2016年第21期
（总第372期）
NO.21.2016 ( Cumulativety NO.372 )
导致上线检测阻滞率过大，更换新的制动鼓后调整制动间隙，第二天上线阻滞率下降为2.1%，完全符合标准。 底盘测功机检测制动上主要有以下三个项目：
2.1 制动力百分比
国标中的制动百分比规定乘用车、总质量不大于3500kg的汽车制动力总和与整车重量的百分比、轴制动力与轴荷的百分比，空载≥60%，满载≥50%，前轴≥60%，后轴≥20%，这个数据直接和制动力大小有关，影响了制动效能即制动距离与制动减速度，是汽车制动性能最重要评价指标。从制动分泵到总泵技术状况都有可能影响制动率大小。
2.2 制动力平衡
要求在制动力增长全过程中同时测得的左右轮制动力差的最大值，与测得的该轴左右轮最大制动力中大者之比，前制动：制动力＞60%时，制动力不平衡＜20%为合格；后制动：＞60%时，不平衡＜24%为合格；当后制动力＜60%时，不平衡＜8%为合格。此项多半是单边制动效果下降引起。
2.3 阻滞率
进行制动力检验时，汽车各车轮的阻滞力均应小于等于轮荷的10%，计算方式为阻滞率＝左、右轮空转的力/左、右轮质量，主要原因是制动器咬滞，驻车装置调得太紧，也有可能是轮毂轴承缺油等。
反力式滚筒制动试验台在选用时要根据切实需要配备，使用时要注意考虑影响测量误差的因数，从而提高测量准确度，同时对检测结果也要学会分析判断，提高故障的排除能力。
参考文献
[1] 安相璧，王龙．反力式滚筒制动检验台影响因素试验
分析[J]．军事交通学院学报，2014，（2）．
[2] 蒋波．影响反力式滚筒试验台检测精度的因数[J]．农
业装备与车辆工程，2007，（4）．
[3] 杨道平．影响汽车滚筒反力式制动检验台测量结果的
因素[J]．山东交通科技，2013，（15）．j型
密封圈
作者简介：范祖庆（1978-），男，江苏宜兴人，江阴职业技术学院机电工程系讲师，研究方向：车辆工程。
（责任编辑：王 波）
1 功能介绍
三门核电1#、2#机组安全壳系统分别有两个设备闸门，分别位于107英尺平台和135英尺平台。设备闸门属于安全壳系统的不可分离的一部分，开启后将与附属厂房连通，提供大宗设备物项的进出通道。正常运行期间，设备这门必须完全关闭，提供可靠的密封，以包容可能泄漏的放射性产物以及屏蔽堆芯和反应堆冷却剂系统。正常关闭情况下，设备闸门允许有0.1 l/m的泄漏率。此外，电站换料期间进行顶盖拆装、堆内构件吊装、装换料时以及其他应急工况下，需在20分钟内紧急关闭，以免应急工况下可能的放射性扩散。
设备闸门的密封方式为传统的法兰密封圈密封，依靠紧固螺栓提供的预紧力压缩密封圈密封。2 结构简介 环境风洞设备闸门的主要组成结构为：蝶形封头、法兰与贯穿筒体、铰链螺栓、O型密封圈、临时桥架、手拉葫芦、导向轨、悬挂装置和卷扬机。
设备闸门法兰与筒体的内径为Ø4876.9mm，重量约为10.3T，设计承受压力（从内向外）值约为0.4Mpa属于C级设备。设备闸门关闭时位于图1虚线所示位置。当需要开启时，卷扬机勾住蝶形封头的提升吊耳，松掉所有蝶形螺栓，提升蝶形封头指上限位并支撑在悬挂装置上。导向轨用于提升和下降过程中防止蝶形封头的晃动并提供导向。
2.1 铰链螺栓
为了便于拆装，设备闸门密封紧固螺栓采用铰链螺
三门核电1#、2#机组设备闸门力矩值偏差分析
秦小军
（三门核电有限公司，浙江三门 317112）
摘要：安全壳系统用于在正常运行模式下包容泄漏的放射性产物，屏蔽堆芯和反应堆冷却剂系统。设备闸门属于钢制安全壳的一部分，用于生产阶段大宗材料、物项进出安全壳厂房。三门核电1#、2#机组设备闸门结构基本相似，但设备闸门关闭的最终力矩值相差颇大。通过分别对两设备闸门的结构和紧固力进行分析，可知两设备闸门在对应紧固力矩下均能满足密封要求。
关键词：设备闸门；密封；紧固力矩 文献标识码：A
中图分类号：TM623 文章编号：1009-2374（2016）21-0062-03 DOI：10.13535/jki.11-4406/n.2016.21.030
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超强电磁铁
栓，详见图2。该螺栓常见于机加工种的工件夹持，拆卸时仅需拧松部分螺纹并旋转即可。三门1#、2#机组设备闸门的铰链螺栓虽然尺寸和数量上有差异，但主要结构一致
。图1
设备闸门结构（省略卷扬机）
图2 铰链螺栓
2.2 密封件
设备闸门的密封件材质为EPDM，密封件有2个O型密封圈，在设备闸门法兰面上同心布置。密封圈的安装时，按入密封槽内。两道密封圈之间设有设备闸门气密性试验流道，外部用阀门密封。试验中，外接压缩空气并保压，检验密封圈的密封情况。
3 工况状态分析
设备闸门正常运行工况下常关，以保证安全壳系统的完整性。此时，设备闸门作为安全壳的不可分割的一部分，用于包容整个核岛，防止放射性的外泄。
停堆换料大修过程中，设备闸门的状态将多次改变。停堆降温降压后，打开设备闸门，用于提供检修设备、大宗材料等通道。当需要执行反应堆压力容器开盖或其他可能有较大放射性外泄风险时，设备闸门需紧急关闭（4颗铰链螺栓）。堆芯卸料完成后，如有需要可能还需要打开设备闸门，提供必要的通道。装料前，必须再次将设备闸门紧急关闭，以满足法规要求。装料结束、反应堆压力容器扣盖后，打开设备闸门，为检修设备、大宗材料等提供出核岛的通道。最后，关闭设备闸门，建立安全壳的密封。
设备闸门泄漏率试验，可以理解为第三种工况。上
述两种工况下，核岛内的气压一般大于核岛外的大气压，密封圈承受压力更大，密封性更佳。泄漏率试验中，密封圈之间充入压缩空气，给设备闸门施加向核岛内的推力，相当于核岛内气压小于核岛外大气压。
4 1#、2#机组设备闸门区别
三门核电1#机组设备闸门由日本IHI供货，2#机组设备闸门由大连日立供货，两设备闸门主体结构一致，但部分详细结构不一样。
1#、2#设备闸门的提升和下降装置均为葫芦式，但有细微结构差距。1#设备闸门悬挂装置为挂钩型，2#则为卸扣式。1#设备闸门的偏心机构可调节范围为0-30mm,2#则为0-25.4mm 。1#设备闸门的临时桥架悬挂点在外部切储存在外部平台上，2#的悬挂点在内部切储存在蝶形封头上。
此外，1#、2#设备闸门的紧固件和密封圈的差异如表1所示：
表1
参数
1#2#紧固件型号 1 5/8-8 UN
M27×3-6g
数量
20
36
最终紧固力矩值1000~1150 N.m 240~250 N.m 密封圈
外圈密封槽直径5016.5 mm 5028 mm 内圈密封槽直径
4940.3 mm 4928 mm 型式
圆环型O 型圈尺寸
宽11.8 mm 长14.8 mm
直径19.05 mm
如上对比可知，1#、2#设备闸门的紧固力矩相差约为4倍，两者的密封性需进行确认。
多拉寻物大冒险
5 设备闸门密封可靠性分析
根据设备闸门的三种工况分析，对于密封圈而言，泄漏率试验时密封圈的密封比压最小。故，只要能保证泄漏率试验（0.455Mpa）时的密封性，也就能保证其他两种工况的密封性要求。
泄漏率试验保压时，设备闸门密封圈之间的压力值将产生指向安全壳内部的轴向力，紧固件的合力指向安全壳外部的轴向力。下面分别根据1、2#机组设备闸门尺寸进行泄漏率试验受力分析。5.1 密封圈受力分析
5.1.1 三门1#机组设备闸门
由铰链螺栓的型号1 5/8-8UN，查询美标螺纹标准：螺距：p 1=25.4/8=3.175mm 大径：D 1=41.3mm
中径：d 12=D1-0.6495p 1=39.24mm
升角：ψ1=arc tan πd 12
p
1=1.476°
螺纹旋转时，为钢对钢滑动摩擦且有润滑，故取滑动摩擦因数f=0.12
摩擦角：ρ=arc tan f=6.84°参数：tan(ψ1+ρ)=0.146单根螺栓所提供的轴向力为：
Q1=2T
tan(ψ1+ρ)d 12
=349.1KN
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20根螺栓所提供的总的轴向力为：F 11=n 1Q 1=6982kN
泄漏率实验所产生的轴向力分析如下：承压面积：S 1＝π（r 2112－r 2122）＝595586mm 2压力产生的轴向力：F 12=PS 1=271kN 两个轴向力的合力：F 合1=F 11-F 12=6711kN 5.1.2 三门2#机组设备闸门
紧固件所提供的轴向力分析如下：由铰链螺栓的型号M27×3-6g，可知：螺距：p 2=3mm 大径：D 2=27mm
中径：d 22＝D 2－0.6495p 2＝25.05mm 升角：ψ2＝arctan πd 22
p 2＝2.184°
螺纹旋转时，为钢对钢滑动摩擦且有润滑，故取滑动摩擦因数f=0.12
摩擦角：ρ=arctanf=6.84°参数：tan(ψ2+ρ)=0.1588单根螺栓所提供的轴向力为：
Q 2＝2T
tan(ψ2+ρ)d 12
＝120.67kN
36根螺栓所提供的总的轴向力为：F 21＝n 2Q 2＝4343.96kN
泄漏率试验压力所产生的轴向力分析如下：承压面积：S 2＝π（r 2212－r 2222）＝791546mm 2压力产生的轴向力：F 22＝PS 2＝355.6kN
两个轴向力的合力：F 合2＝F 21－F 22＝3988.36kN
从上述分析可以看出，在泄漏率试验时，铰链螺栓所提供的轴向力均远大于试验压力所产生的反方向的轴向力。即，铰链螺栓均能够给密封垫片等密封结构提供密封预紧力。
5.2 密封比压力分析
为使密封不泄露，必须施加在垫片上的压应力称为密封比压力，包括预紧密封比压力、工作密封比压
力。此外，密封所必须的压紧力的大小不仅与泄漏率试验压力有关，还与垫片的尺寸和结构基本性能有关。
5.2.1
三门1#机组设备闸门
图3 1#机组密封
1#机组设备闸门的密封方式为半圆环式密封圈，密封槽为外八槽。密封圈的材质为三元乙丙橡胶，截面尺寸为宽w=11.8mm，长L=14.8mm 。
查询垫片基本密封宽度可知：
b 0＝
＝1.475，b 0＜6.4mm
故取垫片的有效密封宽度：b＝b 0＝1.475mm
信号转换器
根据垫片的材质，查询垫片性能参数表，可知：预紧密封比压力：y=2.8MPa 垫片系数：m=1.25
两道密封之间直径的差距非常小，可以忽略不计。即，默认两道密封所需要的预紧力一样。
预紧状态下所需要的最小垫片压紧力：
F G1＝3.14D
G by＝3.14×5004×1.475×2.8＝64.892kN
工作状态下需要的最小垫片预紧力为：
F p1＝6.28D
G bmp＝6.28×5004×1.475×1.25×0.455＝26.36kN
F 合1－F G1>>0，故紧固螺栓能提供足够的密封预紧力。5.2.2 三门2#机组设备闸门
是2#机组设备闸门的密封方式为O 形环自紧式密封，密封槽为内八槽。查询垫片性能参数可知，m=y=0
。
图4 2#机组密封
由预紧状态下需要的最小垫片预紧力：F G2＝3.14D G by＝0
由工作状态下需要的最小垫片预紧力：F p2＝6.28D G bmp＝0
纳米二氧化钛涂料从上述内容可知，2#机组设备闸门的密封方式不需要预紧力，完全可以自密封。此外，密封槽的最大尺寸为16.12 mm，而密封圈的直径为19.05 mm，密封圈在安装到密封槽就已经处于压缩状态。
F 合2-F G2>>0，故，紧固螺栓能 提供足够的密封预紧力。通过上述分析计算可知三门1#、2#机组设备闸门关闭力矩值相差较大，但铰链螺栓规格、数量和密封圈、密封槽结构相互补偿后，均能够满足设备闸门的密封要求。
6 结束语
三门核电1#机组设备闸门已经完成调试，泄漏率试验顺利通过。三门核电2#机组设备闸门还未调试使用。本文对其结构、密封性进行了分析，希望能对三门核电1#、2#设备闸门的开、关以及泄漏率试验提供参考。
参考文献
[1] 龙振宇，机械设计[M ].北京：机械工业出版社， 2002.7
（责任编辑：王 波）
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