Введение к работе
Актуальность работы. Одним из наиболее применяемых в строительстве материалов является листовое стекло. Благодаря своим свойствам: прозрачности, малой теплопроводности, долговечности и т.д. оно широко используется при остеклении зданий и сооружений. Кроме того, стекло, широко используется в химической, легкой промышленности, автомобилестроении.
В практике отечественного строительства при остеклении жилых и промышленных зданий и сооружений продолжает использоваться отожженное листовое стекло, имеющее весьма низкую механическую прочность, являющуюся причиной значительных его потерь при транспортировке, монтаже и эксплуатации, а также служит причиной значительного числа травм.
Сегодняшние тенденции в мировой стекольной промышленности говорят об общей ориентации на производство стекла со специальными свойствами - это безопасные стекла, пожаростойкие, солнцезащитные и т.д. На отечественном рынке потребность в данном виде продукции чувствуется особенно остро.
Особым классом стекол, стоящих отдельно от отожженных и закаленных, является стекло получаемое при помощи сложной термической обработки - нелинейном охлаждении нагретого образца. СТО - стекла нашли свое применение в многослойном стекле, так как обладая высокой прочностью, они обеспечивают крупноосколочный характер разрушения. Однако, данный вид термообработки является весьма длительным процессом, не позволяющим обеспечить высокую производительность линии.
Кроме того, существующие, на данный момент времени, закалочные агрегаты не предусматривают одновременно как высокоинтенсивного охлаждения, так и высоких производительностей охлаждающих устройств.
Таким образом, важнейшим направлением развития стекольной промышленности является совершенствование технологии и оборудова-
fOU.HAU>;0hAjlbllA« j БИБЛИОТЕКА і
Применение разработанного способа и оборудования на производстве позволит значительно увеличить производительность упрочненного стекла, с возможностью механической обработки без саморазрушения.
Цель работы: разработка оборудования для реализации нового способа упрочнения листового стекла - трехстадийной термической обработки, и методов прогнозирования свойств упрочненного стекла, прошедшего данный вид термообработки.
Научная новизна работы:
Разработана математическая модель сложного термического упрочнения листового стекла, адекватная реальным процессам, учитывающая основные особенности теплообмена и формирования напряжений в изделии.
На основе построенной модели исследован процесс образования напряжений в стекле в зависимости от толщины изделий и от режимов термической обработки на различных этапах упрочнения. Установлено, что значение коэффициента качества эпюры напряжений увеличивается при повышении интенсивности обдува на первой стадии охлаждения и последующем снижении на последней.
Предложена схема комбинированной системы охлаждения (КСО) и методика ее расчета, в соответствии с которыми были выявлены конструктивно-технологические параметры данного агрегата.
Объекты исследований: процесс и оборудование для термического упрочнения листового стекла.
Автор защищает следующие основные положения:
-
Способ упрочнения листового стекла трехстадийной сложной термической обработкой (ТСТО), заключающийся в его нагреве, высокоинтенсивном охлаждении, выдержке в условиях естественной конвекции, с последующим обдувом до приемлемой технологической температуры.
-
Методику расчета напряжений в стекле упрочненном ТСТО.
3. Методику прогнозирования физико-механических свойств изделия в
зависимости от технологических параметров термической обработки и
особенностей оборудования.
-
Схему оборудования реализующего способ трехстадийной сложной термической обработки.
-
Методику расчета конструктивно-технологических параметров комбинированной системы охлаждения (КСО).
Практическая ценность работы:
Разработан трехстадийный процесс упрочнения стекла, позволяющий снизить продолжительность термообработки по сравнению с существующим способом «импульсной» закалки более, чем в 3 раза.
Разработана схема оборудования, адаптированная для осуществления данного способа упрочнения.
На основе алгоритмов, полученных на базе математической модели упрочнения стекла, разработано программное обеспечение, позволяющее прогнозировать физико-механические свойства готового изделия в зависимости от параметров термической обработки, толщины упрочняемого изделия и конструктивных параметров оборудования.
Внедрение результатов работы: результаты работы апробированы и внедрены в опытно-промышленное производство на ООО «Уральская стекольная компания», г. Екатеринбург.
Публикации: по теме исследований опубликовано 11 печатных работы, подана 1 заявка на получение патента РФ.
Апробация работы: результаты работы доложены и одобрены на международной научной конференции «Моделирование как инструмент решения технических и гуманитарных проблем», г. Таганрог, 2002г.; международной научно - практической конференции, г.Белгород, 2002г.; международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященном 150 летию В.Г. Шухова, г.Белгород, 2003г.
Структура и объем работы: Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, списка литературы, приложений, включающих текст программы, результаты машинного эксперимента, акт испытания и внедрения. Общий объем работы - 150 стр., содержащей 65 рисунков, 13 таблиц, список литературы из 124 наименований.
