弹性胶圈均匀预紧装置和预紧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械自动化领域，特别涉及一种用渐扩装置和施压装置连续预紧弹性胶圈的弹性胶圈均匀预紧装置和预紧方法。
【背景技术】
[0002]在化工、机械、医学等领域经常会需要用到预紧的胶圈，即胶圈在使用的初始状态就需要达到预紧状态。目前还没有一种专门的可机械化的胶圈预紧装置，对于胶圈弹力较小或使用场合精度要求低的场合，经常使用人力或机械方式通过几个力作用点，沿胶圈径向方向将胶圈尺寸扩大，然后套置在需要预紧的工件上。这种简单的胶圈预紧方式因为对其进行点施力，必然会导致胶圈在施力点的位置发生弯折形变，改变胶圈原有的形状并导致胶圈上各点受力不均匀。虽然可以通过增加胶圈上施力点的个数来使胶圈的受力尽量均匀化，但依旧无法保持胶圈在整个预紧扩大的过程中受力均匀且始终为圆形，会造成圆形的胶圈形成以受力点位顶点的多边形，无法均匀平滑的放置在所需预紧的圆形工件上。
[0003]目前，胶圈均匀预紧装置和方法主要存在以下问题:(1)没有专用的可实现机械化的胶圈均匀预紧装置；(2)现有预紧装置和方法在胶圈预紧过程中会造成胶圈沿施力点发生弯折形变，一方面会破坏胶圈的使用寿命，另一方面导致胶圈预紧过程中的预紧力与预紧胶圈工作时所能产生的预紧力大小不一，难以精确控制预紧力的大小；(3)由于施力的需求，预紧后的胶圈无法均匀平滑的放置在所需预紧的工件上。
【发明内容】
[0004]为了克服【背景技术】中存在的不足，本发明的目的在于提供一种弹性胶圈均匀预紧装置和预紧方法，这种预紧装置和预紧方法能够实现弹性胶圈在大尺寸变形范围内均匀预紧，预紧过程中弹性胶圈始终保持圆形，而且这种装置结构简单可靠、成本低，易于实现机械化和自动化。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现:
[0006]一种弹性胶圈均匀预紧装置，包括:定位装置、连续给胶圈装置、施压装置、渐扩装置，所述定位装置、连续给胶圈装置、施压装置、渐扩装置同心安装；所述定位装置安装在弹性胶圈均匀预紧装置的最底端，用于对连续给胶圈装置、施压装置和渐扩装置进行中心定位；所述定位装置与地面或工作台进行紧固连接；所述施压装置安装在弹性胶圈均匀预紧装置最外缘，为弹性胶圈的预紧变形提供动力；所述渐扩装置放置在定位装置上，且与定位装置同心；所述施压装置安装在弹性胶圈均匀预紧装置最外缘，为弹性胶圈的预紧变形提供动力。
[0007]所述定位装置包括基础支撑板和基础支撑杆，所述基础支撑板与放置或固定在地面或工作台上，所述基础支撑杆固定在基础支撑板上，对连续给胶圈装置进行固定和定位。
[0008]所述连续给胶圈装置包括由基础支撑杆提供定位和支撑的胶圈预置块、径向支撑块、中间支撑块、胶圈下料块；待预紧的弹性胶圈一次性套置在胶圈预置块上；弹性胶圈在自然状态下内径比胶圈预置块外径大0.5mm?1.5mm，为了防止因为弹性胶圈和胶圈预制块之间的摩擦力导致弹性胶圈无法下落。
[0009]所述胶圈预置块、径向支撑块、中间支撑块、胶圈下料块之间间隔依次为Λ ”八2、厶3，其中厶1、厶2、厶3均大于0_，且满足厶2+ Δ 3+0.5?+?= 1.5h，其中H分别为径向支撑块、中间支撑块、弹性胶圈的高度。
[0010]所述径向支撑块为两块对称圆弧，其圆弧外径与胶圈预置块外径相同，圆弧角度为30°?90°，径向支撑块每个圆弧具有一对滑杆A ;所述滑杆A可在滑槽A内自由滑动；所述滑槽A固定安装在基础支撑杆上；所述径向支撑块在伸缩栅格的驱动下沿径向向外运动，将与径向支撑块接触的弹性胶圈绷紧，同时由于径向支撑块向外运动，阻挡了其它弹性胶圈的下落；所述径向支撑块在撤去施加于伸缩栅格的压力(F1)时，径向支撑块在复位弹簧A的作用下沿径向向内复位，弹性胶圈整体下落一个工位；所述径向支撑块在两个圆弧块中心位置设置柔性钢丝。
[0011]所述径向支撑块外圆弧面进行网面滚花，滚花模数为0.3?0.5。
[0012]所述中间支撑块外径与胶圈预置块外径相同，在其上设置两个轴对称且垂直于中间支撑块轴线的滚动支撑杆。
[0013]所述胶圈下料块为两块对称圆弧，其形状与径向支撑块相同，胶圈下料块每个圆弧具有一对滑杆B ;所述滑杆B可在滑槽B内自由滑动；所述滑槽B固定安装在基础支撑杆上；所述胶圈下料块在两个圆弧块中心位置设置柔性钢丝；所述胶圈下料块在径向支撑块径向向外运动时，柔性钢丝通过滚动支撑杆将胶圈下料块沿径向向内拉动，放置于胶圈下料块上的弹性胶圈下落到渐扩装置的颈部；所述胶圈下料块在径向支撑块径向向内运动时，复位弹簧B将胶圈下料块沿径向向外推动，胶圈下料块径向尺寸大于弹性胶圈径向尺寸，下落的弹性胶圈被胶圈下料块阻挡。
[0014]所述柔性钢丝绕过滚动支撑杆，一端连接在径向支撑块上，另一端连接在胶圈下料块上。
[0015]所述施压装置包括限位壳、限位杆、复位弹簧B、滑槽C、施压杆、拉簧、限位块、压力均布圈、位置开关；所述限位壳为回转体，安装在定位装置上，其回转曲线设计保证施压杆内端紧贴渐扩装置时，其外端紧贴限位壳；所述施压杆在连续给胶圈装置位置时，其内端远离弹性胶圈，在渐扩装置位置时，其内端处于弹性胶圈上侧并紧贴渐扩装置；所述限位杆固定在限位壳上，限位杆上部分为空心部分，呈U形槽，滑槽C可以在限位杆空心部分内做上下自由移动，限位杆下半部分为实心部分，可以对滑槽C进行下降距离限制，同时保护复位弹簧B ;所述复位弹簧B套在限位杆外侧，当挤压力(F2)撤去后可以使滑槽C复位；所述施压杆在滑槽C内做左右移动，同时跟随滑槽C做上下移动；所述拉簧使施压杆外端始终紧贴限位壳；所述限位块限制滑槽C的左右移动；所述压力均布圈将电机、气缸或液压缸提供的压力(F2)传递给所有施压杆；所述位置开关在施压杆到达设定位置后撤销压力(F2)。
[0016]所述限位杆32、复位弹簧C33、滑槽C34、施压杆35、拉簧36 对应，数量均为N个，360°均布，其中N为偶数，且6彡N彡18，所述限位块37数量为2N个，360°均布。
[0017]所述渐扩装置由颈部、渐扩部、定形部构成，其中颈部与胶圈下料块相邻，定形部紧挨定位装置；渐扩装置颈部的弹性胶圈在施压装置的施压杆作用下沿着渐扩部逐渐预紧扩大，当弹性胶圈到达定形部时，即达到设计的预紧要求，弹性胶圈保持在定形部上以待取用。
[0018]所述渐扩装置的渐扩部为圆台，其锥角为20°?60°。
[0019]所述预紧方法用于将具有弹性的弹性胶圈的直径从自然状态下变大到工艺所需直径，使其具有一定的预紧力，所述预紧方法包含:
[0020](I)第一步骤:将待预紧的弹性胶圈一次性套置在胶圈预置块上，弹性胶圈可在重力作用下沿着胶圈预置块自由滑落到中间支撑块位置，被胶圈下料块阻挡；此时，预置弹性胶圈的最底部胶圈处在中间支撑块的位置，预置弹性胶圈的倒数第二个胶圈处在径向支撑块的位置；
[0021](2)第二步骤:通过电机、气缸或液压缸对伸缩栅格施加压力(F1)，所述径向支撑块在伸缩栅格的驱动下沿径向向外运动，将与径向支撑块接触的倒数第二个弹性胶圈绷紧，同时由于径向支撑块向外运动，阻挡了上部其它胶圈的下落；在沿径向向外运动时，所述径向支撑块通过柔性钢丝拉动胶圈下料块沿径向向内运动，此时被胶圈下料块阻挡的弹性胶圈的最底部胶圈落入渐扩装置的颈部；在撤去施加于伸缩栅格的压力(F1)时，径向支撑块在复位弹簧A的作用下沿径