Совершенствование оборудования и процесса производства упрочненных многослойных изделий из стекла

• Автор: Новиков, Иван Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 164 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Исследования в области разрушения стекла

1.1. Конструкции и прочность многослойных изделий

1.1.1. Триплекс

1. 1.2. Ударостойкое стекло. Устойчивое к пробиванию

стекло

1. 1.3. Пулестойкое стекло

1.2. Прочность стекла

1.3. Анализ теорий разрушения твердых тел. Разрушение стекла

1.3. 1. Теории трещин
1. 4. Способы повышения прочности стекла
1.4. 1. Жидкостная закалка стекла
1. 4. 2. Закалка стекла при контакте с твердым телом
1. 4. 3. Воздушная закалка стекла
1.4.4. Способ сложной термообработки стекла (СТО)
1. 5. Выводы по главе
1. 6. Цель и задачи исследований
2. Методика определения ударной прочности многослойных изделий
2. 1. Анализ статистической характеристики ударной прочности
закаленного стекла
2. 2. Энергетический метод определения ударной прочности
листового стекла
2. 3. Взаимодействие движущегося тела с многослойной стенкой
2. 4. Модель разрушения триплекса
2.5. Модель разрушения многослойного защитного стекла
2. 6. Напряжения, возникающие при контакте тел различной формы
с плоской стеклянной стенкой
2. 7. Модель разрушения пулестойкого стекла
2. 8. Выводы по главе
3. Технологическая схема и расчет оборудования охлаждающей системы периодического действия
3.1. Сравнительная оценка технологических решений по выработке СТО-стекла
3. 2. Особенности закалочных решеток
3.3. Описание предлагаемой схемы и общий расчет ОСПД
3.4. Расчетный экономический эффект от использования ОСПД
3. 5. Выводы по главе
4. Экспериментальные исследования ударной прочности
многослойных изделий
4. 1. Отработка конструктивно-технологических параметров
закалочного оборудования
4.1.1. Конструкция сопл охлаждающих решеток
4.1.2. Выявление базовых параметров нагрева и охлаждения стекла... 123 4. 2. Сравнительные испытания на пулестойкость многослойных изделий
из стекла
4. 1.2. Технология производства многослойных изделий
4. 1. 3. Методика испытаний
4. 3. Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Важным направлением развития стекольной промышленности является совершенствование технологии и оборудования для производства изделий из стекла и создания новых видов продукции.
В практике отечественного строительства и машиностроения при остеклении зданий и различных видов транспорта все чаще используются многослойные стекла. Для остекления жилых и производственных помещений, офисов используется строительный триплекс и различные виды стекла защитного многослойного. В машиностроении, при создании наземного, водного и воздушного транспорта применяются автомобильный триплекс, ударостойкое стекло и пулестойкое стекло.
При производстве вышеупомянутых видов стекла наиболее широко используется отожженное флоат-стекло, так как на сегодняшний день техника и технология флоат-процесса является наиболее прогрессивной. Однако низкая механическая прочность отожженного стекла (как статическая, так и динамическая) является причиной увеличенной массы многослойных изделий из стекла и значительных материальных и энергетических затрат при их производстве, транспортировке и монтаже [56, 160].
Все большее широкое применение при производстве изделий из стекла находят различные виды технического стекла. В современных условиях наиболее прогрессивными являются технология и оборудование для производства технического стекла, упрочненного способом воздушной закалки. Закаленное стекло (сталинит) превосходит отожженное флоат-стекло по прочности в 3 - 4 раза и имеет специфический (безопасный) характер разрушения [16, 24, 29, 52,81, Щфшенение такого стекла в производстве многослойных изделий позволило бы некоторым образом снизить их массу и потери с 40 до 5%. Но саморазрушение сталинита на мелкие (безопасные) осколки является, с одной стороны, его положительной чертой, а с другой стороны - недостатком (невозможность порезки сталинита и потеря видимости водителем в аварийной ситуации). К тому же, сталинит обладает высокой стоимостью.

1. 4. 4. Способ сложной термической обработки стекла (СТО)
«Идеальным» строительным стеклом можно назвать стекло, имеющее максимальную прочность, величину сжимающих поверхностных напряжений осж и минимальную величину растягивающих центральных напряжений ар. Отношение этих двух величин оценивается параметром X равным [24]
Известно, что для стекол одного состава и толщины параметр X пропорционален коэффициенту теплоотдачи при охлаждении а.
СТО-способ [70] - процесс воздушной закалки с переменной интенсивностью и временем охлаждения стекла, который позволяет производить стекло, сочетающее в себе высокую прочность и способность воспринимать порезку без саморазрушения. Это достигается следующим образом [141]. Стекло нагревают до начальной закалочной температуры Т0 . Далее стекло, имеющее температуру Т 0, подвергают кратковременному импульсному охлаждению путем воздухоструйного обдува в течение короткого промежутка времени 1И0 - не более 3 секунд. После этого стекло выдерживают в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение времени, необходимого для охлаждения до комнатной температуры. В результате эпюра закалочных напряжений в стекле приобретает вид, приведенный на рисунке 1. 13. Величина внутренних растягивающих напряжений ар
не превышает 15% от величины сжимающих напряжений <7СЖ. Столь низкая величина растягивающих напряжений ар, распределенных почти равномерно по
толщине растянутого слоя стекла и уравновешенных сжимающими напряжениями, обеспечивает возможность механической обработки стекла без его саморазрушения. При этом величина сжимающих поверхностных напряжений асж, обеспечивающих высокую прочность стеклу, составляет 60 - 90 % от величины ежи-