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第三节 离合器面片

浏览次数: 日期:2017-05-22

离合器面片
  离合器面片,又称离合器衬片、离合器摩擦片。它是汽车与其它机动车辆、工程机械等传递动力的重要的消耗性部件。根椐离合器面片用途,可将其分为二大类,即:用于汽车的离合器面片,称为汽车用离合器面片;用于工程机械的离合器面片,称为机械用离合器面片。
  一、汽车用离合器面片
  离合器面片与我们日常生活有着非常密切的关系。比如乘坐汽车,就不难体会离合器面片的重要作用。汽车开动时,首先是启动发动机,它是汽车运行的动力。将汽车发动机产生的动力,传递到汽车的驱动轮上,汽车才能行走。而传递汽车运行动力的这个动作,就是通过离合器面片摩擦力作用来实施的。
  汽车用离合器面片性能的主要是,热稳定性好、具有较好而稳定摩擦系数、良好的耐磨性、较高的物理机械强度等等。
  目前我国汽车用离合器面片执行GB5764-98国家标准,性能要求包括摩擦磨损性能和弯曲性能。具体要求如下表  如示
  (1)摩擦性能

  项  

 

100℃

150℃

200℃

  指定摩擦系数

0.25-0.60

0.20-0.60

0.15-0.60

  指定摩擦系数允许偏差△μ

±0.08

±0.10

±0.12

  磨损率(v) 10 –7 cm3 (N.m)≤

0.5

0.75

1

  (2)弯曲性能

  检测项目及名称

  

  弯曲强度 N / mm2

25

  最大应变 10 -3mm / mm≥

6.0

 

  对离合器面片其它各项要求(外观、规格尺寸等)可参看GB/T 5764-98标准。
  汽车用离合器面片按增强纤维组成的材质分为两种类型:
  ①缠绕型离合器面片。用湿法工艺进行生产。;
  ②短纤维型离合器面片。用干法工艺进行生产。
  (一) 缠绕离合器面片
  湿法生产工艺生产汽车用离合器面片,系以纤维纺织物(布或线)为骨架材料,浸渍粘结材料(酚醛树脂与胶浆), 并填加多种功能性填料,再经过干燥、缠绕制坯、热压成型、热处理与磨削加工等多道工序制造而成。由于这种生产工艺生产采用了缠绕成型方式,故又将这种方法生产的产品,称之为缠绕离合器面片,简称缠绕片。
  缠绕离合器面片具有分布均匀、纹理清晰的花纹。又具有较高的抗旋转破裂强度、较好的韧性、摩擦性能稳定、使用寿命较长等特点。
  1,缠绕离合器面片生产工艺流程:
 
  浸树脂溶液→干燥→浸胶浆→浸胶浆→干燥→裁条→缠绕坯型→热压

  热处理→磨削加工→钻孔→洗片→烘干→检查→包装入库
                        
  2,工艺简述
  (1)酚醛树脂溶液的配制操作:
  缠绕离合器面片生产,一般是用酚醛树脂或改性的酚醛树脂做为主要粘结剂。热固与热塑两种类型酚醛树脂,在生产中都有应用。由于液体的热固性酚醛树脂实际含量控制较难,所以现在以使用热塑性酚醛树脂较为普遍。将粉状热塑性酚醛树脂用酒精溶解至一定浓度后,再浸入缠绕离合器面片用的骨架材料布或线。
  配制酚醛树脂溶液的的经验配方:

  材料名称

 

重量比

  热塑酚醛树脂

粉状

1

  乌洛托品

 

0.1

  酒精+

 

6.9

  合   

 

8

   按配方规定的量,先将热塑性酚醛树脂(如PF2123)加入配制罐,再加入乌洛托品、酒精溶剂。盖严罐盖开始搅拌约达20-30分左右,热塑性酚醛树脂已经全部溶解,再按量加入一定温度的水,并继续搅拌约10分钟,取样用比重计测定酚醛树脂溶液的比重,达到要求就可放出。
  应该注意的是,因树脂配制罐的放料口处结构的影响,会有些未能溶解的树脂。所以在放树脂溶液时,应首先将这部分树脂放出来,再将其倒入配制罐内,使之全部溶解。
  配制酚醛树脂溶液在外观上应是微棕红色液状,无外来杂质与尚未溶解的酚醛树脂颗粒等,同时酚醛树脂溶液还不应有分层现象。其密度约0.85-0.95 g / cm3 (室温)。
  酚醛树脂溶液的含树脂量8-20 %。
  应该指出,由于生产中大量使用酒精,酒精系属易燃易爆物质,所以生产管理中应设防暴区,同时按有关管理规定,严禁用火,注意安全。
  (3),浸渍树脂与干燥。
  生产石棉或非石棉型的汽车用离合器面片,所使用的各类布或线,如玻璃纤维布或线;合成纤维布或线、石棉布或线等,都要进行浸渍树脂,就是将其浸渍在前面配制好的酚醛树脂酒精溶液中。浸渍物的酚醛树脂含量应均匀控制在一定范围。
  浸渍物中因含有较多的水与酒精,所以需要通过干燥操作将其除掉。生产中采用连续生产的方法就要两种操作同时进行。而非连续生产,两种操作分别进行。
  干燥有自然干燥与强制干燥两种。生产批量较大的适于采用连续生产的方法两种操作同时进行浸渍与干燥的强制干燥方法;生产批量小的一般适于采用非连续生产。两种操作分别进行浸渍与干燥的自然干燥方法;
  自然干燥方法,就是将浸好酚醛树脂溶液的浸渍物,在自然状态下进行干燥。这种方法成本低、方便、占地面积大、生产效率较低。而强制干燥方法,则要通过专用的机械设备,对浸渍物通过电或蒸汽进行加热干燥,这种方法效率高、质量稳定、成本稍高,但最适宜大批量的生产。强制干燥的设备,一般是采用立式的“塔式”或者卧式的“隧道窑式”的干燥设备。这两种类型设备的工作原理基本相同。
  如以“塔式” 干燥设备为例,干燥高十多米,分为三个温度控制区,干燥酚醛树脂浸渍物时的温度为
  塔的温度: 上层温度>50℃;
        中层温度>50℃;
        下层温度>40℃。
  将布或线团,放在干燥塔前的架上,使布(或线),通过树脂浸槽并将其全部浸没。用专用牵绳按规定顺序与走向,牵引布(或线),接头应捆紧扎牢,防止脱落。再引向塔内的走行架上,在缓慢的走行过程中被干燥,干燥后再卷好。干燥速度快与慢,由布(或线)的行进速度进行控制。一般走行速度为1-5m/min左右。通过调节挤压对辊的间隙,可以控制浸渍物的含树脂量。
  干燥好的布(或线)浸渍物,应树脂浸渍量均匀、色泽一致。其表面平整、无皱折、重叠、无外来杂质与较大面积的破损现象。在浸渍干燥过程中,还应注意干燥塔内、外散热器及管中存有冷凝水,应及时排出。
  在干燥过程中,要经常观察浸渍物布(或线)的运行状态,当出现位置跑偏时,应随时调整校正对辊松紧。发现浸渍物布(或线)干燥程度不理想,应及时调整其运行速度或者塔内温度。
  (4),胶桨制备
  将生胶在炼胶机上进行塑炼,再将称好的按配方规定的各种填料在一起混炼,不断翻炼,全部混均后, 再调整辊距约1-2mm左右,制成厚度1-2mm、面积50-100mm2胶片。
  称量制好的胶片,放入打胶浆机中,投入溶剂汽油盖好,进行搅拌。胶片:汽油=1:2  搅拌约二个小时后再加一定量的溶剂汽油,继续搅拌一个小时,待胶片全溶解。制好的胶浆稀释成20-30%的胶浆备用。
  缠绕离合器片含浸设备
  用于缠绕(或编织)离合器片压制毛坯的原料—线或布,必须先进行浸树脂、浸胶及干燥处理,以满足缠绕工序的工艺要求,含浸干燥机组就是为此目的服务的机器之一,该机器可满足“浸树脂—干燥—浸胶—干燥”的工艺要求。
  附图提供了吉林大学机电设备研究所生产的一种含浸干燥机组,该机器的工作原理与国外常见的同类机器的原理基本相同。它主要由五部分组成: A、放线部分;B、含浸部分;C、干燥部分;D、热源部分;E、收集部分。
  放线部分为原料线团(或布)提供支架;含浸部分为线(或布)的浸胶和浸树脂提供容器和牵引动力、折向以及控制浸胶和浸树脂的量的装置等;干燥部分为浸胶和浸树脂后的线(或布)提供烘干通道及保温措施,以及废气的排放装置和牵引折向装置等;热源部分为烘干部分提供热源,一般为热风。热风从干燥部分的底部进入,从干燥部分顶部的排气口排出,其中间过程对含浸后的线(或布)进行干燥处理,从排气口排出的废气还可接入回收装置进行回收,以保护环境。收集部分对干燥后的线(或布)进行收集、堆放,以利于下一步的缠绕工作。附图提供的含浸干燥机组工作过程如下:原料从放线机构中被引出,经过二次折线后,进入树脂槽车内,并在该槽车中,完成浸—挤压—浸树脂过程后,经过滤树脂器滤过,进行一级干燥箱热腔内干燥。线由置于塔顶的线牵引机构牵引上升,经牵引辊折向进入一级干燥箱冷腔向下运动。再经折向后,进入胶槽车内浸胶,然后通过滤胶器进入二级干燥箱热腔干燥,如前所述,完成后,经折向引入收线机构。收线机构上的同步收线对辊对线进行牵引张紧,并收集到集料箱内。

图   含浸干燥机组结构简图

  (5),压、挂橡胶
  “压、挂橡胶”,是指浸渍酚醛树脂后的布(或线),再“浸挂胶浆”或者“压贴橡胶片”。即浸渍酚醛树脂后的布可以压贴胶片,也可以浸挂胶浆;浸渍酚醛树脂后的线,现在还只能采用浸挂胶桨方法。
  具体方法是:浸渍酚醛树脂后的布(或线),通过浸渍橡胶胶浆,经干燥后使其成为含树脂含橡胶布(或线)的浸渍法;或者通过表面贴上一层胶片,使其成为含树脂含橡胶布的压延法。这两种方法,目前以使用浸渍法工艺较多,但采用直接压贴胶膜的方法(又称压延法)也在迅速发展。两种工艺方法的特点是:浸渍法使用汽油等溶剂,适用于含树脂含胶布(或线);压延法则直接与干式胶片贴合,不必用溶剂,但只适用于含树脂含胶布。可以看出压延法对保证含胶量稳定性、热压的工艺性、材料消耗以及安全生产等都是有一定特点的。但压延法的投资较高。
  压延法又有压单面胶与双面胶之别。单面胶可用三辊压延机,而双面胶则一定要通过四辊压延机。现以四辊压延机,压延双面胶为例。四辊压延机有四个相同辊径与转数的压辊,压延时先将橡胶混炼好后,并不断送入上面一对1、2号辊与下面一对3、4号辊,辊压胶片,并使胶片应全包满2、3号辊上。胶片厚度控制在0.2-0.35mm左右,辊温在50-600C。调式2、3号辊的辊距、使含脂布从2、3号辊中间通过时经压延进行挂胶,这时2、3号辊上包着的胶片,就不断的挂压在不断送入的含脂布上,成为含胶含脂布。
  含胶含树脂布。应用衬布卷好。
  在压延时应注意,混炼胶一定要及时放入1、2号辊和3、4号辊之间,使2、3号辊上不能断胶,如胶量不够,要马上停车。同时含脂布应平整的进入压延机中,不能出现重叠、偏离等现象。并应该控制卷含胶含脂布的速度与压延机速度要一致。压好胶的胶布的含胶量约40-60%。并应色泽均匀、光滑、无缺胶等现象。
  由于含胶含脂布幅宽,还要将其用切条机进行切条,宽度约10-14mm。切条机是由两个凹凸切辊构成,将欲切含胶含脂布送入切条机,经两个凹凸切辊,裁成均匀宽幅条状含胶含脂布条。在切条时应随时调整送布方向,防止切斜。切下的布条应及时牵拉,脱离刀口,防止布条卷刀憋车。切下的布条应有序存放在洁净场地。
  (6),缠绕型坯
  缠绕型坯汽车用缠绕离合器面片重要的生产过程,它是将前面介绍的含胶含脂布条,通过专用的缠绕机,缠绕制成。缠绕型坯绕制过程,是将一定重量的含胶含脂布条输送至专用绕制设备胎具内,通过胎具旋转曲柄连杆喂线嘴上下往复运动。形成品内、外交叉,遵循特定的花纹曲线轨迹,在布线盘、压板、锥形辊压下,绕制成具有一定花纹特点的圆状缠绕型坯。使缠绕物布条(或线),经缠绕时花纹曲线轨迹规律有序,曲线峰顶及峰谷交叉于同一内、外径圆周边缘上。
  缠绕型坯的重量差,应在1-3%左右。
  缠绕型坯重量计算:
  投料量(kg)=0.7854 x [(D2-d2) x (h+△h)] x α/106
  式中:D:外径(mm)       
     d:内径(mm)
     h:成品厚(mm)     
     △h:0.6-1.0mm(磨削量)
     α:1.86-1.99 g/Cm3   密度。

  离合器面片缠绕设备
  对缠绕离合器面片的生产原料(布条或线)进行缠绕的目的是为获得用于压制的毛坯。目前国内生产中常见的缠绕方法有两种:一种是用布条缠绕同心圆,一种用线按一定规律进行花瓣编织。用布条缠绕同心圆的方法多见于手工生产,生产效率较低。
  另一种方法将线按一定规律进行花瓣编织,见图  ,该缠绕技术已较为成熟,是国内外缠绕离合器面片生产中毛坯制作的主要方法。以下对这种进行花瓣编织的缠绕机进行介绍。
  缠绕花瓣的基本原理可参照图  说明。当布线盘旋转时,布线管沿图示方向来回运动。线料从管中穿过,落在布线盘上,并保持位置,在图示情况下,布线管运动的最左端位置对应毛坯的内径,最右端位置对应毛坯外径,中间部位形成花瓣。布线管的往复运动频次与布线盘旋转的频次应保持一定的规律。大致的频率一般为2.6:1, 3.6:1, 4.6:1三种,分别对应通常所说的三花瓣、四花瓣和五花瓣缠绕。
  图  是吉林大学机电设备研究所设计的JF414型缠绕机的机构简图。这里,轴(16)曲柄连杆(15)和挺杆(14)完成布线管(11)的上下往复运动,压盘(10)的作用为保持线缠绕后的形状。压紧缸(4)伸出将布线盘(9)往前压,缠绕成形件处于布线盘和压盘之间以保持缠绕后线的形状。变速箱中的齿轮Z1,Z2,Z3,分别与齿轮Z4进行啮合,以获得不同的二种缠绕花瓣。动力源由驱动电机(1)和减速器(3)同时传至布线主轴(6)和轴(16)使布线盘(9)和布线管(11)按上述规律同时动作。

 

 线缠绕花瓣毛坯          缠绕机机构简图

(7),热压
  热压是汽车用离合器面片生产的一项重要操作。热压是在热压机上进行。
  缠绕坯型中的热固性酚醛树脂、橡胶或其它粘结剂,在压模中受热压三要素作用,成为具有一定强度、致密的、具有理想摩擦功能的制品。    
  热压成型工艺参数控制:
  ①温度160±50C。 
  ②压强15-18 MPa。
  ③时间4-5分钟。                             
  缠绕型汽车用离合器面片的热压是在专用模具中进行。一般采用单层或多层压机进行生产,模具在放型前,首先涂抹硬脂酸锌、肥皂水等脱模剂,再将缠绕型坯放入模中。
  热压成型是缠绕型汽车用离合器面片的生产中重要工序,它质量有较大的影响。如果热压时间长,生产效率低;而热压时间短,则产品的耐磨性降低,其它的各项物理性能指标均受影响。所以正确的掌握热压的工艺参数,对保证产品质量是非常重要的。   
  操作要点:
  ①认真检查压机各部位,加热系统,液压系统,并检查模具规格以及上、下模合模时是否正常,并清理好模腔,一切均应符合要求。
  ②将热压模具拉开,擦好脱模剂(一般使用硬脂酸锌或者肥皂水等),将缠绕型坯放入热压模具中,开始合模加热加压。在热压过程中,要不断进行放汽,放汽时间间隔约为20-40秒,约放汽五次左右。然后按热压工艺规定的时间进行保压,达到热压时间后,拉开模具将制品从模中取出。
  ③若采用筒模生产,取出热压后的产品。应磨掉飞边,放在平台上用重物压平,自然冷却。防止翘曲。
  ④若采用平模生产,取出热压后的产品,放在平台上用重物压平,自然冷却。防止翘曲。冷却后的制品飞边要冲掉,使缠绕片的内、外径边缘整齐。冲飞边设备一般是采用普通冲床进行冲制。
  (8),热处理
  经过热压后的汽车用离合器面片,在相当或稍高于热压温度下经过数小时的常压热烘,称为热处理。
  热处理的目的使热压后的制品中的粘结剂,硬化的更彻底和更完全,以使制品性能稳定,尤其是热性能稳定、消除热压后制品中应力,防止出现制品翅曲变形、对人为的热压时间不足,加以补足。减少热压制品的热膨胀系数。
热处理主要设备是热处理箱。
热处理箱是典型的箱式热处理装置。参见吉林大学机电所生产的JF980A型热处理箱
  具体操作:
  将缠绕片整齐套入夹具杆外,每杆夹具穿满后,在夹具顶部,再穿入压盘、压簧、压簧垫,然后用螺母拧紧。将已穿好的每杆面片,按烘箱可装容纳量送入烘箱内。
  热处理是在常压下进行。热处理的重要条件是升温速度、最终温度与热处理时间。一般从室温开始,每分钟升高1-2℃,当烘箱内温度达到110℃时,要求每3-5分钟升高1-2℃,最后恒定控制在150-160℃,保持4-6小时。也可以适当提高至200度。比如使用以石棉为骨架材料,以橡胶、酚醛树脂为复合型粘结剂的制品。也可在200℃,热处理3小时。
    热处理的规律是,制品耐热性有更高要求时,热处理的温度要相对高些,时间也要相对长些。
  在热处理的过程中,升温速度不可过快,因为过快的升温速度,将会使制品因受热过快,容易起泡或者变形。因此热处理的升温速度要严格控制,而且当温度升到120℃左右时,更应严格升温,防止在热处理时出现质量问题。
热处理过程中,要不断地开动鼓风,以调节和控制烘箱内温度应均匀一致。   
热处理结束后,应关闭电源,缓慢降温。温度达到50℃以下时,再取出制品,以防止骤冷使制品走形。
  热处理后的离合器面片手感软硬适度,有一定的韧性。
  热处理参数:

 

温度

100

120 140 160 180

时间/小时

1-1.5 1-1.5 2-4 2-3 2-3

  (9) 缠绕片磨制
  缠绕片磨制,又称磨削加工。因为压制好的缠绕片面片,它的几何形状是由模具的形状所决定的,但是在施压方向,即制品的厚度方向,不能依模具通过压制所决定。因此制品的厚度,只能通过机械加工的办法进行整理,才能达到产品厚度的尺寸要求。机械加工方法,主要是依靠磨削来实现的,因此常称之为磨削加工。
  磨削加工是通过特殊的磨床来完成的。
  磨床主要是由床身、电机、金刚石砂轮及吸尘装置等组成的,是一种专用的磨削机械设备。
  磨削离合器面片的磨床按其工作特点,又可分为单面磨床和双面磨床两种。  
  单面磨床,即对离合器面片一个表面磨削加工的磨床,故称为单面磨床。单面磨床的构造简单,由一台金刚石砂轮,沿床身水平方向移动。离合器面片,被固定在一个旋转的园盘上。磨削厚度通过装在床身上的定位销的调整来控制。
  单面磨床主要的特点,可以人为控制产品二个表面磨削量,因此其磨削的制品精度高。对于厚薄差较大的离合器面片,可以通过磨削量来调整。特别对外径较大的离合器面片更为适用。但单面磨床的生产效率低,劳动强度大。
  双面磨床,是一种同时对离合器面片二个表面进行磨削加工的磨床,故称为双面磨床。在磨床上装有二台相对旋转的金刚石砂轮,中间为被磨削加工的离合器面片。构造比单面磨床稍微复杂。离合器面片在二个旋转的金刚石砂轮的中间,二个旋转的金刚石砂轮,有一个是定位的,另一个是变位的可沿水平方向自由移动,来调整与定位金刚石砂轮的距离以控制磨削厚度。并由定位装置控制。
  双面磨床主要特点是产量高,劳动强度低,适合批量生产。
  双面磨床的磨削对离合器面片两面磨削,磨削厚度相同,因此想通过磨削办法,来调整两个表面的不同磨削厚度就难了。它不像单面磨床那样,可以控制离合器面片的每个表面的磨削量。
  磨制离合器面片,应认真作好磨制前的各项准备工作,检查金刚石砂轮锋状态,若用普通砂轮还应进行铲修,达到平整锋利。装好磨片挂具,开动抽尘设备,再开动磨床。根据产品图纸要求,磨制离合器面片。一般情况下应磨三遍。第一遍去皮找平。先以磨离合器面片有槽表面作为基准平面,将表面黑皮尽量磨掉。第二遍磨另一面应尽量磨去余量。第三遍将片再翻过来进行磨削,达到产品图纸的规格尺寸要求。
  在磨制过程中应随时检验磨制尺寸,防止磨制过程中出现超差。
  生产厂普遍采用的这种比较简单的离合器面片单面磨床或离合器面片双面磨床,由于磨制的精度及生产效率上已不适应需要。吉林工大机电设备所结合国外技术根椐国内现状,开发研制的磨制离合器面片设备已经被普遍利用。如图   所示。
  a. 双面磨床
  图  给出了常见的双面磨设备原理。两个砂轮逆向旋转,砂轮盘面为加工工作面。当可轴向移动砂轮向左移动将衬片压向不可轴向移动砂轮面时,两砂轮同时磨削工件衬片的上下表面。工件在此两面磨削力的作用下难以保持平衡而产生旋转,从而完成对整个表面的加工。该方法在控制单面磨削量,磨后整片的厚度及防止磨后衬片翘曲变形方面需要仔细调整。

   离合器衬片双面磨方法原理

  b. 单面磨床
  用砂带机加工离合器衬片表面是一种传统的方法,其优点是加工质量好且加工量可调,选用足够大尺寸的砂带后,有较好的适应性。缺点是砂带的耗费大,使用成本高,图  所示的砂带机工作过程如下。
  启动电机,使输送带和砂带分别按图示方向运动。其中输送带在托板上表面滑过,托板起承载和定位作用,操作者将工件置于输送带上,从下部砂带辊和输送带间的间隙中通过,完成对工件上表面的加工。调整上述间隙,即调定加工量。

  单辊磨床
  单辊磨床是对砂带机进行改良而出现的设备。其特点是将砂带机的砂带改换成人造金刚石的柱状砂轮。工件的输送,定位基本同砂带机。图   所示的离合器片磨床是其中的一种型式,其工作过程与砂带机类似。

  双辊磨床
  由于离合器片一般均需两面加工,故在单辊磨床的基础上又发展成一次装料完成双面加工的双辊磨床,如图  所示。该机在磨辊总成上设三根辊轴。中间辊轴为定位托辊,固定不可调,上、下两辊为柱状砂轮辊,可上下调节,以适应不同片厚。工件由进料架6送入,从上部砂轮辊和定位辊中经过,完成上表面单面加工,经出料总成9送出至二次进料总成10。二次进料总成10将离合器原上、下表面方向不变地送入,从定位辊和下部砂轮辊间通过,完成下表面单面加工,从回料总成5送出。

   随着生产技术的不断发展,目前已经出现了离合器面片组合式磨床。组合式磨床,磨削离合器面片,已经达到相当高的自动化程度。日本采用全自动的磨削设备磨削离合器面片,主要特点是采用砂带代替砂轮。在一套磨削设备上,由送片机构送入离合器面片后,经高速运转的砂带先磨离合器面片的一个表面,送入第二条高速运转的砂带上,此时离合器面片,已经翻转了一个180度,进行另一个表面的磨削,然后送入第三条砂带时,离合器面片又被翻转180度,这样磨削的制品表面光洁度较好、效率高、而自动化程度也高。还无粉尘,生产环境好。更重要的是由于磨削量较小,所以生产材料消耗较小。自动化程度较高、质量好,效率高。
  磨制后的离合器面片表面应平整,内、外径厚度均匀一致,不允许有起泡、龟裂、分层、凸凹等影响使用的缺陷。
  (10),缠绕离合器面片钻孔、洗片。
  缠绕离合器面片钻孔,一般使用普通钻床与普通钻头,近来已开始使用专用的钻孔机与合金钻头。不但钻孔质量有了提高,而且效率也有很大的提高。见  图
  离合器片钻孔设备
  离合器面片上钻孔,一般为制造离合器面片加工的最后一道加工工序。
  离合器面片上的孔数一般较多,排布和形状各异。利用机器来钻孔,是批量生产离合器面片的必备条件。目前常见的钻孔机械有两种:一种如图  所示。
  该机械利用一动力盘,动力盘按产品的孔位进行输出轴布置,动力盘上的输出轴的个数与产品的个数一致。工作时动力盘一次上下,即可完成一件工件的钻孔工作。其优点是加工精度容易保证,生产效率高。缺点是孔距过小时不易实现。而且对应一种工件须加工一动力盘,制造和使用成本较高。
  另一种方法用可调节的钻头单元组合来代替上述动力盘的功用(如图    所示)。处于承载环(20)上的(最多8个)钻具总成(21),自身带有电机作为动力源,并可在承载环上转动或移动,然后固定。工件上的钻孔不要求一次完成,按工件上孔的排列规律,找出适当的分度角度,使胎具(件17下部)进行分度钻孔。每分度一次承载环上下一次,完成数个钻孔(由承载环上所安装的钻具总成确定),胎具旋转一周,将工件上所有的孔全部钻出。与前一种方法比较,该方法具有适应性好,功能全,操作方便等优点,但生产效率与前者相比相对较低,制造成本略为偏高。
  以下介绍图  所示方法的工作过程。工件由人工叠放在工件堆放架(12)前,送料Ⅰ自动将工件推出一片,送至槽定位工位,槽定位板下压对其进行周边定位,并带动工件旋转,完成槽定位。然后槽定位板升起,送料Ⅱ (1)将工件送至钻孔工位,同时将完成钻孔的原工件推至成品下料架(8)上,夹紧缸(2)动作,压紧工件,并完成对工件的定位。承载环下上一次,完成一次钻孔。分度电机(15)带动胎具分度,承载环再次下上,完成另一次钻孔,直至胎具旋转一圈,完成整片的钻孔。夹紧缸升起,送料Ⅱ 动作,将另一件送入。送料Ⅰ推出工件在槽定位工位完成槽定位的动作,在承载环钻孔的同时进行,并可预先完成。整机的动作由PLC控制。钻具总成上带有钻深微调旋钮。大小孔的尺寸及公差由钻头保证。

 图    动力盘钻孔专机示意图

图   JF470离合器片钻孔机结构简图

  后表面附着较大的灰尘。若为主机厂配套用,还要进行表面防锈处理。这是为了防止离合器面片装配后会出现粘连现象。所以配套用比较强调此要求。而维修使用则不必做此处理。
  为此,有些厂采用水洗的方法进行除尘、防锈。离合器面片的水洗在专用的水洗装置中进行。水洗时在水中加入一定量的液体聚乙烯醇(或亚硝酸钠),配成一定浓度,水洗也非常简单,将离合器面片浸入水溶液中,被流动的水冲刷就可达到目的。
  二、机械用离合器面片
  机械用离合器面片,广义上说还包括离合器块、方形块、腰形块、长形板、齿轮片、鞍座块等等。因此,我们将机械用离合器面片称为机械用离合器面片类较合适。
  虽然工程机械种类繁多,摩擦材料制品更是形状各异,有些机械用离合器面片的体积也很大,笔者曾生产过直径1000×630×57mm,每片重58公斤的机械用离合器面片。但其有共同点就是传递动力。也有共同的性能要求,即工作负荷较大,性能要求较高。主要是具有较好的物理机械性能(抗压强度、抗弯强度、表面硬度、冲击强度等)、足够高而稳定的摩擦系数、特别是要有好的耐磨性等等。
  机械用离合器面片生产工艺过程,和一般汽车用摩擦材料干法相同,生产使用原材料与设备,差别也不大。生产机械用离合器面片与汽车用离合器面片的主要区别是所使用的冷、热压成型模具结构不同。由于机械用离合器面片几何形状特殊,产量较小。所以使用的冷、热成型模具一般采用简易模(俗称笨模)方式较多。如生产齿轮形的机械用离合器面片,其模具结构就较复杂,而且设计生产使用的配方时,不但要考虑对一般摩擦材料要求的性能,而且还要考虑制造过程中的工艺性能需要,否则产品合格率就很低。
  机械用离合器面片是以短纤维为主要增强材料,以酚醛树脂为粘结剂,混与其它填充材料,经混合、热压等工序操作而成,主要是供各种机械设备制传递动力之用。机械用离合器面片的组成成份,目前还是以石棉绒为骨架材料、改性酚醛树脂为粘结剂、并混加各种填料制成品居多,非石棉的机械用离合器面片,目前处在开发研制中。所以非石棉类机械用离合器面片还不多见。
  工艺流程:
  配料→ 混料→冷压型→ 热成型→ 热处理→磨加工→ 检查 → 包装→入库
  (二)工艺简述:
  1、混料:
  将配方规定的各种原材料准确称量,混成均匀的混合料,即压塑料。
  (1)、原材料经检验符合要求后,按配方要求准确称量,投料公差控制:
  ①树脂±0.01kg,
  ②增强纤维±0.1kg、
  ③各种填料±0.05kg
  (2) 经混合后的塑压料应混制均匀。具体要求:
  ①混合料外观应无外来杂质。以配方规定为标准。
  ②混合料中增强短纤维等各种物料应松散均匀, 无结团或疙瘩。
  ③不同配方的混合料不得互混, 更换配方时, 要清理混料机。
  2、冷型
  冷型是指于常温下,经压力作用将松散的塑压料压成有一定形状和一定强度的操作。压出的制品称为冷型。压冷型可使热压模具体积减小,造价降低,使用寿命长。同时热压操作也比较容易,产品质量稳定好,尤其产品是外观质量较好。
  (1)、检查压机、模具等。按品种规格准确计算投料量参阅********
  (2)、称好塑压料均匀倒入模腔内,压制时缓慢合模,防止由于过快合模喷出压缩料。冷型重量应控制在规定公差范围内。型坯重量公差以外直径计:
  ≤ Φ300mm    ±0.002kg,
  Φ300-388mm    ±0.005kg,
  ≥Φ300mm     ±0.007kg。
  (3)、冷型应边角整齐、薄厚均匀、无松散现象。
  (4) 冷型要堆放正齐、标明生产日期、规格、批次、杜绝不同的配方混放。
  4、热压
  热压成型是在150℃以上进行压制,所以称为热压。热压对产品质量有很大影响,所以严格控制热压的参数即所谓热压三要素是非常重要的。机械用离合器面片热压工艺主要参数控制:
  (1)热压时间:适具体规格而定。一般控制为每mm厚度应40-80秒。
  (2)热压温度:压制温度155±5℃。
  (3)单位面积压力:15-20Mpa。
  热压时间一般控制为每mm厚度应40-80秒,是因为其形状不同受热状态也不相同,一般规格通常的热压时间一般控制为每mm厚度应50-60秒左右。   
  热压时在热压模腔内均匀涂擦硬脂酸锌、肥皂液等脱模剂,放入完好无损的冷型,若有轻微破损应在破损处补放同种同量的塑压料,然后合模加热、加压、放气,直至无气体为止,大约放汽3-5分钟。然后按工艺要求,控制压强与温度,保持压制时间。待到达规定的压制时间后取出产品。压制时间不易过长,过长是生产效率上的浪费,相反压制时间过短,则产品质量会受严重影响,压强如过大,则会使物料压出,产品厚度与质量有影响,压强过低则结构不好,也会影响质量。 出模的产品应去掉压制出现的毛刺和飞边。
  热压后的产品外观质量要求:
  ①去掉毛刺和飞边, 避免走型翘曲。
  ②不允许有分层、裂纹、起泡、缺边少角;表面颜色一致。
  5 热处理
  热处理是为了机械用离合器面片的粘结材料能够彻底固化,以提高摩擦性能与热稳定性。热处理是在热处理专用的热烘箱中进行,热烘箱是由自动控制的加热系统与箱体组成,其容积较大,并可摆放多层,同时在热理过程中,箱内的气体循环以使箱内温度均匀。其使用的热处理设备与汽车用摩擦材料进行热处理设备相同。
  热处理时将热压后的机械用离合器面片,装入热处理周转箱,再将其装入箱中进行热处理。
  热处理的时间----温度曲线,按下表控制: 
  热处理----时间温度曲线


温度(0C) 110 130 150 160

时间(小时) 1.5 2.5 3.0 3.0

  6、磨制:
  磨制是对热处理后制品进行的一种加工,使其厚度经加工能达到技术标准要求。磨制用专用磨床。根据制品形状的不同、加工表面位置的不同,则需采用相应的磨床。如磨平面可用汽车用离合器面片磨床;若磨弧面则可用汽车用鼓式刹车片内外弧磨床。对其它表面要求加工的则也可以采用机械加工的方法。
  磨制后的产品应清除表面粉尘,产品外观整洁。
  特殊有要求钻孔的机械用离合器面片,钻孔时要检验钻胎、钻头,并用验胎检验孔位,测量孔边距、台高,孔边缘应平滑, 不允许有 “掉肉”、 “双眼皮” 等异常现象。

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