[发明专利]用于在液体环境中旋转圆螺母的锁紧结构

说明书

本发明涉及一种用于在液体环境中旋转圆螺母的锁紧结构，推力盘(1)带有凸台端面(10)，凸台端面(10)上均布径向矩形凹槽(6)，锁紧圈(2)上带有多个锁紧齿(7)，每个锁紧齿(7)安装在推力盘(1)上的径向矩形凹槽(6)中；圆螺母(3)外圆均布轴向凹槽(5)，锁紧圈(2)上的内环面(8)沿径向与圆螺母(3)的轴向凹槽(5)配装。本发明的锁紧结构在液体环境中旋转，锁紧结构可靠且同时具有不损伤推力盘表面、降低水力摩擦损耗、减少使冷却水产生压力脉动和避开旋转冷却水对锁紧结构的流致振动等特点。

技术领域

本发明涉及一种用于在液体环境中旋转圆螺母的锁紧结构。

背景技术

三代屏蔽式核电主泵是核岛一回路中的关键设备，功能是运送反应堆一回路高温、高压、高辐射的冷却剂，为反应堆提供冷却剂压头和流量。该主泵配有屏蔽式电机，屏蔽式电机转子完全密封在容器压力边界里面，可以实现带辐射性冷却剂的零泄露，安全性得到保证。由于屏蔽式电机完全密封转子不外露，为测量转子转速，在电机底部端盖装有将速度传感器，速度传感器通过端盖孔插入到转子轴头端，同时转子轴头端装有圆螺母。

圆螺母有以下几个功能：下推力盘和下飞轮主要固定作用来自其过盈配合，圆螺母作为备用锁紧装置；圆螺母还包含四个速度传感器触发装置，向速度传感器提供脉冲信号；圆螺母可以起到保护转子轴头作用，避免速度传感器意外对转子刮伤甚至严重事故导致整个转子报废。

试验后需要拆机检验及圆螺母更换需求，因此圆螺母不能焊接到转子上。正常使用中，圆螺母在电机高速运动产生的震动和冷却剂压力、温度变化等各种因素影响下，可能会发生自行松动，直至脱落。电机工作运行之中，如发生松动或脱落，会造成十分严重的后果。不仅会使机械设备意外停车，不能正常使用，甚至会损坏机械部件，造成严重的核安全事故。

因此圆螺母的锁紧非常重要，屏蔽式电机内充满高温、高压的旋转冷却水，锁紧结构湿模态固有频率应避开旋转冷却水的脉动频率；圆螺母安装在轴头一端，旋紧后端面与受压件推力盘接触，推力盘与推力轴承瓦块组成一队摩擦副，为保证推力盘正常工作，锁紧结构不能对推力盘表面造成损伤；锁紧结构随电机高速旋转产生水力摩擦损耗，锁紧结构尽可能降低水力摩擦损耗，同时锁紧结构自身尽可能减少使冷却水产生压力脉动。

常用的紧固件种类分为两大类：垫圈和挡圈。其中平垫圈只是扩大接触面积，改善螺母与被连接件的受力状态，不起紧固作用。弹簧垫圈、内外齿锁紧垫圈等防松垫圈依靠螺母的预紧力咬紧被支撑体连接面，起到紧固作用，但损伤推力盘工件表面且电机高速运动产生的震动和冷却剂压力、温度变化使圆螺母松动的可能；双孔止动垫圈需要两个螺母时才起作用；单耳止动垫圈、外舌止动垫圈功能类似，需要耳部结构弯曲扣紧被连接件边缘，速度传感器螺母外侧为圆形，没有平面与其配合且大角度折弯可能出现问题如裂纹。

挡圈作用是在轴上将零件进行定位、锁紧或止动。螺钉、锥销锁紧等切制挡圈通过螺钉、锥销等将挡圈固定在轴上，螺钉、锥销长时间旋转存在脱落的可能性；而弹性挡圈主要用于限制轴向移动。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于在液体环境中旋转的圆螺母的锁紧结构，锁紧结构在液体水环境中旋转，并在避开旋转冷却水的脉动频率、不损伤推力盘表面、降低水利摩擦损耗、减少压力脉动的前提下，提供足够的防松性能。本发明的技术方案为：一种用于在液体环境中旋转圆螺母的锁紧结构，推力盘(1)带有凸台端面(10)，凸台端面(10)上均布径向矩形凹槽(6)，锁紧圈(2)上带有多个锁紧齿(7)，每个锁紧齿(7)安装在推力盘(1)上的径向矩形凹槽(6)中；锁紧圈(2)上的内环面(8)与圆螺母(3)上的外圆面(11)间隙配合，圆螺母(3)的端面(12)与推力盘(1)的凸台端面(10)压装配合；圆螺母(3)外圆均布轴向凹槽(5)，锁紧圈(2)上的内环面(8)沿径向与圆螺母(3)的轴向凹槽(5)配装。

锁紧圈(2)为薄片结构，锁紧圈(2)上的锁紧齿个数为4个，径向矩形凹槽(6)深度大于锁紧齿(7)的厚度。