石英玻璃棒弯曲度检验初探.pdf

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1、建筑玻璃与工业玻璃石英玻璃棒弯曲度检验初探Studyonbendingtestofquartzglassrod孔敏隋镁深(中国建筑材料科学研究总院，北京100024)摘要：本文采用静压轴承原理，研制开发了弯曲度检测仪，并提出了石英玻璃棒弯曲度检测工艺。关键词：静压轴承；弯曲度；石英玻璃棒Abstract：Inthisarticle,theprincipleofhydrostaticbearingisusedtodevelopabendingtester,andaquartzglassrodbendingtestisproposed.Keywords：hydr

2、ostaticbearing；bendingdegree；quartzglassrod中图分类号：TQ171文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)05-0044-021前言紧石英棒的一端，卡盘根部与石英棒端面一致，用百分表指针与石英棒的另一端接触，旋转卡盘一周，百分表显示最大与最小值之差即是石英棒的弯曲度值。石英玻璃把持棒是VAD/OVD光纤预制棒制作及拉丝工艺必不可少的关键配套消耗性材料，我院石英院于上世纪九十年代末期开始光纤行业用石英玻璃把持棒的开发与研制。近年来，为满足广大国内外客户的要求，在工艺及设备等各方面均作了许多重大改进。因石英

3、玻璃把持棒的使用方法是直接与光纤芯棒及预制棒相连接，这就对其弯图1检测示意图曲提出了很高的要求(客户的要求基本都在0.2mm以内)。在石英玻璃棒的生产过程中，经过毛坯拉制、冷加工和火弯曲度检测仪研制成功后，用机加工出的标准棒(长抛光工序后石英棒的规格尺寸、弯曲度完全可达到要求，度1m，直径40mm，实际弯曲度值<0.02mm)进行两组但在消除石英玻璃棒热应力的退火过程中，如果炉温偏高试验，得出测定值见表1、表2。或者炉内温度场分布不均，均会造成玻璃棒的弯曲超标。表1弯曲度测定值以长度1m直径25mm的一批棒材为例，同一退火炉内θ(度)030609012015

4、0180不同石英棒的弯曲度最大与最小值差为1.5mm。为了保测定值(mm)0.070.110.020.080.040.100.06证提供合格产品，满足客户要求并与用户的使用及检测方表2弯曲度测定值法接轨，更好的扩大国内外市场，针对上述状况，本研究θ(度)0306090120150180工作从无到有自行研制了弯曲度检测仪，经过一段时间的试用，它保证了提供数据的准确度，达到了光纤行业用石测定值(mm)0.020.100.090.060.080.060.09英棒弯曲度检测标准。(注：以上表中θ值为设任一位置θ＝0后卡盘与标准棒的相对旋转角度)2弯曲度检测仪结构及工

5、作原理弯曲度检测仪主要由机体与液压油箱两部分组成。机体主要为前轴承、后轴承、铜瓦以及外边的钢套，前后轴承分别与卡盘座和手轮相连接，每个铜瓦上各开四个油枪，图2系统误差值示意图铜瓦镶在钢套中，外部连接液压油箱。依据静压轴承原理[1]，工作时液压油被高压打入油枪，依靠液压油将主轴托表1、表2结果表明，同一支棒所夹的初始位置不同，起至中心位置(自定心)，这样就避免了主轴与轴瓦直接各测试点的数值就不同。再与标准棒实际弯曲度值进行对接触，防止轴和瓦的损坏，主轴跳动<0.001mm，保证了比后很容易发现两者之间存在较大差距，这说明仪器本身[2]检测精度。具有系统误差，经

6、分析表明主要误差来于自定心国产卡盘。国产卡盘三爪精度一般为0.02－0.04mm，而国外同类3石英棒弯曲度检测工艺产品精度可高达0.001－0.002mm，当然费用同比国内要高十几倍。所以我们要在现有的条件下通过各种试验，应用弯曲度检测仪进行弯曲度检验的方法是用卡盘夹44建筑玻璃与工业玻璃寻找如何才能消除由于仪器本身系统误差对石英棒弯曲度3.3其他造成弯曲度检测值不正确因素的排除的影响。弯曲度检测工艺确定以后，经分析还存在两点因素导具体理论依据及建立模型如下。致测定值的不正确。3.1系统误差的确定3.3.1石英玻璃棒的椭圆度假设某一样品棒的实际弯曲度值为0，

7、由于弯曲度检石英玻璃棒的椭圆度值是棒直径最大值与最小值之差测仪具有系统误差，所以样品棒在θ＝00时(设定为棒即O=Dmax-Dmin，测定所得的“弯曲度值”实际应为与卡盘初始接触位置且此位置系统误差值最大)的测定过弯曲度值与椭圆度之和。但石英玻璃棒的生产工艺保证了程中，样品棒旋转一周百分表指针会出现一最大值ßmax其在退火之前的椭圆度O≤0.02，这很容易通过千分尺和一最小值ßmin，系统误差即弯曲度值为：A0=ßmax-测得，所以通过本测定弯曲度工艺清除了椭圆度影响因素ßmin，样品棒与卡盘相对角度如图2为θ角时测定的弯后可以得到可靠的弯曲度值。曲度值为：

8、A1=ßmax1-ßmin1。经测定弯曲度A与角θ3