования на токарном автомате (см. патент US 005320009, А В23В 13/00 от 1994-06-14 Guid bush Patent Number: 5,320,009) - прототип, которая включает держатель, биконическую разборную втулку, состоящую из нескольких сегментов, зажим, состоящий из корпуса и установленных с возможностью свободно поворачиваться в нем роликов, приспособления для установления зазора между роликами и заготовкой, содержащего упругий элемент, расположенный между опорными кольцами и приводимый в действие поступательным, в осевом направлении, перемещением биконической разборной втулки, резьбовое кольцо, соединенное с держателем и содержащее на своем внутреннем торце конусный элемент, взаимодействующий с биконической втулкой.

Недостатком данной конструкции является невозможность продолжительной работы на левых оборотах вращения заготовки, обусловленная тем, что резьба механизма фиксации кольца, имеющего форму усеченного внешнего конуса для полного удержания роликов, после непродолжительного времени работы, вследствие сил трения, возникающих от взаимодействия торца роликов и внутренней стенки кольца, теряет свои фиксирующие свойства, что приводит к выкручиванию кольца из держателя направляющей втулки в процессе обработки деталей на станке, снижению качества обработки поверхности, к уменьшению производительности станка и выходу из строя направляющей втулки.

Техническая задача изобретения - снижение количества ремонтных работ и времени на наладку токарного автомата с ЧПУ, увеличение производительности токарного автомата и за счет уменьшения количества поверхностных дефектов на заготовках ячеек - улучшение характеристик дистанционирующих решеток и ТВС в целом.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для изготовления ячеек дистанционирующих решеток ТВС на токарном автомате с числовым программным управлением, включающее держатель, биконическую разборную втулку, состоящую из нескольких сегментов, зажим, состоящий из корпуса и установленных с возможностью свободно поворачиваться в нем роликов, приспособление для установления зазора между роликами и заготовкой, содержащее упругий элемент, расположенный между опорными кольцами и приводимый в действие поступательным, в осевом направлении, перемещением биконической разборной втулки, резьбовое кольцо, соединенное с держателем и содержащее на своем внутреннем торце конусный элемент, взаимодействующий с биконической втулкой, согласно изобретению содержит стопорящую гайку, препятствующую выкручиванию резьбового кольца из корпуса держателя в процессе обработки деталей на токарном автомате при любом направлении и любой продолжительности вращения заготовки, установленную за резьбовым кольцом с возможностью закручивания на нем с упором в торец держателя. Другим отличием является то, что резьбовое кольцо имеет пазы под регулировочный ключ.

Толщина резьбового кольца и длина его резьбового элемента выбираются размерами достаточными, чтобы обеспечить закручивание на резьбовом кольце стопорящей гайки с упором в торец держателя.

Таким образом, снижается количество ремонтных работ и время на наладку токарного автомата, увеличивается производительность станка и уменьшается количество поверхностных дефектов на заготовках ячеек, что приводит к улучшению характеристик дистанционирующих решеток и ТВС в целом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено устройство для изготовления ячеек дистанционирующих решеток тепловыделяющей сборки на токарном автомате с ЧПУ.

Устройство состоит из держателя 1, имеющего конус 2, биконической разборной втулки 3 с конусами 4 и 5, состоящей из нескольких сегментов 6, зажима 7, включающего корпус 8 и ролики 9, приспособления 10 для установления зазора между роликами 9 и заготовкой 11, содержащего упругий элемент 12, расположенный между опорными кольцами 13, резьбовое кольцо 14 с наружным резьбовым элементом 15, конусом 16 и пазами под регулировочный ключ 17, стопорящей гайки 18.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы необходимо, чтобы резьбовое кольцо 14 и стопорящая гайка 18 были слегка откручены, а заготовка 11 вышла из передней части направляющей втулки. При закручивании кольца 14 с использованием пазов под регулировочный ключ 17, расположенных на ее переднем торце, конус 16, выполненный на внутреннем торце кольца 14, вступает во взаимодействие с конусом 5, расположенным на наружном диаметре биконической разборной втулки 3, перемещая ее в осевом направлении относительно конусного элемента 2, расположенного на входе держателя 1, тем самым происходит уменьшение внутреннего диаметра биконической разборной втулки 3 и сжимание упругого элемента 12, расположенного между опорными кольцами 13. Вследствие прямого контакта роликов 9, расположенных в корпусе 8, с внутренним диаметром биконической разборной втулки 3 зазор между заготовкой 11 и роликами 9 становится меньше. Далее стопорящую гайку 18 закручивают до упора в торец держателя 1, тем самым происходит надежная фиксация кольца 14. Для увеличения зазора между заготовкой 11 и роликами 9 сначала откручивают стопорящую гайку 18, потом, используя пазы под регулировочный ключ 17, откручивают кольцо 14, служащее для полного удержания твердосплавных роликов 9. Усилие, передаваемое от упругого элемента 12, сообщает поступательное движение биконической разборной втулке 3, тем самым происходит увеличение ее внутреннего диаметра и увеличение зазора между заготовкой 11 и роликами 9. Далее стопорящую гайку 18 закручивают до упора в торец держателя 1, тем самым происходит надежная фиксация кольца 14. При подаче в зону обработки труба 11 проходит через направляющую втулку, поддерживающую ее в радиальном направлении от биения, возникающего при вращении, при этом исключаются повреждения ее наружной поверхности за счет минимизации зазора между трубой 11 и роликами 9.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, обработке тонкостенных циркониевых трубок. Устройство включает держатель, биконическую разборную втулку, состоящую из нескольких сегментов, зажим, состоящий из корпуса и установленных в нем с возможностью свободного поворота роликов, и приспособления для установления зазора между роликами и заготовкой, содержащего упругий элемент, расположенный между опорными кольцами и приводимый в действие поступательным, в осевом направлении, перемещением биконической разборной втулки, резьбовое кольцо, соединенное с держателем и содержащее на своем внутреннем торце конусный элемент, взаимодействующий с биконической втулкой, и стопорящую гайку, установленную за резьбовым кольцом с возможностью закручивания на нем с упором в торец держателя. В резьбовом кольце могут быть выполнены пазы под регулировочный ключ. Технический результат: снижение времени на наладку токарного автомата с ЧПУ, увеличение производительности обработки и улучшение характеристик дистанционирующих решеток за счет уменьшения количества поверхностных дефектов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для изготовления ячеек дистанционирующих решеток тепловыделяющей сборки ядерного реактора на токарном автомате с числовым программным управлением, включающее держатель, биконическую разборную втулку, состоящую из нескольких сегментов, зажим, состоящий из корпуса и установленных в нем с возможностью свободного поворота роликов, и приспособления для установления зазора между роликами и заготовкой, содержащего упругий элемент, расположенный между опорными кольцами и приводимый в действие поступательным, в осевом направлении, перемещением биконической разборной втулки, резьбовое кольцо, соединенное с держателем и содержащее на своем внутреннем торце конусный элемент, взаимодействующий с биконической втулкой, и стопорящую гайку, установленную за резьбовым кольцом с возможностью закручивания на нем с упором в торец держателя.2. Устройство по п.1, в котором на резьбовом кольце выполнены пазы под регулировочный ключ.