Подвесные съемные грузозахватные устройства для кантования эллипсоидных днищ корпусного оборудования АЭС

На производстве широко используется приварка грузозахватных проушин. Это хорошо для обычного машиностроения, но недопустимо для корпусных деталей атомных реакторов. В месте приварки грузозахватных проушин к корпусной детали в сварочной ванне образуется смесь металла детали, проушины, флюса и электрода. После приварки место соединения зачищается и контролируется на наличие трещин в поверхностном слое. Такие же процедуры проводятся и после обрезки проушин. Таким образом после данных процедур, когда происходит, сначала нагрев в месте приварки, а затем охлаждение, создается внутреннее межкристаллическое напряжение. Такое напряжение может способствовать развитию микротрещин, межкристаллитной коррозии и других нарушений однородности материала детали, предназначенной для работы в радиоактивной зоне. Также создается возможность появления радиационного охрупчивания – опасное явление, но до настоящего времени в условиях эксплуатации этого не наблюдалось.
Цель работы: без использования приварных грузозахватных элементов перевернуть днище на эллипсоидную часть в положение "чаша"; применить оптимальную конструкцию манипулятора (кантователя).

Проектирование подвесного съемного грузозахватного опорного элемента для кантования эллипсоидного днища парогенератора ПГВ-1000

Схема захватного устройства
а) б)
а) Изображение днища в момент отрыва от основания.
б) Конструктивная схема захватного устройства:
1- захват; 2- рычаг; 3- эллиптическое днище; 4- вставка; 5- ось вращения; 6- кулачок(контактная поверхность рычага); 7- силовая линия; 8- геометрическая ось рычага; 9- касательная к геометрической оси; 10- поперечное сечение.

Рис.2. Поперечное сечение кривого стержня большой кривизны:
1- сечение стержня; 2- центр кривизны нейтрального слоя; 3- геометрическая ось сечения; 4- нейтральная линия; e- эксцентриситет.

Устранить пластическую деформацию в месте контакта рычага с кромкой возможно при увеличении радиуса кулачка R →∞, то есть до плоскости. Конструктивно это возможно согласно рис. 3.
Величина эксцентриситета определяется из условия сборки захватного устройства и ориентировочно составляет 3...5 мм.
В этом случае контактное напряжение в месте контакта рычага с кромкой будет на порядок ниже величины напряжения по схеме контакта радиуса с плоскостью.
Так как в новом варианте контакт происходит уже по поверхности, то производим расчет не контактных напряжений, а напряжений смятием. Под смятием понимается пластическая деформация, возникающая в соединениях на поверхности контакта. Возникающие при этом напряжения являются нормальными и их закон распределения по поверхности контакта достаточно сложен. Упрощая расчет, и принимаем площадь опорной поверхности.
А=140*100=14*103мм2
Тогда напряжение смятия
σсм=FA=520*10314*103=37.14 МПа<σсм
Рис. 3. Вариант конструкции рычага с плоской опорной поверхностью;
1- кромка днища; 2- рычаг; 3- захват; 4- паз в захвате; 5- ось рычага; e- эксцентриситет.

Вывод: манипулирование крупногабаритных тяжеловесных изделий без приварных проушин возможно производить с применением устройств охватывающего типа с захватно-зажимными элементами, что позволит значительно сократить
время на кантование перемещение.
Использование предложенных решений приведет к экономической эффективности и значительно ускорит развитие научно-технического прогресса в атомном машиностроении.