适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具

技术领域

本发明属于核电运维技术领域，具体涉及一种适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具。

背景技术

核电主泵作为核岛主设备中唯一转动设备，长时间运行在高温、高压并有高放介质的环境中，反复承受一回路冷却剂的热冲击及机械冲击，对主泵水力部件、联轴器等关键部件的可靠性要求极高。

根据核电厂主泵检修经验及主泵振动机理研究，主泵可拆轴与联轴器的同轴度严重影响主泵的振动特性。某核电站在运行过程中多次发现主泵振动异常，并在后续进行主泵检修过程中，多次出现主泵的可拆轴与上、下联轴器配合销及销孔拉伤和毛刺的情况。拉伤程度较轻时，处理方式为在线修磨销孔和圆柱销；当损伤较为严重时，为保证圆柱销与销孔的配合间隙，需要进行同钻铰及配销工作。在进行电机整体更换时，为保证互换性也需要进行同钻铰的工作。

目前，核电厂原有的同钻铰工具主体工具是磁力钻，配合长轴进行销孔加工，一次只能实现一个销孔加工，存在设备笨重、操作不便、调整复杂、加工质量不稳定及效率不高等问题，因此，如何降低现场操作难度，提高加工效率成为亟待解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具。

根据本公开实施例的一方面，提供一种适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具，所述适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具按照由下至上的顺序依次包括：钻模板组件、回转组件以及支撑组件，其中，待加工的可拆轴下端的下法兰位于待加工的联轴器的联轴器法兰上，所述下法兰的螺纹孔与所述联轴器法兰的螺纹孔对齐，所述下法兰的销孔与所述联轴器法兰的销孔对齐；

所述钻模板组件包括：多个丝杆支撑结构、钻模板以及多个钻套；

各丝杆支撑结构贯穿地连接在所述钻模板上，各丝杆支撑结构位于所述钻模板下方的部分为螺柱，每个丝杆支撑结构的螺柱螺纹连接在一个下法兰的螺纹孔和一个联轴器法兰的螺纹孔中，将所述可拆轴与所述联轴器固定连接，每个丝杆支撑结构的顶端固定连接一个第一轴承；

所述钻模板的边缘沿径向开设多个U型槽，每个U型槽固定连接一个环形的钻套，每个钻套的中空部分正对所述下法兰的一个销孔；

所述回转组件包括：多个钻头组件、回转盘、多个丝杆螺母、回转支架、第一驱动组件、蜗杆、支撑环、多个轴承组件以及多个齿轮轴；

所述回转支架为环形，所述回转支架沿轴向开设多个第一通孔，所述多个丝杆螺母连接在所述回转支架上；

每个齿轮轴通过一个轴承组件连接在一个第一通孔中，每个齿轮轴与一个钻头组件上端固定连接，每个钻头组件下端的钻头正对一个钻套的中空部分；

所述回转支架侧面沿径向开设环绕所述回转支架一周的第一凹槽，每个第一通孔与所述第一凹槽相邻处沿径向开设贯通孔以贯通该第一通孔与所述第一凹槽，所述回转盘设置在所述第一凹槽中；

所述第一凹槽内壁下表面设置所述支撑环，所述回转盘下表面沿轴向开设环形的第二凹槽，所述支撑环间隙配合在所述第二凹槽中；

所述回转盘的外圈为涡轮齿结构，所述涡轮齿结构与所述蜗杆啮合，所述回转盘的内圈为直齿结构，所述直齿结构通过各贯通孔与各齿轮轴啮合，所述蜗杆与所述第一驱动组件连接，所述第一驱动组件能够驱动所述蜗杆转动，从而驱动所述回转盘转动，进而带动所述多个钻头组件的钻头同步转动；

所述支撑组件包括：多个丝杆、支撑板以及第二驱动组件；

所述支撑板固定连接在所述可拆轴上端的上法兰顶端，所述第二驱动组件与所述支撑板固定连接，所述第二驱动组件包括多个输出端，每个输出端与一个丝杆上端连接，各丝杆垂直于所述上法兰端面；

所述支撑板沿轴向开设多个第二通孔，每个第二通孔正对所述上法兰一个螺纹孔，每个丝杆穿过一个第二通孔和该第二通孔对应的螺纹孔，并与一个丝杆螺母螺纹连接，每个丝杆的底端固定连接在一个丝杆支撑结构的顶端的第一轴承的内圈中；

所述第二驱动组件能够驱动所述多个丝杆同步转动，从而带动所述回转组件轴向移动；

各钻头在被驱动转动，且所述回转组件被驱动下移的情况下，各钻头能够穿过正对的钻套对该钻套下方的销孔进行加工。

在一种可能的实现方式中，所述支撑组件还包括：多个导杆，所述回转组件还包括：直线轴承，所述钻模板组件还包括：导杆支撑结构；

所述多个直线轴承连接在所述回转支架上；

各导杆支撑结构贯穿地连接在所述钻模板上，各导杆支撑结构位于所述钻模板下方的部分为螺柱，每个导杆支撑结构的螺柱螺纹连接在一个下法兰的螺纹孔和一个联轴器法兰的螺纹孔中；

所述多个导杆上端与所述支撑板固定连接，各导杆垂直于所述上法兰端面，每个导杆穿过一个直线轴承的内圈，且该导杆的底端固定连接在一个导杆支撑结构的顶端，所述回转组件能够沿所述多个导杆轴向移动。

在一种可能的实现方式中，每个轴承组件包括第二轴承和第三轴承；

针对每个第一通孔，一个第二轴承的外圈固定连接在该第一通孔的内壁上端，一个第三轴承的外圈固定连接在该第一通孔内壁下端，该第二轴承的内圈与该第一通孔内的齿轮轴的上端过盈配合，该第三轴承的内圈与该齿轮轴的下端过盈配合。

在一种可能的实现方式中，所述支撑环的轴向截面为梯形。

在一种可能的实现方式中，所述回转组件还包括：多个滚轮

所述第一凹槽内壁上表面连接多个滚轮，所述回转盘上表面沿轴向开设环形的第三凹槽，所述多个滚轮依次位于所述第三凹槽中，各滚轮下端压抵所述第三凹槽内壁底端。

在一种可能的实现方式中，每个滚轮的轴向截面为倒梯形。

在一种可能的实现方式中，每个丝杆支撑结构位于所述钻模板上方的位置具有法兰扁方结构；

每个导杆支撑结构位于所述钻模板上方的位置具有法兰扁方结构。

在一种可能的实现方式中，所述钻模板组件还包括：多个钻套支座；

各钻套支座为管状结构，每个钻套支座通过两侧沿径向伸展的翼状连接片与一个U型槽的边缘固定连接，每个钻套支座外侧与U型槽边缘之间具有预设间隙。

在一种可能的实现方式中，所述支撑组件还包括：多个夹紧装置；

所述多个夹紧装置顶端固定连接在所述支撑板下端；

每个夹紧装置能够过盈配合在所述上法兰的一个销孔中，以使得所述支撑板固定连接在所述可拆轴上端的上法兰顶端。

在一种可能的实现方式中，主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具还包括：控制设备；

所述控制设备与所述第一驱动组件和所述第二驱动组件建立通讯连接，所述控制设备能够控制所述第一驱动组件和所述第二驱动组件启动工作或停止工作。

本公开的有益效果在于：本公开根据主泵联轴器销孔特征，采用群钻结构进行销孔加工修复，即根据联轴器销孔分布，设置多个钻头组件，采用回转组件驱动多个钻头组件同步转动，再配合丝杆进给，可以同时对联轴器单侧的多个销孔进行加工修复，可极大地提高加工效率。此外，钻模板组件与支撑组件相配合既能够加强待加工的联轴器和可拆轴的对齐精准度和的连接的稳定性，又能够引导多个钻头轴向稳定移动，有效避免钻头偏斜，由此提高加工质量，缩减检修周期。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具的示意图。

图3是一种应用示例中可拆轴与联轴器的连接示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种钻模板组件的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种回转组件的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种回转组件的局部剖面的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种回转组件的局部剖面的示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的一种支撑组件的示意图。

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。

图3是一种应用示例中可拆轴与联轴器的连接示意图。如图3所示，在进行主泵联轴器销孔加工之前，需要将主泵的可拆轴2安装至联轴器上1，可拆轴2和联轴器上1整体呈立式安装结构，并调整可拆轴2的销孔202与联轴器1的销孔(图中未示出)的同轴度，调整可拆轴2的螺纹孔201与联轴器1的螺纹孔(图中未示出)的同轴度，以满足加工工艺要求。

图1和图2是根据一示例性实施例示出的一种适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具的示意图。如图1和图2所示，该适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具包括：支撑组件5、回转组件4和钻模板组件3三部分。其中，钻模板组件3设置在可拆轴2的下法兰上，回转组件4设置在钻模板组件3上方，支撑组件5设置在回转组件4上方。

图4是根据一示例性实施例示出的一种钻模板组件的示意图。如图4所示，钻模板组件包括：多个丝杆支撑结构301、多个导杆支撑结构306、钻模板303、多个钻套305；

各丝杆支撑结构301贯穿地连接在钻模板303上，各丝杆支撑结构301位于钻模板303下方的部分为螺柱，各丝杆支撑结构301之间的相对位置与可拆轴的下法兰的各螺纹孔之间的相对位置相适配，使得每个丝杆支撑结构301的螺柱可以螺纹连接在一个下法兰的螺纹孔和一个联轴器法兰的螺纹孔中，每个丝杆支撑结构301的顶端固定连接一个第一轴承。钻模板303的边缘沿径向开设多个U型槽，每个U型槽固定连接一个环形的钻套305，每个钻套305的中空部分正对下法兰的一个销孔。这样，钻模板组件的结构既可以有效固定钻模板组件，对整个适用于主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具形成定位基准，又可以有效的对可拆轴与联轴器进行固定连接。

在一种可能的实现方式中，每个丝杆支撑结构位于所述钻模板上方的位置具有法兰扁方结构；在安装每个丝杆支撑结构时，可以通过扳手旋拧法兰扁方结构，并可以使得法兰扁方结构压紧钻模板，进一步加固钻模板与下法兰的连接。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，该钻模板303组件还包括：多个钻套支座304；各钻套支座304为管状结构，每个钻套支座304通过两侧沿径向伸展的翼状连接片与一个U型槽的边缘固定连接，每个钻套支座外侧与U型槽边缘之间具有预设间隙，可以根据可拆轴销孔的位置偏差调整钻套支座与U型槽边缘之间的距离，例如，U型槽两侧边缘可以开设多个螺纹孔，每个翼状连接片也可以开设多个螺纹孔，可以通过螺钉连接在U型槽边缘和翼状连接片不同的螺纹孔，以调整钻套支座与U型槽边缘之间的距离，由此可以是钻模板组件更灵活的适应可拆轴销孔的位置偏差。

图5是根据一示例性实施例示出的一种回转组件的示意图。图6是根据一示例性实施例示出的一种回转组件的局部剖面的示意图。图7是根据一示例性实施例示出的一种回转组件的局部剖面的示意图。如图5至图7所示，该回转组件包括：多个钻头组件、回转盘403、多个丝杆螺母404、回转支架405、第一驱动组件408、蜗杆409、支撑环410、多个轴承组件以及多个齿轮轴413；

如图5至图7所示，回转支架405为环形，回转支架405沿轴向开设多个第一通孔，多个丝杆螺母404连接在回转支架405上；每个齿轮轴413通过一个轴承组件连接在一个第一通孔中，每个齿轮轴413与一个钻头组件上端固定连接，每个钻头组件包括浮动夹头402和钻头401，每个浮动夹头402上端与齿轮轴413通过平键418键连接，每个浮动夹头402下端与钻头连接。每个钻头组件下端的钻头401正对一个钻套305的中空部分，每个钻套305可以对加工对应销孔的钻头401的轴向运动进行导向，有效防止钻头401在轴向运动过程中产生偏移。

回转支架405侧面沿径向开设环绕回转支架405一周的第一凹槽，每个第一通孔与第一凹槽相邻处沿径向开设贯通孔以贯通该第一通孔与第一凹槽，回转盘403设置在第一凹槽中；第一凹槽内壁下表面设置支撑环410，回转盘403下表面沿轴向开设环形的第二凹槽，支撑环410间隙配合在第二凹槽中；

回转盘403的外圈为涡轮齿结构，涡轮齿结构与蜗杆409啮合，回转盘403的内圈为直齿结构，直齿结构通过各贯通孔与各齿轮轴413啮合，蜗杆409可以设置在蜗杆箱407中，蜗杆409与第一驱动组件408连接(例如，第一驱动组件可以为电机)，第一驱动组件408能够驱动蜗杆409转动，从而驱动回转盘403转动，进而带动多个钻头组件的钻头401同步转动；

在一种可能的实现方式中，如图7所示，回转支架405上端固定连接上端盖415，回转支架405下端固定连接下端盖411，每个齿轮轴413上端通过螺钉417固定连接一个中心端盖416。

在一种可能的实现方式中，该支撑环的轴向截面为梯形，以减少支撑环与回转盘之间的摩擦。

在一种可能的实现方式中，如图6和图7所示，该回转组件还包括：多个滚轮419，第一凹槽内壁上表面连接多个滚轮419，回转盘403上表面沿轴向开设环形的第三凹槽，多个滚轮419依次位于第三凹槽中，各滚轮419下端压抵第三凹槽内壁底端。这样，由滚轮419和支撑环410共同对回转盘403进行支撑和压紧，实现回转盘403在回转支架405的定位及回转支撑。

在一种可能的实现方式中，每个滚轮的轴向截面为倒梯形。

在一种可能的实现方式中，如图6和图7所示，每个轴承组件包括第二轴承414和第三轴承412；针对每个第一通孔，一个第二轴承的外圈固定连接在该第一通孔的内壁上端，一个第三轴承的外圈固定连接在该第一通孔内壁下端，该第二轴承的内圈与该第一通孔内的齿轮轴413的上端过盈配合，该第三轴承的内圈与该齿轮轴413的下端过盈配合。

在一种可能的实现方式中，第二轴承可以滚子轴承，第三轴承可以为角接触轴承。

图8是根据一示例性实施例示出的一种支撑组件的示意图。如图8所示，支撑组件包括：多个丝杆502、支撑板505以及第二驱动组件503；支撑板505固定连接在可拆轴上端的上法兰顶端，例如，支撑组件还包括：多个夹紧装置504，多个夹紧装置504顶端固定连接在支撑板505下端；每个夹紧装置能够过盈配合在上法兰的一个销孔中，以使得支撑板固定连接在可拆轴上端的上法兰顶端。

在一种可能的实现方式中，根据可拆轴的螺栓孔和销孔的尺寸及分布在支撑板505上沿轴向开设多个通孔，并在与可拆轴的螺栓孔对应的通孔底部安装有同心的硬质非金属等高垫，防止压伤法兰表面。

第二驱动组件503与支撑板505固定连接，第二驱动组件503包括多个输出端，每个输出端与一个丝杆502上端连接，各丝杆502垂直于上法兰端面；

例如，第二驱动组件503可以包括电机、齿轮箱509、输入齿轮506、多个过渡齿轮507和多个输出齿轮508，输入齿轮506、多个过渡齿轮507和多个输出齿轮508设置在齿轮箱509中，输入齿轮506与电机的输出端连接，每个过渡齿轮507与该输入齿轮506啮合，每个输出齿轮508与一个过渡齿轮507啮合，每个输出齿轮508与一个丝杆502上端连接，电机能够驱动输入齿轮506转动，进而带动过渡齿轮507和输出齿轮508同步转动，从而带动多个丝杆502同步转动。

支撑板505沿轴向开设多个第二通孔，每个第二通孔正对上法兰一个螺纹孔，每个丝杆502穿过一个第二通孔和该第二通孔对应的螺纹孔，并与一个丝杆螺母404螺纹连接，每个丝杆502的底端固定连接在一个丝杆支撑结构301的顶端的第一轴承的内圈中，在一种可能的实现方式中，第一轴承的内圈中可以过盈安装弹性套302，例如，可以通过弹性挡圈对弹性套进行轴承限位；弹性套内孔用于安装丝杆，可以通过旋紧弹性套上端的多个锁紧螺钉压紧弹性套的弹性结构，使弹性套抱紧丝杆的光轴段，实现丝杆下端的轴向固定；

第二驱动组件能够驱动多个丝杆同步转动，从而带动回转组件轴向移动；

在一种可能的实现方式中，支撑组件还包括：多个导杆501，回转组件还包括：直线轴承406，钻模板303组件还包括：导杆支撑结构306；

如图4、图6和图8所示，多个直线轴承406连接在回转支架405上；各导杆支撑结构306贯穿地连接在钻模板303上，各导杆支撑结构306位于钻模板303下方的部分为螺柱，每个导杆支撑结构306的螺柱螺纹连接在一个下法兰的螺纹孔和一个联轴器法兰的螺纹孔中；多个导杆501上端与支撑板505固定连接，各导杆501垂直于上法兰端面，每个导杆501穿过一个直线轴承406的内圈，且该导杆501的底端固定连接在一个导杆支撑结构306的顶端，回转组件能够沿多个导杆501轴向移动。这样，多个导杆501可以对回转组件起到导向作用，可以增加回转组件在移动过程中的稳定性。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，导杆支撑结构306上端上端为锥面开槽的弹性轴结构的锥段，内孔用于安装导杆下端的光轴段，锥段以下内壁圆柱形，且圆柱形内壁有螺纹结构，导杆支撑结构306还包括压紧螺帽307，压紧螺帽307内壁为倒锥面结构，将压紧螺帽307套设在导杆支撑结构306上端外侧，旋转压紧螺帽307向下运动，压紧螺帽307的倒锥面逐渐挤压导杆支撑结构306的锥面结构，使开槽的弹性轴结构抱紧插入的导杆的光轴段，实现导杆的固定。

在一种可能的实现方式中，每个导杆支撑结构位于钻模板上方的位置具有法兰扁方结构。在安装每个导杆支撑结构时，可以通过扳手旋拧该导杆支撑结构的法兰扁方结构，并可以使得法兰扁方结构压紧钻模板。

在一种可能的实现方式中，主泵联轴器销孔加工的同钻铰工具还包括：控制设备；控制设备与第一驱动组件和第二驱动组件建立通讯连接(例如有线通信或无线通信，本公开对此不做限定)，控制设备能够控制第一驱动组件和第二驱动组件启动工作或停止工作。可以通过控制设备控制第一驱动组件驱动各钻头转动，并通过控制设备控制第二驱动组件驱动多个丝杆转动，使得回转组件被驱动下移，各钻头能够穿过正对的钻套对该钻套下方的销孔进行加工。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。