李晓培;翟立峰;刘迅
【摘 要】With the improvement of living standards, appearance of a tractor would catch more attention rather than the per-formance in purchasing.However, the problem of glass explosion is always difficult to many users and producers of the tractor cab.In this paper, by analyzing the reasons of toughened glass explosion in the tractor cab, the countermeasures are summed up; thereby the glass explosion rate is reduced.%随着生活水平不断的提高，农民在选购拖拉机时不仅仅只注重拖拉机的性能，而是将目光更多的聚焦在外观上，然而玻璃爆裂问题始终是困扰众多拖拉机驾驶室使用者、生产者的一道难题。通过分析拖拉机驾驶室钢化玻璃爆裂的原因，总结出各项应对措施，从而降低了玻璃爆裂率。
【期刊名称】《机械研究与应用》
【年(卷),期】电锅炉制造2015(000)001
【总页数】3页(P135-137)
【关键词】玻璃自爆;原因分析
【作 者】李晓培;翟立峰;刘迅
【作者单位】一拖 洛阳 福莱格车身有限公司，河南 洛阳 471004;一拖 洛阳 福莱格车身有限公司，河南 洛阳 471004;一拖 洛阳 福莱格车身有限公司，河南 洛阳 471004
【正文语种】中 文
【中图分类】V469.2
0 引言
钢化玻璃以其优良的抗冲击、抗穿透等性能被越来越多的应用在各种交通工具上，特别是拖拉机、农用运输车等这类低速车辆上。很多结构新颖、外观华丽的拖拉机都采用流线型驾驶室，车身主体都是玻璃，其左右门更采用了全玻双曲面玻璃，这为农村的广阔天地增加了一道亮丽的风景线。然而玻璃爆裂一直是困扰各大生产厂家的难题。笔者通过分析玻璃爆裂原因，提出各种应对措施，为同行业提供了参考。
1 玻璃爆裂产生的原因分析
玻璃的爆裂其原因可分为玻璃自身的自爆和在受外力作用下的爆裂。以下从玻璃的制造过程、安装过程、使用过程、设计过程进行玻璃的爆裂原因分析。 1．1 原片玻璃中存在有硫化镍
硫化镍实际上是一种晶体组织，它存在有二种晶相，高温晶相α-NiS，低温晶相β-NiS，两个晶相的相变温度为379℃，而在玻璃钢化过程中所要加热的温度一般为600～700℃，远高于此温度，在这种情况下玻璃中所含的硫化镍全部由β-NiS转化为α-NiS，在随后的急冷的瞬间，α-NiS来不及转化为β-NiS，全部被凝固在钢化玻璃内。α-NiS在常温下极不稳定，有逐渐转化为β-NiS的趋势。这种转变伴随着的是体积增加2% ～4%的膨胀，使玻璃受到巨大的张应力，从而引起玻璃自爆［1］。 1．2 玻璃质量差，存在炸口、爆边、表面深划伤
玻璃边部的炸口主要表现为边部出现纵向裂口，其产生的原因主要有两方面:①玻璃边部受外力碰撞所产生的炸口;②由于玻璃的边部磨边质量差，磨边较轻。玻璃在进行钢化时，玻
璃的前端(即出炉端)从出炉到起弧有较大的温度变化，应力相对集中，容易引起玻璃边部的微裂和炸口。爆边主要表现为玻璃边部的内外表面出现贝壳状缺损。
1．3 玻璃的加工工艺质量问题
(1)玻璃钢化程度过高，玻璃破碎后碎块过细，引起玻璃表面压应力过大，造成玻璃破裂表面压应力过大，容易发生自爆。在GB9656《汽车安全玻璃》中对钢化玻璃的碎片状态已进行了详细的规定“在任一50 mm×50 mm的正方形内，碎片数不少于40块，但不多于400块。若厚度不大于3．5 mm，则碎片数在40块以上，450块以下”［2］。若碎片个数超过了上述状态，很容易造成玻璃表面压应力过大，超出了玻璃本身所能承受的程度，从而引起玻璃自爆。如图1为玻璃碎块。
(2)玻璃钢化时受热不均匀，造成玻璃内部的张应力和表面的压应力分布不均，易引起玻璃破裂。
玻璃钢化过程中，如果玻璃的规格尺寸大于或接近设备的尺寸，玻璃的尺寸和外形较复杂，玻璃与设备炉内的工装结构差异较大等都会引起玻璃整体加热不均匀，玻璃表面的不同区域存在温差，从而引起钢化后的应力分布不均。图2为未完全钢化的碎块。
图1 玻璃碎块
测试机器人图2 未完全钢化的碎块
1．4 玻璃在安装装配过程中造成的破裂
(1)玻璃与金属框架或金属螺钉直接接触。如在后窗玻璃上安装刮水器，由于雨刮器安装轴与玻璃之间无有效的隔离，造成玻璃与金属轴直接接触，引起玻璃破裂，如图3所示。
图3 玻璃与金属接触truecrypt破解
(2)玻璃的弧度与安装框架的弧度不吻合，采用外力强迫进行装配，导致玻璃在安装后所承受的力超过了其能承受的范围，从而导致玻璃破裂。
1．5 在玻璃使用过程中引起的破裂
(1)受到外力的撞击，例如在运行过程中有石头崩裂撞击玻璃;还有在车辆运行过程中发生碰撞，也会造成玻璃应力不均衡产生破裂。
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(2)拖拉机在运行过程中，驾驶员为了通风和换气的需要，尤其是在夏季，经常把车门打开，由于振动的力臂过长，引起部分金属件变形与玻璃发生局部碰撞，导致玻璃破裂。最常见的就是气弹簧支座变形造成玻璃爆裂等，如图4所示。
图4 气弹簧支架变形
(3)由于前机罩和前窗玻璃装配间隙不稳定，间隙过小造成机罩在掀起过程中与前窗玻璃碰撞，引起玻璃破裂，如图5所示。
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1．6 产品设计缺陷引起的破裂
产品设计存在的缺陷主要指一些开孔、开洞和挖角的玻璃，开孔或开洞设计太靠近玻璃的边部，或两个孔、两个洞的距离太近，玻璃挖角或开洞部分的拐角过于尖锐，从而引起玻璃的应力过于集中，极易引起钢化产品后期使用过程中的炸裂［3］。
图5 机罩开启过程中造成前窗爆裂
图6 所示是福莱格公司的有框门结构门玻璃的锁孔，由于3个孔距离较近，此种设计容易引
起玻璃自爆的发生，如果改为目前的无框门门锁孔结构，如图7所示，将三个孔变为一个大的通孔，即可将锁孔引起的爆裂隐患大大降低。
图6 原门锁处设计
图7 改进后门锁设计
2 解决玻璃爆裂的措施
2．1 在玻璃出厂前对玻璃进行均质处理陶瓷过滤器
将钢化玻璃再次加热到290℃左右并保温一定时间，使硫化镍在玻璃出厂前完成晶相转变，让今后可能自爆的玻璃在工厂内提前破碎。这种钢化后再次热处理的方法，国外称作“Heat Soak Test”，简称HST。我国通常将其译成“均质处理”，也俗称“引爆处理”，如图8、9所示。
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