(5) УСТРОЙСТВО для КРЕПЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ЗЕРКАЛА В ОПРАВЕ
1
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для установки оптических зеркал в оправе, например в астротелескопах и других приборах, где требуется точная разгрузку зеркал .
Изйестна шаровая .опора, содержащая фланец и цапфу, имеющие сферические рабочие поверхности с общим центром и расположенный между ними сепаратор с отверстиями, в которых размещены шарики lj.
Недостатком известной опоры в случае применения ее для крепления оптического зеркала в оправе является отсутствие возмо)хности свободного перемещения зеркала относительно оправы в поперечном направлении в случае механических, температурных и др. деформаций оправы, вследствие чего в местах контакта зеркала с опорами, установленными на оправе, возникнут изгибающие моменты, вызывающие деформацию его оптической поверхности..
Известно устройство для креплен ия оптического зеркала в оправе, содержащее радиальную опору и торцовые опоры, каждая из которых выполнена в виде приклеенной к зеркалу опорной пяты, соединенной с оправой при помощи тяги, пружины, установочto ного винта и шаровой опоры f 2 .
Недостатками данного устройства являются небольшая нагрузочная способность, так как составляющая веса зеркала воспринимается лишь одним
.5 шариком, большие усилия в торцовых опорах, деформирующих зеркало, а также трудоемкий демонтаж зеркала.
Цель изобретения - повышение нагрузочной способности, уменьшение
20 усилий в торцовой опоре, деформирующих зеркало при его возможных поперечных смещениях относительно оправы, достижение простоты и надежности сборки. 3 Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для крепления оптического зеркала в оправе, содер жащее радиальную опору и торцовые опоры, каждая из которых выполнена в виде приклеенной к зеркалу опорной пяты, соединенной с оправой при помощи тяги, пружины, установочного винта и шаровой опоры, боковая поверхность опорной пяты выполнена сферической, шаровая опора выполнена в виде фланца, жестко соединенного с оправой, кольца с сферической поверхностью, концентричной сферической поверхности опорной пяты, двух сепараторов с отверстиям в которых размещены шарики, располо женные между плоскими поверхностями фланца и кольца и между сферическим поверхностями кольца и опорной пяты при этом тяга выполнена в виде гибкого стержня с сферическими головка ми, одна из которых концентрична сферической поверхности опорной пяты, а вторая, соединена с пружиной, один конец которой жестко связан с оправой, а на другом закреплен уста новочный винт. На фиг. 1 изображено устройство для крепления оптического зеркала в оправе, разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане на фиг. 3 - конфигурация радиального паза вкладыша, входящего в конструкцию торцовой опоры на фиг. - вариант исполнения тяги торцовой опоры в случае использования устройства в условиях вакуума. Устройство содержит оптическое зеркало 1, установленное в оправе 2 с помощью центральной радиальной опоры 3 и трех торцовых опор, равномерно расположенных по окружнос ти 5. При этом каждая торцовая опора k состоит из приклеенной к зеркалу опорной пяты 6, боковая поверхность которой выполнена сферической пластинчатой пружины 7, вкладыша 8, установочного винта 9, шаровой опоры VO и тяги 11. Тяга выполнена в виде гибкого стержня 12, например тросика, снабженного по концам сфериуёскими головками 13 и I, соединёнными с гибким стержнем, с помощью гай ки. В случае использования устройст ва в условиях вакуума, для уменьшения газовыделения, тяга-11 может быть выполнена из одной заготовки -(фиг.4). 6 Тяга 11, сферические головки ко торой контактируют с коническими поверхностями опорной пяты 6 и вкладыша 8, соединяет зеркало 1 через шаровую опору 10 и пластинчатую пружину 7 с оправой 2. Дляуменьшения потерь на трение конические поверхности опорной пяты, и вкладыша следует покрыть твердой смазкой, например фторопластовым лаком .ФБФ-7 Д. Вкладыш 8, установленный в средней части пластинчатой пружинь , для удобства монтажа снабжен радиальным пазом 15 (фиг.З. Установочный винт 9 закреплен на конце пластинчатой пружины 7 с помощью резьбовой втулки 16 и гайки 17. Другой конец пластинчатой пружины жестко соединен с оправой 2. С помощью установочного винта регулируется усилие пружины, необходимое для надежного крепления зеркала при любом его положении в пространстве. Шаровая опора 10 состоит из фланца 18, кольца 19, снабженного сферической поверхностью, концентричной сферической поверхности опорной пяты 6. Фланец жестко соединен с оправой 2. Между сферическими поверхностями опорной пяты и кольца размещен сепаратор 20 с отверстиями, в которых размещены шарики 21. Фланец 18 снабжен сепаратором 22 с отверстиями, в которых размещены шарики 23, контактирующие с плоскими поверхностями кольца и фланца. Для удобства эксплуатации шаровая опора 10 смонтирована на оправе 2 , при этом осевое перемещение сепараторов 20 и 22 между собой и фланцем 18 ограничено посредством конусообразных утолщений на сепараторах, диаметры которых больше соответствующих диаметров сопрягаемых с ними отверстий, а каждый шарик удерживается между сепаратором и контактирующей с ним деталью с помощью конического отверстия, выполненного в сепараторе, наименьший диаметр конуса которого меньше диаметра шарика. Для уменьшения сил трения между шариками и сепараторами, а также для уменьшения газовыделения при откачке воздуха в случае использования устройства в условиях вакуума, сепараторы выполнены из фторопласта Сферические поверхности опорной пяты, кольца -и головки 13 тяги 11 с общим центром в точке пересечения оси торцовой опоры А с плоскостью контакта опорной пяты и зеркала вместе с сепаратором 20 и шариками 21 обеспечивает самоустановку торцо вой опоры с наименьшими потерями на трение. Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют производить визуальный контроль взаимн го расположения сепараторов с шариками при сборке, обеспечивают свободный доступ ко всем элементам уст ройства, упрощают монтаж. Для демонтажа торцовой опоры дос таточно уменьшить усилие пластинчатой пружины 7 с помощью установочного винта 9, вывести вкладыш 8 из отверстия в пружине,, разъединить вкладыш с тягой 11. При этом зеркало вместе с опорными пятами 6 и тягами 11 легко может быть разъединено с центральной опорой 3 а осталь ные детали устройства останутся надежно соединенными с оправой, т.е. при демонтаже зеркала не требуется производить хотя бы частичный демон таж устройства. Торцовые опоры k воспринимают составляющие силы тяжести зеркала 1, направленные параллельно осям этих опор, а также позволяют осуществлять поперечные относительные перемещения оправы и зеркала, возникающие вследствие разного рода их деформаций, например температурных, от естественного старения материала оправы и ДР. Составляющая веса зеркала, направ ленная перпендикулярно осям торцовых опор, воспринимается радиальной опорой 3. Если деформации рабочей поверхнос ти оптического зеркала от собственного веса при его опирании на 3 точки (торцовые опоры) превышают допустимые значения, то для уменьшения их зеркало может быть дополнительно разгружено необходимым количеством известных торцовых разгрузок - предлагаемое устройство этому не препятствует. При деформациях оправы в направлениях, перпендикулярных осям торцо.вых опор Ц, происходит поперечное 26 перемещение зеркала 1 вместе с опорной пятой 6, сепаратором 20, шариками 21 и кольцом 19 относительно оправы 2. Шарики 23 при этом перекатываются между плоскими поверхностями кольца и фланца 18, гибкий стержень 12 тяги 11 повернется на уг.ол, величина которого прямо пропорциональна относительному перемещению и обратно пропорциональна на длине тяги. Например, при относительном перемещении, равном 0,1 мм, и длине тяги, равной 50 мм, угол поворота гибкого стержня составляет 2-Ю радиан (7)« На оптическое зеркало 1 в зоне приклейки опорной пяты 6 действует момент от силы трения качения шариков 23, величина которого прямо пропорциональна расстоянию между плоскостями контакта шариков 21 со сферической поверхностью опорной пяты 6 и последней с зеркалом 1. В известном устройстве на зеркало также действует момент от силы трения качения шарика, величина которого прямо пропорциональна длине опорной пяты, значительно превышающей упомянутое расстояние в предложенном устройстве. Кроме того, 9 известном устройстве на зеркало в месте приклейки опорной пяты действует момент от усилия, возникающего в пружине сжатия, при относительных смещениях ее торцов в направлениях, перпендикулярных оси пружины. Величина этого момента пропорциональна жесткости пружины и расстоя нию от плоскости контакта торца пружины и втулки (тяги), установленной на хвостовике опорной пяты, до плоскости приклейки рпорной пяты к зеркалу. Как видно из фиг.1 известного устройства, упомянутое расстояние превышает длину опорной пяты. Таким образом, суммарное усилие воздействия на оптическое зеркало со стороны торцовой опоры предложенного устройства значитеЛ1)Но меньше, чем в известном. Наличие нескольких шариков в торцовой опоре предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет увеличить его нагрузочную способность и крепить оптические зеркала Ё оправе весом до 200 кг и более. как с торцовыми разгрузками, так и без них. Предлагаемая конструкция крепления оптического зеркала в оправе позволяет регулировать усилие пружи ны и, таким образом, может быть унифицирована для нескольких типора меров зеркал. Формула и зобретения Устройство для крепления оптичес кого зеркала в оправе, содержащее радиальную опору и торцовые опоры, каждая из которых выполнена в виде приклеенной к зеркалу опорной пяты, соединенной с оправой при помощи тяги, пружины, установочного винтом и шаровой опоры, отличающе еся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, уменьшения усилий в торцовых опорах, деформирующих зеркало, и снижения трудоемкости демонтажа, боковая поверхност опорной пяты выполнена сферической, шаровая опора выполнена в виде фланца, жестко соединенного с оправой, кольца с сферической поверхностью, концентричной сферической поверхности опорной пяты, двух сепараторов с отверстиями, в которых размещены шарики, расположенные между плоскими поверхностями фланца и кольца и между Сферическими поверхностями кольца и опорной пяты, при этом тяга выполнена в виде гибкого стержня с сферическими головками, одна из которых концентрична сферической поверхностй опорной пяты, а вторая соединена с пружиной, один конец ко торой жестко связан с оправой, а на другом закреплен установочный винт. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NSS+SS, кл. F 16 С 32/00, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 36313, кл. G 02 В 7/18. 1972.
3 2
4
