胡巧青 付昕

【摘 要】我公司自动变速箱制动器用摩擦片，属于薄片制品，厚度小，易变性，且钢片上粘接的摩擦材料表面存在凹凸，难以使用常规机械测量工具对成品摩擦片的型面尺寸进行测量，为此设计了用于判定成品摩擦片下线检验的专用检测装置，该装置结构简单，使用方便，成本较低，占地面积小，便于投制，且可对摩擦片分类存放。

【关键词】自动变速箱；摩擦片；型面尺寸

一、引言

摩擦片作为自动变速箱制动器主要元件，通过摩擦吸收动能和制动，使车辆能够安全可靠地工作。摩擦片由芯板和摩擦材料组成，其成品厚度、平面度，直接影响摩擦片组的装配间隙、制动器的装配质量，是影响变速箱换挡性能的的重要因素。若摩擦片厚度过大、翘曲变形，会使摩擦片装配间隙过小，制动器在脱离时不完全，加剧摩擦材料磨损，造成发热量过大，产生粘着损伤或摩擦片烧伤破坏；若摩擦片厚度过小，会使摩擦片装配间隙过过大，致使制动器工作时，反应速度慢，换挡时间长。所以摩擦片的成品质量检验尤为重要。我公司自动变速箱开发过程中，需要试制一批摩擦片，摩擦片的厚度在2mm左右，如图1所示，属于薄片制品，厚度小，易变性，且在钢片上粘接的碳纤维摩擦材料表面存在凹凸，有一定的可压缩性，难以使用常规机械测量工具对成品摩擦片的型面尺寸进行测量。为此设计了用于判定摩擦片基体和成品摩擦片型面尺寸检验的专用检测装置，该装置结构简单，使用方便，成本较低，占地面积小，便于投制，且可对摩擦片分类存放。

图1

二、摩擦片型面尺寸要求

摩擦片由芯板和摩擦材料组成，其型面尺寸主要有摩擦片厚度和整体平面度两方面。

摩擦片的最终厚度关系到摩擦材料的有效厚度、摩擦性能、使用寿命，同时又影响到摩擦片组的装配间隙、制动器的装配质量，因此，摩擦片厚度需要在一个合适的范围内，既不能过大，也不能过小，摩擦片的厚度及均匀性也就成为摩擦片首先需要检测的项目。

摩擦片使用工作面和芯板內圈齿的平面度是摩擦片的第二个检测项目。若是摩擦片使用工作面或芯板内圈齿的平面度不合格，可能会导致摩擦片与对偶片的接触摩擦压力不均，局部过热、过量摩擦，使摩擦材料撕裂、脱落，也可能会使摩擦片的芯板直接与对偶片接触，导致摩擦表面接触状态不平稳，扭矩传递出现异常，导致制动器工作出现异常。同时，制动器摩擦片在工作过程，需要承受的高温、较大的载动冲击力和剪切应力，会加剧摩擦片翘曲变形，甚至导致摩擦片芯板断裂，制动器失效。因此，摩擦材料粘接前和粘接后，均需要检测摩擦片的整体平面度。

三、设计原理及结构

该下线检验装置采用限形限位原理，对摩擦片的型面尺寸进行检验，避开结构复杂，成本较高的电子或微机设备，用于自动变速箱制动装置中摩擦片试制过程中的型面尺寸检验，检测装置的结构简易图及作用如下：

图2（1为底座，2为上限尺寸限位块，3为下限尺寸限位块，α为底座A的斜面角）

参见图2，该检测装置包括：①设置有斜面的底座1，底座1为楔形，斜面角度为α，在人为初始力及摩擦片自重下滑力的作用下，可使待检摩擦片顺利在底座斜面上滑行，实现快速综合检测；②呈凹形结构的上限尺寸限位块2、下限尺寸限位块3；上限尺寸限位块2、下限尺寸限位块3分别倒置在斜面的顶端和底端，与斜面垂直设置，斜面上设置有若干组螺栓孔，上限尺寸限位块2、下限尺寸限位块3分别通过螺栓固定在斜面的螺栓孔上。

两限位块用便于拆卸的螺栓垂直固定于底座斜面上，可根据所需检验的摩擦片随时调换限位块，即可保证检测装置的通用性，又可达到换产方便，省时省力的目的。上限尺寸限位块2限定摩擦片的上限尺寸，若摩擦片的厚度超过上限尺寸，摩擦片将不能贯穿通过上限尺寸限位块与底座间的间隙，摩擦片尺寸不合格，记为1类产品；反之，摩擦片顺利贯穿通过，说明摩擦片的厚度低于上限尺寸，记为2类产品；下限尺寸限位块3限定摩擦片的下限尺寸，若摩擦片可以顺利通过上限尺寸限位块（2类），却不能贯穿通过下限尺寸限位块，说明摩擦片的厚度介于下限尺寸和上限尺寸之间，摩擦片尺寸合格，记为3类产品；反之，若摩擦片可以顺利通过上限尺寸限位块（2类），同时也可以顺利贯穿通过下限尺寸限位块，说明摩擦片的厚度低于下限尺寸，摩擦片尺寸不合格，记为4类产品。

在底座1斜面上加工多组螺栓孔，以便于不同尺寸限位块的更换，可适用于多种摩擦片的检验。在检测装置两侧设置接料盒，根据检测情况，将合格品与不合格品区分放置，提高工作效率。

四、其他技术要求

设计制作时需根据不同摩擦片产品的尺寸，选摩擦片圆周直径最大值为依据，在底座A上确定螺栓孔的加工尺寸，确保最大摩擦片在圆周直径方向可以通过上下限尺寸限位块；同时，在检测的滑行过程中摩擦片与底座斜面、限位块间存在滑动摩擦，会存在卡滞，影响摩擦片贯穿通过限位间隙的顺利性，因此必须保证底座斜面的光洁度和平面度。

五、应用及结论

因该检测装置结构简单，使用方便，成本较低，占地面积小，便于投制，在我公司自动变速箱制动器摩擦片试制过程中，发挥了较大作用。员工在检测摩擦片时，省时省力，快捷圆满的完成了摩擦片的试制工作。

【参考文献】

[1] 林巨广，张世宏.自动变速箱多摩擦片测量机的设计[J]. 机床与液压， 2013，41（22）：116-118.

[2]王玉.摩擦片轮齿冲击损伤的定量评估方法研究[D].重庆，重庆大学，2017.