洛陽蘭迪玻璃機器股份有限公司是一家有經(jīng)驗從事玻璃鋼化設備研發(fā)、制造和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，其強制對流鋼化爐、變曲率鋼化爐、不等弧彎鋼化爐、燃氣型鋼化爐等鋼化爐技術(shù)均處于全部地位。本期蘭迪機器大講堂將給您介紹一些輥臺式鋼化爐彎風柵變形與玻璃受力的知識，希望對您了解鋼化玻璃生產(chǎn)有些幫助。
      輥臺式彎鋼化爐生產(chǎn)的鋼化玻璃的曲率半徑在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)調(diào)整，成型原理是塑性狀態(tài)玻璃在近似圓弧的多邊形輥道上往復擺動成型，并吹風冷卻定型。玻璃在彎風柵內(nèi)的變形方向可分為橫彎風柵和縱彎風柵，橫彎風柵是指鋼性輥道之間相對變形，縱彎風柵是指塑性鋼絲軟軸輥道變形，彎風柵的變形方式可分為同步變形和依次順序變形。
1.橫彎風柵變形與玻璃受力
      橫彎風柵的風柵變形成弧方向與玻璃行走方向(機組方向)一致，如圖l所示：

      圖l為橫彎風柵變形前后的示意圖，圖中連板l把整個輥道和連板聯(lián)結(jié)一起，輥道間距b。連板有一個可繞結(jié)構(gòu)變形中心2的轉(zhuǎn)動自由度，滑動繞點, 4上也有一個可沿連板滑槽上下滑動的滑動自由度，拉桿9可以繞滑動繞點4和固定繞點10轉(zhuǎn)動，有兩個轉(zhuǎn)動自由度和一個滑動自由度。變形時，中間連板3固定，傳動輥5的轉(zhuǎn)動中心與結(jié)構(gòu)變形中心2重合。
      玻璃在風柵輥臺上擺動方向如圖l所示。動力提升鏈條6時，變形開始，在拉桿9的作用下，隨滑動繞點4下降，形成連板問變形后夾角。并較終使相鄰的連板問較終張角a一致。
1．1 同步變形玻璃的移動
      同步變形是指彎風柵變形時相鄰連板間角度的同步變化，變形過程連板間夾角在0～口范圍內(nèi)變化，任一時刻各相鄰連板間夾角都相等，變形完成后相鄰連板夾角a一致。
      同步變形的結(jié)構(gòu)：當拉桿9是雙拉桿(圖l中所示拉桿點劃線和實線都有)，提升鏈條6時，風柵兩端同時提起，風柵變形，鏈條提升的長度L不同，各滑動繞點4可沿滑槽移動的距離h隨之變化，相鄰兩連板間夾角a也隨之變化。鏈條提升長度L與相鄰兩連板夾角a對應。同步變形與順序變形玻璃的受力也不一樣。
      結(jié)構(gòu)變形中心是整個風柵變形的中心繞點，也是相鄰輥道的變形繞點。變形后，近似圓弧的多邊的任意兩邊交點，橫彎風柵結(jié)構(gòu)變形中心與輥道中心重合，變形前后輥道中心長度等于輥距b不變。
      橫彎風柵變形后相鄰連板間玻璃下表面(上輥面)處距離舸用下式表示： 

S=b-2rsin(a／2)       (1) 
式中：b一輥道間距，變形前輥道上玻璃長度；
a一變形后相鄰連板夾角；
      r一輥道半徑。

      從圖2可以看出，橫彎風柵變形后相鄰輥道上輥面處距離(指玻璃與上輥面接觸相鄰兩點間的距離)縮短了2rsin(a／2)。變形過程中橫彎風柵上輥面處距離縮短，玻璃的長度不變；變形時，單個輥距長度b，玻璃克服輥道的壓應力，玻璃向外移動S1：

S1=2rsin(a/2)       (2)
如果玻璃板寬為n個輥距，玻璃兩側(cè)相對上輥面移動總距離為： 
Sn=n2rsin(a/2)       (3) 
  式中：n一玻璃同時所能接觸的滾道數(shù)量。

      整個提升過程相鄰連板間夾角a連續(xù)變化，全部輥道上輥面處縮短距離總和為n2rsin(a／2），變形過程玻璃自風柵中部向兩側(cè)滑動，輥面相對上輥面都向外移動。 
      單側(cè)由內(nèi)向外移動的距離依次為：rsin(a/2)、2rsin(a／2)、…(n-1)rsin(a/2)、nrsin (a/2)。 
1．2同步變形玻璃的移動受力與變形計算
      同步變形時玻璃相對上輥面外移，必然造成玻璃與上輥面的摩擦，在整個變形過程，邊部玻璃向外移動的距離長，受輥面摩擦距離也長，中部向外移動的距離短，受輥面摩擦距離也相對短，玻璃進入風柵的溫度幾乎與玻璃出爐時溫度相同，玻璃表面容易擦傷。
      輥臺式彎風柵鋼化玻璃是靠玻璃的自重和壓輥變形來實現(xiàn)玻璃彎曲的。風柵開始變形時玻璃溫度高，玻璃易變形，隨著風柵的變形，玻璃溫度漸漸下降，玻璃越難于彎曲。第n輥道上玻璃重量直分量gn豎可用下式表示：

gn豎=gcos(na) (4)

式中：．g-相鄰兩輥道間玻璃的重量；
n-風柵中心外第n根輥；
a一圖2所示相鄰輥道間夾角。

      注：na<90°，如果>90°，那么鋼化的彎玻璃將超過輥臺式彎風柵，成為不能鋼化的180°彎玻璃，即半圓玻璃。 
      由(4)式可知，gn豎隨n的加大而減小。風柵邊部的玻璃重力的豎直分量小，不利于玻璃形成曲率半徑，風柵中部玻璃容易形成曲率半徑，而且邊部的玻璃降溫快也不利于玻璃形成曲率半徑。這樣，形成邊部玻璃沒有曲率半徑部分長，也就是彎鋼化玻璃上所說的直邊大。
      橫彎風柵的順序變形：如圖1所示，提拉鏈條6時，先受力的兩邊部連板先開始變形0~a，其它連板保持0°夾角不變，直到外側(cè)連板夾角達到a后，與其相連的里側(cè)連板逐一變形，較終達到相鄰連板夾角a一致(順序變形玻璃的移動受力與變形計算詳見后面縱彎風柵介紹)。
  
2.縱彎風柵變形與玻璃受力
      縱彎風柵是風柵變形成弧方向與輥道方向(機組寬度方向)一致，如圖3。

      圖3中輥輪l直徑為D，輥芯2為鋼絲軟軸，b為軸間距，縱彎風柵片3，輥道變形中心線4，彎風柵結(jié)構(gòu)變形中心5，變形提升鏈條6，玻璃7，連板繞點8，拉桿固定繞點9，拉桿滑塊繞點10，滑塊調(diào)節(jié)輪11，軸座12。連板變形繞點距B，相鄰連板變形后夾角a， 輥道變形中心比結(jié)構(gòu)變形中心高h。提升鏈條6，連板繞8轉(zhuǎn)動，拉桿滑塊繞點10向外移動到滑塊調(diào)節(jié)輪11限制位置，形成連板間張角口；連板拉動風柵變形，風柵變形前拉桿同定繞點9與拉桿滑動繞點10間距為B，連板間夾角a為0，風柵處于水平位置。
2．1縱彎變形時玻璃受力
      縱彎變形時玻璃在輥道上產(chǎn)生變形滑動，產(chǎn)生摩擦力F，用下式表示： 
                                                                    F=fg  （5）
式中：f-輥道摩擦系數(shù)； g-單個連板間距玻璃重量。
      變形開始時玻璃溫度比較高，有利于邊部玻璃先變形。當連板變形到達中部連板時，玻璃溫度降低，變形風柵中間部分玻璃降溫速度慢，變形過程中上輥面對玻璃面有摩擦阻力，風柵中部玻璃向外移動受阻力是外側(cè)輥面對玻璃面摩擦力之和，這樣有利于風柵中部玻璃變形。
      風柵邊部的玻璃移動距離大，整個變形過程風柵邊部的玻璃都在向外移動，變形過程中玻璃的溫度逐漸降低，風柵邊部連板間玻璃降溫快，溫度低、摩擦力小，玻璃相對輥面向外移動對玻璃表面質(zhì)量影響小。風柵變形中部玻璃受的外伸阻力大，且玻璃中部散熱慢，有利于玻璃形成曲率；中部風柵連板較后變形，使玻璃溫度稍降一些，這也使玻璃相對輥面移動時對玻璃表面質(zhì)量影響減小。   
2．2順序變形玻璃相對輥道的移動
      順序變形是指彎風柵變形時連板間夾角先后變化，逐一達到預先設定夾角a，如圖3，滑塊調(diào)節(jié)輪11轉(zhuǎn)動，改變拉桿滑塊繞點10向外移動到滑塊調(diào)節(jié)輪11限制位置，提升鏈條時，逐一形成連板間夾角a，即為順序變形。
      只有正在變形的兩連板輥道上輥面距離在變短，而正變形外側(cè)的輥道面上玻璃相對上輥面產(chǎn)生位移�？v彎風柵變形為順序變形，有利于玻璃變形。縱彎風柵輥道變形中心4與風柵結(jié)構(gòu)變形中心5不重合。變形過程中結(jié)構(gòu)變形中心線上長度不變，風柵輥道變形中心變短，變形后相鄰兩輥道中心線上距離Bl為：

Bl=B-2hsin(a／2)        (6)
式中：B-相鄰連板．
      h-輥道變形中心與結(jié)構(gòu)變形中心高度差；
     a-相鄰連板間夾角。
      如果風柵變形時軟軸在風柵中間軸向定位，變形過程每兩繞點間距曰的軟軸向外側(cè)產(chǎn)生2hsin(a/2)的伸長．整個軟軸伸長量是全部伸長量之和。風柵變形軟軸在風柵邊部定位，風柵變形使整個軟軸的伸長量為單個方向，單方向移動大，易造成輥輪與軸座干涉。風柵變形軟軸在風柵上沒有軸向定位，各個軟軸變形使受力軸座的摩擦力大小隨機性強，導致軟軸變形方向不一樣，風柵幾次變形后，軟軸串動與風柵的相對位置變化，玻璃也隨軟軸串動，玻璃的前端面與輥道不平行，玻璃成型后四角不等高，對角線距離相差大，形成位置偏差。縱彎風柵變形除軟軸相對風柵串動外，軸上輥輪相對軟軸不動，由于輥輪直徑變形時輥輪下面張開，上面向里縮，變形過程中輥輪下表面間距拉大，上面間距縮小，玻璃的長度不變，和橫彎順形一樣，在軟軸輥輪上面的玻璃相對軟軸上輥輪向兩端移動，兩繞點間距B，變形后輥輪上面距離B2為：
 

B2=B-Dsin(a／2)       (7)
式中：B一相鄰連板間距；
 D一輥輪直徑；
a一相鄰連板間夾角。

      因此縱彎風柵變形不但軟軸相對風柵串動，同時，與橫彎風柵變形一樣，相鄰兩排輥輪間，玻璃也相對上輪面移動Dsin(a/2)。