Труба оптического телескопа Советский патент 1980 года по МПК G02B23/00 

(54) ТРУБА ОПТИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано- при создании больших телескопов. Известны трубы телескопов, содержащие средние, концевые блоки рефлектора и контррефлектора и решетчатые металлоконструкции, связывающие концевые блоки со средником (1 Недостатком этих труб является то, что при вращении они под действием тяжести концевых блоков деформируются так, что концевые блоки поворачиваются друг относительно друга -И смещаются на неодинаковые расстояния от оптической оси труб. Известны также.трубы оптических телескопов, содержащие средник, концевые блоки рефлектора и контррефлектора, плоские фермы связьшающие средник с концевыми блоками, и узлы соединения концевых блоков с фермами. Фермы имеют форму равнобедренного треугольника, основанием которого является средник, а боковые стороны образованы стержнями 21. Эта конструкция обеспечивает сохранение параллельности концевых блоков и позволяет подбором жесткостей стержней ферм обеспечивать Приблизительно равные поперечные перемещения концевых блоков при вращении трубы. Однако обеспечить точное равенство перемещений расчетным путем оказывается невозможным вследствие разброса сечений стержней, модулей упругости их материала, жесткостей узлов и т.п. факторов. Цель изобретения - тонкое выравнивание поперечных весовых перемещений концевых блоков при вращении трубы. Цель достигается тем, что каждый узел соединения концевого блока с плоской фермой трубы телескопа содержит две соосные, расположенные в плоскости фермы симметрично относительно ее вершины и перпендикулярно оптической оси телескопа прорезные цилиндрические пружины, каждая из которых снабжена резьбовым устройством регулирования ее осевой жесткости и оправкой, закрепленной на одном из соединяемьк злементов трубы телескопа и снабженной приспособлением для осевого поджагия прорезной циливдрической пружины. Наличие в конструкции узла соедниения крестового шарнира Гука позвЬляет исключить появление изгибающих моментов в узлах. На фиг. 1 изображена труба телескопа, общий вид; на фиг. 2 - узел соединения конце.вого блока с плоской фермой; на фиг. 3 сечение по А-А, Б-Б на фиг. 4 - узел I на фиг. 2; на фиг. 5 - узел соединения, второй вариант. Труба телескопа вьшолнена по схеме Сер рюрьера и содержит средник 1, концевые блоки 2 и 3 контррефлектора и рефлектора, плоские треугольние фермы 4, 5, связывающие концевые блоки со средниками, и узлы 6, 7 соединения онцевого блока 2 с плоской фермой 4 и концев о блока 3 с плоской фермой (по четыре узла на каждом концевом блоке). Узлы 6 и 7 аналогичны по конструкции, но различны по размерам, что связано с существенной резницей в весе конЦевьи блоков 2 и 3 и различными требованиями по их поперечному перемещению в этих узлах из-за разной жесткости ферм 4 и 5. В варианте, представленном на фиг. 2, обе пружины 8 и 9 вьшолнены на общей циливдрической трубе-заготовке 10, средняя часть 11 которой не имеет прорезей, т.е. является жестКОЙ как в осевом, так и в радиальном направлениях. В средней части 11 труба 10 имеет сквозное перпендикулярное своей оси отверстие 12, через которое она при помощи пальца 13 закреплена в обойме 14, устан;овленнрй на трубе 10 с зазором. Обойма 14 смонтирована в верщине плоской фермы 4 (илн 5) трубы телескопа. Ось пружин 8, 9 перпендикулярна оптической оси F трубы телескопа и лежит в плоскости фермы 4 (5). Каждая пружина 8,9 помещена в соосную ей наружную оправку 15, 40 причем на участке 11 труба 10 примыкает к ней беззазорно, на осталыюй своей длине с зазором. Соединение оправки 15 с трубой 10 на участке 11 должно позволять свободное относительное перемещение их вдоль оси,; с этой целью этот узел может включать направляющие осевого перемещения трения-качения например люнетного типа (на чертеже не показано) . Оправка 15 жестко закреплена на концевом блоке 2 (или 3) трубы телескопа., Устройство регулирования жесткости пружины выполнено следующим образом. Пружины 8, 9 имеют по всей длине внутренней цилшадричеекой поверхности резьбу 16 Е которую плотно вворачивается винт 17. С наружных торцов 18 оправки 15 закрыты крышками 19, плотно прижимающимися к торцам 20 , например, при помощи винтов 21, С помощью этих же винтов каждая пружина 74 .4 может затягиваться (сжиматься) по своей оси. В варианте этой же конструкции устройства (фиг. 4 X пружины 8 и 9 выполнены из двух отдельных заготовок, центрируемых между собой оправками 22, являющимися частью крестовины 23, «расположенной между пружинами и шарнирно соединяемой с обоймой 14. В остальном представлении на фиг. 2 и 4 варианты устройства совпадают. Устройство работает следующим образом. При вертикальном положении оси F трубы телескопа (при горизонтальном положении оси пружин) вес концевого блока 2 передается на ферму 4 через оправки 15, жесткие j iacTки И трубы 10, палец 13 и обойму 14, т.е. узел ведет себя как жесткий. При горизонтальном положении оси F трубы; телескопа (вертикальном положении оси пружин) вес блока 2 передается на ферму 4 через оправку 15, крыщку 19, болты 21 и пружину 8 (или 9). Для того, чтобы при этом работали обе пружины 8 и 9, а также для того чтобы прзокины работали только на сжатие (чтобы ие образовывались люфты в резьбе 16) пружины предварительно сжимаются по своей оси при помощи крыщек 19 и винтов 21. Величина предварительного сжатия каждой пр)окины должна быть при горизонтальном положении пружин несколько больше половины максимальной действующей на узел нагрузки; т.е. больше четверти веса концевого блока. Кроме того, затяжка пружин обеспечивает законтрирование винта 17 в резьбе 16. Очевидно, что затяжку пружин можно осуществлять любой из двух крыщек 19; величины затяжки обеих пружин всегда одинаковы. Осуществляя затяжку той или иной крышкой, можно несколько перемещать концевой блок вдоль оси )пружин относительно оси S пальца 13. Вворачивая винты 17 в пр)окины 8, 9 и выворачивая их из пружин, можно менять суммарно жесткость пружин, тем самым изменяя величину поперечного: оси F перемещения концевого блока при наклоне трубы телескопа, что позволяет осуществлять тонкое выравнивание поперечных перемещений блоков рефлектора и контррефлектора. Повышение точности выравнивания этих перемещений достигается исключением трения скольжения между участками 11 трубы 10 и оправки 15 посредством введения опор качания. Наличие в конструкции описанного узла реальных шарниров вокруг оси 5 исключает появление в узле изгибающего момента вокруг этой оси, вызывающего взаимный, поворот концевых блоков. Аналогичен по принципу работы вариант, представленный на фиг. 5. Роль оправки (внутренней) здесь играет вал 24, на котором в средней части 25 плотно, а на периферии 26 с зазором установлены две отдельные пружины

574

8 и 9. В своей середине вал 24 при помощи пальца 13 шарнирно по оси соединен с обоймой 14. Пружины 8 и 9 своими внутренними торцами упираются в торцовые noBepjCHoeim27 кронштейнов 28, жестко закрепленных на концевом блоке 2 (3) и имеющих отверстия 29, соосные с пружинами, в которых беззазорно (лучше в направляющих трения-качения, на чертеже не показаны) смонтирован вал 24. На обоих концах вал 24 имеет резьбовые участки 30, на которые навернуты гайки 31, служащие для затяжки пружин и замыкания осевого усилия по оси пружин на кронштейн 28.

Устройство регулирования осевой жесткости пружин содержит в этом варианте конструкции резьбу 32 на наружной цилиндрической поверхности пружин и навернутые на них длинные гайки 33, перекрьшающие то или иное количество витков пружины.

Расчетные жесткости пружин 8 и 9 при сред нем положении винта 17 (или гайки 33) выбираются из условия равных поперечных перемещений концевых блоков 2 и 3 при переводе трубы телескопа из вертикального в горизонтальное положение сучетом различия весов концевых блоков 2 и 3 и жесткостей ферм 4 и 5.

После сборки трубы телескопа реальные указанные поперечные перемещения- определяются экспериментально и разность их устраняется посредством изменения осевой жесткости пружин 8, 9 при помощи перемещения винта 17 (или гайки 33) в резьбе пружины, что позво. ляет осуществлять тонкую регулировку и обеспечивать точное равенство поперечных перемещений концевых блоков, а наличие в узле соединения реальных иаарниров вокруг оси б, исключающих появление изгибающего момента, повышает точность наведения Т1Елескопа на o6v ект и улучшает качество его изображения.

Формула изобретения

Труба оптического телескопа, содержащая средник, концевые блоки рефлектора и контррефлектора, плоские треугольные фермы, связывающие средник с концевыми блоками, и узлы соединения концевых блоков с плоскими фермами, отличающаяся тем, что, с целью тонкого выравнивания поперечных весовых перемещений концевых блоков При вращении трубы, в каждый узел соединения концевого блока с плоской формой введены две соосные, расположенные в плоскости фермы симметрично отиосительио ее вершины и перпендикулярно оптической оси телескопа, прорезные цилиидрическне пружины, каждая из которых сиабжена резьбовым устройством регулирования ее осевой жесткости и оправкой, закрепленной иа одиом из соединяемых элементов трубы телескопа и сиабжешюй приспособлением для осевого поджатия прорезкой цилиндрической пружииы.

Источники информации, принятые во виимание при экспертизе

2.Михельсон Н. Н. Оптические телескопы. М., Наука. 1976, с. 380-382 (прототип).