您现在的位置:首页 >> 中国碳陶材料网

第二章 长纤维类摩擦材料模压成型生产工艺(上)

浏览次数: 日期:2017-07-31

长纤维类摩擦材料模压成型生产工艺

长纤维类摩擦材料模压制品,在摩擦材料制品中,是除短纤维类摩擦材料模压制品中产量较大的另外一类制品。这类摩擦材料中的离合器片产量最大,也是长纤维类摩擦材料模压制品中最重要的产品之一。

离合器面片生产工艺,系以长纤维纺织物(布或线)为增强材料,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离合器片,称之为缠绕离合器片,简称缠绕片。

缠绕离合器片具有线条分布均匀、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、摩擦性能较稳定、使用寿命较长等特点。缠绕离合器片是典型的长纤维类摩擦材料模压成型制品。

一、生产工艺流程

采用长纤维摩擦材料模压制品,是现在国内外生产离合器片的主要生产工艺。但是由于在浸胶浆还是包挂上胶、贴胶等方式不同,其生产工艺方法也是不完全相同的。所以又将其生产主要细分为以下数种生产工艺:

⒈缠绕离合器片二次浸渍胶浆生产工艺流程:

(线或布)浸树脂溶液→干燥→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

⒉缠绕离合器片一次浸渍胶浆生产工艺流程:

(线或布)浸胶脂浆→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

⒊缠绕离合器片贴胶生产工艺流程:

混炼胶

                ↓

布浸树脂溶液→干燥→贴胶片→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

⒋缠绕离合器片贴胶的生产工艺流程:

混炼胶

                 ↓

线浸树脂溶液→干燥→包胶片→分割胶线→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

⒌缠绕离合器片贴胶的生产工艺流程:

混炼胶→制胶片卷

                    ↓

树脂线→辊压包胶→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

⒍缠绕离合器片贴胶的生产工艺流程

混炼胶→制胶片

                ↓

树脂线→挤压包胶→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

⒎无橡胶缠绕离合器片生产工艺流程:

(线或布)浸粘浆→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

长纤维摩擦材料模压制品主要用于汽车缠绕离合器片。

二、 工艺简述

 缠绕离合器片生产工艺方法较多,但最常用的仍以缠绕离合器片二次浸渍胶浆和缠绕离合器片一次浸渍胶浆的生产工艺较多。其工艺特点是,采用橡胶为主要粘结材料,具体方法是,先将橡胶进行素炼,再按配方要求,将各种材料在炼胶机上进行混炼或者是通过密炼机将橡胶与配方规定各种材料一起进行密炼。再经制胶片工艺处理,制成薄型胶片,用溶济油(或汽油)浸泡溶解,制成橡胶胶浆。然后将长纤维的制品线或布进行浸渍,经干燥、缠型、热压等工艺加工制成制品。工艺较长,因此制样周期较长一般生产周期为5~7天。最近投产的无橡胶缠绕离合器片,由于该工艺不用橡胶和汽油,节省了炼胶等操作,不但减少了工序、节省了工时,而还节省了电耗。同时还具有摩擦性能稳定、耐磨性突出,通过定速摩擦性能测试,在450℃时摩擦系数可达0.32以上,磨损率仅达0.5×10-7cm/N.m以下(注:定速试验机试验程序经过改造,可试至450℃)。所以无橡胶缠绕离合器片是一种具有较大发展空间的新型缠绕离合器片生产工艺。下面,将对橡胶为粘结剂的长纤维缠绕离合器片生产工艺称为传统工艺,将无橡胶的长纤维缠绕离合器片生产工艺称为新工艺,分别作一介绍。

传统工艺介绍:

1酚醛树脂溶液的配制

⑴酚醛树脂溶液的配制

缠绕离合器片生产,是先将缠绕离合器片用的骨架材料布(或线)。再浸入酚醛树脂或改性酚醛树脂的溶液。酚醛树脂的溶液主要有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乙醇(或甲醇)溶解至一定浓度后,配制成溶液。

配制酚醛树脂溶液的的经验配方:

材料名称

规格

重量比

材料名称

规格

重量比

热塑性酚醛树脂

粉状

1

酒精

 

6.9

六次甲基四胺

 

0.1

合计

 

8

按配方规定的量,先将热塑性酚醛树脂(如酚醛树脂2123)加入树脂溶液配制罐,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,达到要求就可放出使用。

为提高酚醛树脂树脂的溶解速度,也可采用两种以上的溶剂混合使用。

按长纤维制品包括缠绕离合器片生产配方要求,将所需各种原材料如橡胶、树脂与各种促进剂、硫化剂、防老剂等,准确进行称重并装入相关容器中或由自动称量后放入混制设备中、密炼机、开炼机等。配料目前有采用手工办法或采用微机控制的自动配料系统。

配料要求称量要准确,每种材料在称量时要保证在规定的误差范围内。本工序人工操作引起的不准确因素也相当多,尤其是使用一些调色材料,更应准确掌握。因此要有相应管理制度进行严格控制,否则再好的配方也不能保证产品质量的稳定。

酚醛树脂溶液的主要技术要求:

① 酚醛树脂溶液的溶液中不应含有未溶解的树脂颗粒或外来杂质。

② 酚醛树脂溶液颜色应均匀一至。

⑵水溶性酚醛树脂的制备

无橡胶缠绕离合器片,由于完全去掉了使用各种类型溶剂,因此,也不用酒精类材料,而是应用一种水性酚醛树脂作为粘结材料。水性酚醛树脂,可与水以任何比例互溶。水性酚醛树脂制备方法,采用苯酚与甲醛为原料,在一定的克分子比和适量的碱为催化剂条件下。严格控制反应温度与反应时间内制造水性酚醛树脂。

在树脂生产条件下,酚、醛用量比,对其性能影响较大。将酚、醛用量比控制在适当比例范围内。比例多或者少,所制备的水性酚醛树脂在一些性能上,都不能全面的达到新工艺的要求。

制备的水性酚醛树脂可与水以任何比例相混合,而在自然条件下贮存时还不产生分层脱水现象,这是无橡胶缠绕离合器片新工艺需要具有的一个极其重要的特性。否则该树脂使用就成问题。

根据水性酚醛树脂基缠绕离合器片生产新工艺的要求,选用的水性酚醛树脂的主要特点是:

①稳定性较好,将该树脂在自然条件静置存放。通过存放700小时试验,未见树脂发生变化或发生有分层脱水现象,说明了这种树脂存贮的稳定性,能够满足生产要求。

②热性能好,用该树脂制成的样品,可进行450的摩擦性能试验,摩擦系数可达0.32以上。

③实用性,将该树脂于较低温度约10左右存放后,粘结度降低较多,但将该树脂再进行加热到一定温度后,其粘结性即可恢复到原来较好状态。

④树脂含量的控制。对设计合适的缠绕离合器片配方很重要。

水溶性酚醛树脂,具有制造工艺简单,不产生污水,对环境不产生污染的特点。

⒉混料

⑴含橡胶的混合料

缠绕离合器片的生产,常用的是含橡胶或不含橡胶两种工艺方法。含胶的混合料采用的混料方式一般是通过密炼机,或者使用开炼机进行混合。混炼胶料的主要作用是将配方规定使用的各种材料,通过相应的混料设备进行混合,达到均匀。制成含胶的混合料胶片。而在此工艺过程又分为湿法或干法生产工艺,其主要区别密(开)炼机,通过设备强力作用下,将橡胶与各种促进剂、硫化剂、防老剂等混合均匀。

在于所用的粘结材料是液体还是固体,用液体粘结材料称湿法工艺;而用固体(粉状)粘结材料就称之为干法。工艺的不同所采用的混料的设备也完全不同。湿法工艺混好的料,还要采取工艺措施,进行干燥,使所制出的湿料达到热压的要求。

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,使之达到全部溶解。

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爆区,同时按有关管理规定,严禁用火,注意安全。

⑵无橡胶的混合料

无胶的缠绕离合器片的生产工艺的混合料,比含胶工艺简单多了,不用大型机械,如密炼机、溶胶机等,而只用是一台高速(立式)混料机中进行混料。按配方规定称好所用材料,再加入到立式混料机中,经定时控制混料时间,一般为3~8分。立式混料机结构简单,只有一根高速旋转的一字搅拌翅,每分钟在600转以上即可。混好的料放出就可以进行浸渍长纤维增强材料了。

混合料的技术要求:

① 无胶胶料应混合均匀、无有未混好的料粒或料团。

② 混好胶料粘稠、细腻、有光泽。

3浸渍树脂与干燥。

生产石棉或非石棉缠绕型的汽车用离合器片,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(一般控制在7~12%)。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。干燥方法有自然干燥与强制干燥两种形式。生产批量较大的适于连续生产的方法操作,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。分别进行浸渍与干燥两种操作,采用自然干燥方法。                      

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强制加热干燥,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,干燥塔高十几米,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,可以控制浸渍物的树脂含量。

干燥好的布(或线)浸渍物,应该树脂浸渍量均匀、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。

为搞自己的特色产品,还要对所用的增强纤维进行染色,如染红色、绿色、黄色等不同的颜色。染色通常在浸渍酚醛时同时完成,即浸树脂又染色,然后经干燥(或凉干)。颜色要根据工艺需要选择油溶、醇溶或水溶。

目前所用的颜料,常采用酞菁, 酞菁蓝颜料有色泽鲜艳、着色力强、性能稳定、耐光耐热、耐溶剂性好等特点,酞菁绿G具有很好的各种应用性能,例如,它的耐光性、耐热性、耐候性以及耐溶性等都相当优异。颜色鲜艳,着色力高,耐晒及耐热性能好,属于氯代铜酞菁不褪色颜料。
    也有染红色的,多数用氧化铁(铁红)进行着色;而染黑色,则多以碳黑或用苯胺黑作为着色材料进行染色。

染色的方法多数是先将颜料与所用的酚醛树脂配混一起,再进行浸渍。也有将颜料填加到胶料中,进行混合,再进行浸胶带色的胶浆,制成具有特色的制品。

重要的是要有适宜的染色方法可以保证质量的稳定。

新工艺染色布较方便,因为采用水性酚醛树脂,颜料也用水溶性颜料,一般采用将颜料溶于水后,再与水性树脂混合,直接染色和浸渍树脂,经干燥后再浸胶。

4胶浆制备

将前工序制好的橡胶混合料,再通过开炼机制成胶片,以利于溶解制浆。出片时要调整辊距约1-2mm左右,制成胶片厚度1-2mm左右、面积50-100mm2左右混合胶胶片。胶片太厚不利于溶胶会延长溶胶时间。根据配方的不同,胶片所用溶剂油的比例也不相同。一般控制的比例约在胶片:溶剂油=1:0.7~2.0左右。

称量制好的胶片,放入打胶浆机中,先按规定用量准确投入部份(一般采用分两次加油)溶剂汽油并盖好进行搅拌。搅拌约2个小时后,再加入另一份的溶剂汽油,继续搅拌2~6个小时,待胶片完全溶解。制好的胶浆稀释成一定的胶浆浓度(各厂家浓度控制不一)备用。用溶剂油量大则配制的胶浆浓度较稀,反之则胶浆浓度较稠。溶胶时间约4~8小时。制成的橡胶胶浆主要技术要求是:

①含胶胶料应混合均匀、不允有未混好的料粒、料团或胶料疙瘩。

②混好胶料应粘稠、细腻、有光泽。

5浸渍设备

用于缠绕(或编织)离合器片压制毛坯的原料布(或线),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。热风从干燥部份的底部进入,从干燥部份顶部的排气口排出,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。收集部份对干燥后的线(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(或布)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。

进行浸树脂的操作,必须适当控制浸液酚醛树脂的浓度,因过高的酚醛树脂浓度,会使线(或布)表面粘附的树脂层过厚(或过量),造成一种树脂没干的假象,会给下线(或布)造成困难,盲目的加高干燥温度或延长干燥时间,都是不可取的。出现这种现象时,一定首先要检查所用树脂浓度是否合适,防止出现浸脂不合格,造成废品。

浸渍树脂对缠绕(或编织)离合器片的质量影响很大,尤其是制品的耐磨性影响十分明显。这是由于浸树脂后的增强材料表面结构特性发生很大变化,使原松散状态的纤维束被树脂液粘合起来,成为致密结构增强材料,在摩擦工作状态下,提高了耐磨性,也稳定了摩擦性能,因此对控制浸渍树脂的操作越来越受到重视。用二步法替代一步法也越来越受到重视。

6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(或包贴)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,制品耐磨性较高些。所以,所用线(或布)浸树脂的量与浸渍质量关系相当密切。

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50-60C。调式2、3号辊的辊距、使含树脂布从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树脂布上,成为含胶含脂布。

含胶含树脂布。应用衬布卷好,防止粘在一起,使用时困难。

             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号辊间不能断胶,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40-65%。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。

这是简单的用普通开炼机,在贴胶时,于炼胶机前车辊的上面与辊成约45度角处,加装一个直径为炼胶机辊1/4小辊,就可将炼胶机临时改作为压延机用,能贴一面胶,这种改制方法简单,投资较少,工效不很高。

7缠绕型坯

缠绕型坯是缠绕离合器片重要的生产过程,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)=1/4π 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

例:某种载重汽车缠绕型离合器片的外径Φ=279mm,内径Φ=165mm,成品厚度为3.6mm,试计算压制时的投料量。

投料量G=1/4π·(D12-D22)·(h+δ)·d

该种离合器片为缠绕型品种,经实测其密度为1.8克/厘米3,其直径属中等大小,故加工余量设定为0.6mm。

G=1/4π(27.92-16.52)·(0.36+0.06)·1.8

 =1/4 · 3.14(27.9+16.5)(27.9-16.5)· 0.42 · 1.8

 =1/4 · 3.14 ·44.4·11.4· 0.42·1.8

 =300.4克≈300克

故其热压成型时压塑料投料量应为300克。

离合器片缠绕设备

对缠绕离合器片的生产原料(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“胶脂布”条缠绕成同心圆,另一种是用“胶脂布”条线,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。同心圆的制品抗爆破裂强度高于花瓣型制品,但同心圆制品易翘曲变型。

另一种方法将“胶脂布”线,按一定规律进行花瓣编织,该缠绕技术已较为成熟,是国内外缠绕离合器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3.6:1、4.6:1、5.6:1四种,分别对应通常所说的三花瓣、四花瓣和五花瓣缠绕。花瓣越多,则变型越少、花瓣越少,变型越大。同时,从结构上分析,应是花瓣越少、越按近同芯圆,抗爆破裂强度越高,而花瓣越多,抗爆破强度越低。但花瓣越少,制品的翅曲越严重,因此缠制的花瓣,应根椐各各方面的具体要求而制定。

JF414型缠绕机是吉林大学机电设备研究所设计的,其机构简图是,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。

离合器片缠绕坏型的技术要求:

①缠绕坏型线条规正。具有较好缠绕结构,线条分布均匀,不得有较大的空眼。

②规格符合规定尺寸要求。

③严格控制每片重量±5克的要求。

④挥发份%≤3~5。

⑤表面正洁,干净

8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。     

⑴一般热压成型工艺参数控制为:

①温度160~210C。

②压强15-18 MPa。

③时间120~180秒。                              

缠绕型汽车用离合器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、肥皂水或其它类等脱模剂,再将缠绕型坯放入模中。

热压成型是缠绕型汽车用离合器片的生产中重要工序,对产品质量有较大的影响。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。    

⑵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3~5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。放汽次数,是一个变量,是根据热压具体情况而进行放汽。含汽量较大时,就要多放、而含汽量少,则就要少放;同时还要根据所用树脂的性质而进行适当调整。放汽次数应是越少越好。新工艺热压放汽次数较多,因含水量大,有时放一次汽产生很多的汽体,甚至将采用笨模压制时会将上模盖冲出偏位,因此要注意不要压损模具。

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。

⑶热压后的离合器片技求要求:

①边缘正齐、不得有起泡、裂纹等缺欠。

②表面光亮,结构完好,厚薄均匀。

9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。热处理对减少热压制品的热膨胀系数有较明显的作用。对制品摩擦性能影响不大。

⑴热处理主要设备

热处理主要设备是热处理箱。(参考本章第一节短纤维模压制品)

热处理箱是典型的箱式热处理装置。

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。比如使用以石棉为增强材料,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,以防止骤冷使制品变形。

热处理后的离合器面片手感软硬适度,有一定的韧性。

⑵热处理参数:

温度   

100

120

140

160

180

200

时间  小时

1~1.5

1~1.5

2~4

2~3

2~3

2~4

热处理对制品性能作用与热处理的条件的选择,应根据使用配方与生产工艺的不同有所区别。

⑶热处理对制品性能影响

热处理对制品性能影响,到底有多大,应能清楚表述。选择生产量较大的一个产品型号,进行了热处理对制品性能影响试验,以进一步了解和掌握热处理生产工艺参数方面对制品性能一些影响。

在生产工况条件下浸胶布、热压、热处理与磨制等。完全按现生产工艺执行。

为了测试比较合理的热处理时间与温度等工艺参数影响,我们又对此作了具体热处理参数规定:

热处理温度190±5

热处理时间为1、23456789101112小时。方法是将样品同时放入烘箱内,开始加热,当温度升至190±5℃,开始恒温控制,每到一个小时,迅速取出样品,作好标记,一直全部样品取出。(全部试验设专人负责,以防不准)。

产品性能测试

㈠物理性能测试结果:

①热处理与产品密度关系:

热处理时 间(h

1

2

3

4

5

6

密度g/cm3

1.877

1.879

1.866

1.872

1.882

1.906

 

 

热处理时间(h

7

8

9

10

11

12

密度 g/cm3

1.921

1.878

1.907

1.876

1.900

1.888

 

上表中密度值说明了,产品密度与热处理时间,从数椐分析有高有低,说明了产品密度与热处理时间无有直接关系。

冲击强度与热处理时间,从表中数椐可见,应当说从趋势分析,热处理时间一个小时1.822,而热处理时间达12个小时,冲击强度仅达0.891,降低率是51.1%。冲击强度还是随着热处理时间的增长而降低的。也就是说,对产品热处理时间越短越有利于冲击强度。因此说,热处理时间过长会损伤制品冲击强度的。从下图中曲线变化趋势非常明显的看出,冲击强度随热处理时间的增加而有降低的趋势。

这次试验非常明显的得出了一个热处理时产对产品洛氏硬度的影响结论,即热处理时间越长,对硬度的增大有十分明显的作用,因此通过热处理时间的设置的合理控制,对产品的洛氏硬度控制是最有效的。

 

图中摩擦系数曲线可见,基本线型相近。至350℃时,摩擦系数均下降,这是配方性能所至。也可以看出,摩擦表面无差别。(见下图)磨后的表面均为正常磨损.

 

并从批量试产中随机提取样品,进行性能的较多项目的测试。对摩擦性能也是按热处理时间每一小时提取样品。然后进行性能测试,结果如表内。

上表中数椐表明,摩擦性能与热处理时间关系不是很大,但磨损率应说还有明显的影响。热处理1~4小时,基本变化较小,而超过7个小时,其磨损率确明显加大,而测试数据显示,热处理时间超过十个小时,对高温摩擦系数也无有利作用。所以试验可以认为,对制定准确的热处理工艺是十分重要的,而对降低生产成本,提高制品质量,也是有重要作用的。

10缠绕离合器摩擦片磨制

缠绕离合器摩擦片磨制,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。

①单面磨床

单面磨床,即对离合器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片,可以通过磨削量来调整。特别对外径较大的离合器片更为适用。但单面磨床的生产效率低,劳动强度大。

磨制离合器片,应认真作好磨制前的各项准备工作,检查金刚石砂轮锋利状态,若用普通砂轮(现在采用砂轮磨具已很少)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,磨制离合器片。一般情况下应磨三遍。第一遍去皮找平。先以磨离合器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。

②双面磨床

双面磨床,是一种同时对离合器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,另一个变位可沿水平方向自由移动,通过调整与定位金刚石砂轮的距离,来控制磨削厚度。并由定位装置控制。

常见的双面磨设备工作原理: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时,将衬片压向不可轴向移动砂轮面时,两砂轮同时磨削离合器摩擦片的两个表面。离合器摩擦片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。

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,可以控制离合器片的每个表面的磨削量。

③单面砂带机磨床

用砂带机加工离合器摩擦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。

④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。

⑤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片组合式磨床。组合式磨床,磨削离合器片,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片后,经高速运转的砂带先磨离合器片的一个表面,送入第二条高速运转的砂带上,此时离合器片,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。

磨制后离合器片的技术要求:

①表面应平整,内、外径厚度均匀一致。

②不允许有起泡、龟裂、分层、凸凹等影响使用的缺陷。

③磨制厚度严格按用户要求。

    对这些要求,看视较为简单,实际上是必须要作到的。比如因为表面磨制的不很平正,相差过大,在使用中车辆就易发生出现抖动现象。由于钻孔的台深不一致,就易造成使用时的受力不均,形成破碎现象,总之在使用中,发现问题越来越多,对离合器片的磨制质量要求也越来越高。

11缠绕离合器片钻孔、洗片。

缠绕离合器片钻孔,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。

离合器片钻孔设备

离合器片上钻孔,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:

①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。

②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。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。

钻孔的几何尺寸如通孔、小孔、大孔及深度,孔台高、大小孔相邻梯形斜面角度,各孔距离分度尺寸,尺寸项目均按产品图纸要求进行加工。因为孔位若有误差,则会影响装配质量。

应该指出的是,有些对离合器片钻孔,采用冲制的方法,即通过冲压方法,将离合器片放在一定吨位的冲床上,进行冲孔。几十个孔一次完成,虽然这种方法,生产效率高,但有时会出现孔周边(不易肉眼观察的)毛细裂纹,这样的制品,在重载工作下使用过程中,特别易出现离合器片碎裂,现已引起人们的重视。

缠绕离合器片经钻孔后,还要对表面进行处理。处理的目的主要是除去因经磨制加工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。

所属类别: 技术应用

该资讯的关键词为:中国碳陶材料网  碳陶摩擦材料 

九通股份            辽宁汽车刹车片          九通刹车片          辽宁碳陶摩擦材料          誉鼎刹车片

版权所有 ©  2017     九通新型摩擦材料(朝阳)股份有限公司 严禁转载    辽ICP备16006838号-1     中企动力   提供技术支持     【后台管理】  企业地图