专利名称：离合器高形变焊接支承环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离合器支承环，尤其是一种离合器高形变焊接支承环。
背景技术：
在以内燃机为动力的机械传动汽车中，无论是手动机械式变速器(MT)，还是自动 操纵机械式变速器(AMT)，离合器都是传动系统的重要组成部分。膜片式离合器又是汽车离 合器中最主要的品种。支承环是汽车膜片式离合器的关键零部件，其作用相当于膜片弹簧 杠杆运动的支点，其结构形式主要有二种第一种是用弹簧钢丝绕制后焊接而成的，如图1、3、4。其优点是结构简单，成本低 廉。缺点是磨损后会降低分离效率，使离合器分离不清甚至不能分离。虽然较高的硬度会 使其本身的磨损量有所减小，但过高的硬度会对其对偶件造成较大的伤害，特别是会使膜 片弹簧支点处会磨损出沟槽而降低离合器的整体使用寿命。第二种是钢板冲压成型的碟形支承环，如图2、5、6。其优点是本身硬度很低，不会 对对偶件造成损伤；且具有一定的弹性，能够自动补偿正常使用时因磨损而产生的间隙。缺 点是材料利用率低，成本较高；装配时需要对其施加合适的压力，使其预紧力大于膜片弹簧 的分离力，方能保证离合器正常工作时支承环不会产生变形而降低分离效率。因此，对于这 种类似于碟形弹簧的支承环来说，足够的承载能力、刚度和弹性范围都是必须的。但是，用 传统的制造方法生产的冲压支承环，承载能力、刚度和弹性范围都比较小，这是因为用平 板冲压后成形的支承环，其内应力和弹性恢复都是促使支承环变平的，因而承载能力较弱， 刚度和弹性范围较小。另外，当冲压余料不能被充分利用时，其平板材料利用率甚至不足 20%，造成很大的浪费。发明内容本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种承载能力、刚度和弹性范围大 的离合器高形变焊接支承环。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案该支承环为钢带绕制而成并于焊接 处焊接的圆环，且其环体整体呈碟形。本产品的外形、尺寸近似于钢板冲压成型的支承环，但采用了以下工艺，导致其结 构根本上与其有所不同，材料性能和材料利用率也产生了很大的差异一、所用材料采用冷轧纵切钢带，钢带厚度、宽度与零件产品一致；二、下料。在钢带绕制后直接切断下料；三、焊接。采用闪光焊接的方法，将绕制、切断后的钢带焊接成圆筒状，如图7、8 ；四、成形。用缩口成形的方式将圆筒处理成碟形。本实用新型有益的效果是不仅其承载能力和弹性范围相对于传统的钢板冲压成 型的支承环显著增大，其材料利用率也大大的增加。
图1是弹簧钢丝支承环的安装示意图；图2是碟形支承环的安装示意图；图3是弹簧钢丝支承环的结构示意图的主视图；图4是弹簧钢丝支承环的结构示意图的侧视图；图5是钢板冲压支承环的结构示意图的主视图；图6是钢板冲压支承环的结构示意图的侧视图图7是绕制、切断后焊接成圆筒状的支承环的结构示意图的主视图；图8是绕制、切断后焊接成圆筒状的支承环的结构示意图的侧视图；图9是本实用新型的结构示意图的主视图；图10是本实用新型的结构示意图的侧视图图11是传统支承环的成形与载荷方向示意图；图12是本实用新型的成形与载荷方向示意图；图13是相同规格不同工艺的支承环载荷特性曲线；图14是传统支承环载荷作用下的应力分布；图15是本实用新型残余应力分布。附图标记说明环体1，焊接处2，弹簧钢丝支承环3，碟形支承环4，成形方向5，载 荷方向6，弹性恢复方向7，内表面8，外表面9，拉应力10，压应力11，外部载荷12。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如图9、10，该支承环为钢带绕制的圆筒，于焊接处2焊接，再采用缩口工艺使环体 1成碟形，其环1整体呈一边开口大一边开口小的碟形。由于新工艺的成形方向5与承载方向6相同，而材料弹性恢复方向7必然与成形 方向5相反，这就使材料弹性恢复方向7与载荷方向6相反，如图12 ；而老工艺的材料弹性 恢复方向7与载荷方向6是基本一致的，如图11。这就使新工艺成形的工件在宏观上表现 为承载能力大幅增加，图13是用不同工艺方法成形的相同规格支承环的载荷特性曲线对 比结果。从图中明显可以看出新工艺A生产的支承环承载能力大大提高，峰值载荷从原先 工艺B的3820N提高到了 6730N，提高了 76%之多。其线性部分刚度也从8330N/mm提高到 了 10110N/mm，提高了 21%。在微观上，用新工艺制造的支承环表现为碟形内表面材料呈现残余压应力，碟形 外表面材料呈现残余拉应力，这就使支承环弹性范围的增大在理论上成为可能。众所周知， 金属产生塑性变形的根本原因是其局部(或全部)应力超过了该金属的屈服强度。传统支 承环在轴向载荷的作用下，其材料内部应力基本呈三角形分布中性层应力为零，远离中性 层的内、外表面有最大的拉、压应力，如图14。当外部载荷增加到一定程度时，最大应力就会 超过材料的屈服强度，产生不可逆转的塑性变形。而用新工艺成形的支承环，其残余应力的 方向与受载荷时产生的压力恰好相反，因而能有效降低其峰值应力，如图15，从而大幅度提 高支承环的承载能力和弹性范围。用新工艺制造的支承环，其材料利用率接近100% (仅需去除极少量的焊接挤出量)；而用传统工艺制造的支承环材料利用率很低。以一个直径200mm、宽度12. 5mm、厚度 2mm的普通支承环为例，传统工艺需消耗钢板205X205X2X7. 85 660克，改用新工艺后 仅需用料116克，前者高达后者的近五倍。 除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1. 一种离合器高形变焊接支承环，其特征是该支承环为钢带绕制而成并于焊接处 (2)焊接的环体(1)，且其环体(1)整体呈一边开口大一边开口小的碟形。
专利摘要本实用新型涉及一种离合器高形变焊接支承环，该支承环为钢带绕制而成并于焊接处焊接的圆环，且其环体整体呈碟形。本实用新型有益的效果是不仅其承载能力和弹性范围相对于传统的钢板冲压成型的支承环显著增大，其材料利用率也大大的增加。
文档编号F16D13/71GK201836257SQ201020148159
公开日2011年5月18日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者吴铃海, 梦爱华 申请人:浙江铁流离合器股份有限公司