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玻璃钢化炉弯风栅变形与玻璃受力
来源:www.landglass.net.cn   发布时间:2013-07-23
        奇幻城娱乐_奇幻城娱乐官网_奇幻城国际娱乐app是一家专业从事玻璃钢化设备研发、制造和销售的高新技术企业,其强制对流钢化炉变曲率钢化炉不等弧弯钢化炉燃气型钢化炉钢化炉技术均处于国际领先地位。本期奇幻城娱乐大讲堂将给您介绍一些辊台式钢化炉弯风栅变形与玻璃受力的知识,希望对您了解钢化玻璃生产有些帮助。
        辊台式弯钢化炉生产的钢化玻璃的曲率半径在一定范围内可以连续调整,成型原理是塑性状态玻璃在近似圆弧的多边形辊道上往复摆动成型,并吹风冷却定型。玻璃在弯风栅内的变形方向可分为横弯风栅和纵弯风栅,横弯风栅是指钢性辊道之间相对变形,纵弯风栅是指塑性钢丝软轴辊道变形,弯风栅的变形方式可分为同步变形和依次顺序变形。
1.横弯风栅变形与玻璃受力
        横弯风栅的风栅变形成弧方向与玻璃行走方向(机组方向)一致,如图l所示:

        图l为横弯风栅变形前后的示意图,图中连板l把整个辊道和连板联结一起,辊道间距b。连板有一个可绕结构变形中心2的转动自由度,滑动绕点, 4上也有一个可沿连板滑槽上下滑动的滑动自由度,拉杆9可以绕滑动绕点4和固定绕点10转动,有两个转动自由度和一个滑动自由度。变形时,中间连板3固定,传动辊5的转动中心与结构变形中心2重合。
        玻璃在风栅辊台上摆动方向如图l所示。动力提升链条6时,变形开始,在拉杆9的作用下,随滑动绕点4下降,形成连板问变形后夹角。并最终使相邻的连板问最终张角a一致。
1.1 同步变形玻璃的移动
        同步变形是指弯风栅变形时相邻连板间角度的同步变化,变形过程连板间夹角在0~口范围内变化,任一时刻各相邻连板间夹角都相等,变形完成后相邻连板夹角a一致。
        同步变形的结构:当拉杆9是双拉杆(图l中所示拉杆点划线和实线都有),提升链条6时,风栅两端同时提起,风栅变形,链条提升的长度L不同,各滑动绕点4可沿滑槽移动的距离h随之变化,相邻两连板间夹角a也随之变化。链条提升长度L与相邻两连板夹角a对应。同步变形与顺序变形玻璃的受力也不一样。
        结构变形中心是整个风栅变形的中心绕点,也是相邻辊道的变形绕点。变形后,近似圆弧的多边的任意两边交点,横弯风栅结构变形中心与辊道中心重合,变形前后辊道中心长度等于辊距b不变。
        横弯风栅变形后相邻连板间玻璃下表面(上辊面)处距离舸用下式表示: 
S=b-2rsin(a/2)       (1) 
式中:b一辊道间距,变形前辊道上玻璃长度;
a一变形后相邻连板夹角;
      r一辊道半径。
 
        从图2可以看出,横弯风栅变形后相邻辊道上辊面处距离(指玻璃与上辊面接触相邻两点间的距离)缩短了2rsin(a/2)。变形过程中横弯风栅上辊面处距离缩短,玻璃的长度不变;变形时,单个辊距长度b,玻璃克服辊道的压应力,玻璃向外移动S1:
S1=2rsin(a/2)       (2)
如果玻璃板宽为n个辊距,玻璃两侧相对上辊面移动总距离为: 
Sn=n2rsin(a/2)       (3) 
  式中:n一玻璃同时所能接触的滚道数量。
        整个提升过程相邻连板间夹角a连续变化,全部辊道上辊面处缩短距离总和为n2rsin(a/2),变形过程玻璃自风栅中部向两侧滑动,辊面相对上辊面都向外移动。 
        单侧由内向外移动的距离依次为:rsin(a/2)、2rsin(a/2)、…(n-1)rsin(a/2)、nrsin (a/2)。 
1.2同步变形玻璃的移动受力与变形计算
        同步变形时玻璃相对上辊面外移,必然造成玻璃与上辊面的摩擦,在整个变形过程,边部玻璃向外移动的距离长,受辊面摩擦距离也长,中部向外移动的距离短,受辊面摩擦距离也相对短,玻璃进入风栅的温度几乎与玻璃出炉时温度相同,玻璃表面容易擦伤。
        辊台式弯风栅钢化玻璃是靠玻璃的自重和压辊变形来实现玻璃弯曲的。风栅开始变形时玻璃温度高,玻璃易变形,随着风栅的变形,玻璃温度渐渐下降,玻璃越难于弯曲。第n辊道上玻璃重量直分量gn竖可用下式表示:   gn竖=gcos(na) (4) 式中:.g-相邻两辊道间玻璃的重量;
n-风栅中心外第n根辊;
a一图2所示相邻辊道间夹角。
        注:na<90°,如果>90°,那么钢化的弯玻璃将超过辊台式弯风栅,成为不能钢化的180°弯玻璃,即半圆玻璃。 
        由(4)式可知,gn竖随n的增大而减小。风栅边部的玻璃重力的竖直分量小,不利于玻璃形成曲率半径,风栅中部玻璃容易形成曲率半径,而且边部的玻璃降温快也不利于玻璃形成曲率半径。这样,形成边部玻璃没有曲率半径部分长,也就是弯钢化玻璃上所说的直边大。
        横弯风栅的顺序变形:如图1所示,提拉链条6时,先受力的两边部连板先开始变形0~a,其它连板保持0°夹角不变,直到外侧连板夹角达到a后,与其相连的里侧连板逐一变形,最终达到相邻连板夹角a一致(顺序变形玻璃的移动受力与变形计算详见后面纵弯风栅介绍)。
  
2.纵弯风栅变形与玻璃受力
        纵弯风栅是风栅变形成弧方向与辊道方向(机组宽度方向)一致,如图3。
        图3中辊轮l直径为D,辊芯2为钢丝软轴,b为轴间距,纵弯风栅片3,辊道变形中心线4,弯风栅结构变形中心5,变形提升链条6,玻璃7,连板绕点8,拉杆固定绕点9,拉杆滑块绕点10,滑块调节轮11,轴座12。连板变形绕点距B,相邻连板变形后夹角a, 辊道变形中心比结构变形中心高h。提升链条6,连板绕8转动,拉杆滑块绕点10向外移动到滑块调节轮11限制位置,形成连板间张角口;连板拉动风栅变形,风栅变形前拉杆同定绕点9与拉杆滑动绕点10间距为B,连板间夹角a为0,风栅处于水平位置。
2.1纵弯变形时玻璃受力
        纵弯变形时玻璃在辊道上产生变形滑动,产生摩擦力F,用下式表示: 
                                                                    F=fg  (5)
式中:f-辊道摩擦系数; g-单个连板间距玻璃重量。
        变形开始时玻璃温度比较高,有利于边部玻璃先变形。当连板变形到达中部连板时,玻璃温度降低,变形风栅中间部分玻璃降温速度慢,变形过程中上辊面对玻璃面有摩擦阻力,风栅中部玻璃向外移动受阻力是外侧辊面对玻璃面摩擦力之和,这样有利于风栅中部玻璃变形。
        风栅边部的玻璃移动距离大,整个变形过程风栅边部的玻璃都在向外移动,变形过程中玻璃的温度逐渐降低,风栅边部连板间玻璃降温快,温度低、摩擦力小,玻璃相对辊面向外移动对玻璃表面质量影响小。风栅变形中部玻璃受的外伸阻力大,且玻璃中部散热慢,有利于玻璃形成曲率;中部风栅连板最后变形,使玻璃温度稍降一些,这也使玻璃相对辊面移动时对玻璃表面质量影响减小。   
2.2顺序变形玻璃相对辊道的移动
        顺序变形是指弯风栅变形时连板间夹角先后变化,逐一达到预先设定夹角a,如图3,滑块调节轮11转动,改变拉杆滑块绕点10向外移动到滑块调节轮11限制位置,提升链条时,逐一形成连板间夹角a,即为顺序变形。
        只有正在变形的两连板辊道上辊面距离在变短,而正变形外侧的辊道面上玻璃相对上辊面产生位移。纵弯风栅变形为顺序变形,有利于玻璃变形。纵弯风栅辊道变形中心4与风栅结构变形中心5不重合。变形过程中结构变形中心线上长度不变,风栅辊道变形中心变短,变形后相邻两辊道中心线上距离Bl为:

Bl=B-2hsin(a/2)        (6)
式中:B-相邻连板.
      h-辊道变形中心与结构变形中心高度差;
     a-相邻连板间夹角。
        如果风栅变形时软轴在风栅中间轴向定位,变形过程每两绕点间距曰的软轴向外侧产生2hsin(a/2)的伸长.整个软轴伸长量是全部伸长量之和。风栅变形软轴在风栅边部定位,风栅变形使整个软轴的伸长量为单个方向,单方向移动大,易造成辊轮与轴座干涉。风栅变形软轴在风栅上没有轴向定位,各个软轴变形使受力轴座的摩擦力大小随机性强,导致软轴变形方向不一样,风栅几次变形后,软轴串动与风栅的相对位置变化,玻璃也随软轴串动,玻璃的前端面与辊道不平行,玻璃成型后四角不等高,对角线距离相差大,形成位置偏差。纵弯风栅变形除软轴相对风栅串动外,轴上辊轮相对软轴不动,由于辊轮直径变形时辊轮下面张开,上面向里缩,变形过程中辊轮下表面间距拉大,上面间距缩小,玻璃的长度不变,和横弯顺形一样,在软轴辊轮上面的玻璃相对软轴上辊轮向两端移动,两绕点间距B,变形后辊轮上面距离B2为:
 
B2=B-Dsin(a/2)       (7)
式中:B一相邻连板间距;
 D一辊轮直径;
a一相邻连板间夹角。
        因此纵弯风栅变形不但软轴相对风栅串动,同时,与横弯风栅变形一样,相邻两排辊轮间,玻璃也相对上轮面移动Dsin(a/2)。
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