Стекло - [14]

В настоящее время все перечисленные способы горячего и холодного формования стеклоизделий механизированы. Служащие для этой цели машины отличаются исключительным разнообразием типов, что объясняется прежде всего разнородностью форм и размеров изготовляемых изделий.

Некоторые из машин — это громоздкие агрегаты, состоящие из нескольких тысяч деталей и осуществляющие с большой точностью весьма сложные движения в разнообразных направлениях. Глядя на их работу, нельзя не преклониться перед тем героическим трудом, который был затрачен человеком для достижения такого технического совершенства.

Другие же машины, наоборот, пленяют простотой своего замысла. Пришедший в первый раз на производственную практику студент разочарован: где же тут пресловутый «технологический процесс»? Кажется, что его нет совсем, не видно движущихся коленчатых рычагов, не слышно стука зубчатых колес. И только когда студент глубже вникнет в сущность происходящего, он поймет, что стоит перед одним из самых блестящих решении технической задачи, всегда и прежде всего характеризующихся своей простотой.

Наконец, встречаются машины, поражающие своей грандиозностью, как, например, современные шлифовально-полировальные конвейеры. Каждая из этих машин требует отдельного здания такой площади, которой хватило бы для размещения небольшого завода. Фундаменты под такими машинами достигают 20-30 м глубины, почти вдвое глубже, чем под Исаакиевским собором в Ленинграде. Эти машины работают с такой точностью, что, устанавливая их, нельзя уклониться от горизонтальной плоскости больше, чем на несколько десятых долей миллиметра.

Итак, мы видим, что механическое хозяйство современных стекольных заводов очень сложно. Оно ставит перед собой весьма серьезные задачи и требует исключительно большого внимания и высококвалифицированного обслуживания.

В предпринятом нами беглом обзоре главных стадий стекольного производства был бы существенный пробел, если бы мы в заключение не остановились еще на одном процессе — «отжиге» стекла.

Если охлаждать на открытом воздухе без всяких мер предосторожности чугунную отливку, то никакого вреда ей не причинишь. Благодаря большой теплопроводности металла охлаждение отливки будет идти равномерно. Температура ее наружных и внутренних частей в любой момент охлаждения будет приблизительно одинаковой. Но если так же поступить со стеклянной отливкой, то здесь картина окажется иной. Стекло очень медленно проводит тепло, и при быстром остывании температура внутренних частей отливки будет значительно выше температуры наружных частей. Когда наружные слои изделия затвердеют и остынут до комнатной температуры, внутри стекломасса может оказаться еще в жидком состоянии и иметь высокую температуру — около 1000°. Как мы знаем, все тела при охлаждении сжимаются. Точно так же будет продолжать сжиматься при дальнейшем охлаждении и внутренняя часть нашей стеклянной отливки. Но наружная отвердевшая стенка уже достигла предельно низкой температуры, и ее объем больше уменьшаться не будет, поэтому между наружными и внутренними частями изделия возникает своего рода «конфликт», который может закончиться или разрушением изделия, или, если наружная корка окажется достаточно прочной, возникновением в стеклянном теле напряжений: растягивающих во внутренней части изделия и сжимающих — в наружной части.

Стеклянное тело, находящееся в таком напряженном состоянии, называют «закаленным».

Хорошим примером напряженного состояния может служить струнный музыкальный инструмент. Возьмем рояль. В нем струны с большой силой натянуты на чугунную раму. При этом они, точнее — вся внутренняя часть инструмента, находятся под действием растягивающих усилий, а рама — наружная часть системы — под действием сжимающих усилий. И те и другие внутренние напряжения, т. е. растягивающие у струн и сжимающие у рамы, очень велики и находятся на пределе прочности материала, что подтверждается непроизвольно происходящими обрывами отдельных струн, а иногда и разрушением рамы, которая сжимается натяжением многочисленных струн с силой до нескольких тонн.

Итак, закаленное стеклянное тело характеризуется присутствием внутренних напряжений — как сжимающих, так и растягивающих, — находящихся в состоянии равновесия. Но достаточно иногда ничтожной причины, чтобы это равновесие нарушилось и напряженное тело разлетелось вдребезги. Так бывает от лишнего поворота ключа настройщика струнного инструмента, так бывает при нанесении легкой царапины на поверхности закаленного стеклянного изделия. Примером подобного рода закаленного стекла могут служить так называемые «батавские слезки» — капли расплавленного стекла, которые падают в воду и застывают в виде маленьких грушевидных телец с остроконечными хвостиками. Они настолько сильно закалены от резкого охлаждения, что, если отломить их хвостик, они со взрывом разлетаются в стеклянную пыль.

Если же стеклянные изделия охлаждать медленно, так, чтобы во время всего периода охлаждения не возникло большой разницы в температурах наружных и внутренних слоев, напряжений не образуется. Такое изделие называется «отожженным». Ему не угрожает опасность внезапного разрушения, и оно не боится поверхностных повреждений.