Устройство для изгиба кристаллов

 

Использование: в научном приборостроении для регулирования радиуса кривизны изогнутого кристалла в рентгеновских приборах при прецизионных исследованиях в рентгеновской оптике. Сущность изобретения: устройство, содержащее корпус 1 с кристаллодержателем 2 и приводной механизм 3, снабжено ползуном 4 и регулируемой опорой 5. Корпус выполнен в виде П - образной пластины, на внутренней поверхности которой имеются поперечные пазы 6, а на внешней - установлен кристаллодержатель 2. Одна из боковых сторон пластины корпуса снабжена тремя направляющими, в которых установлен ползун 4, а в верхней части второй боковой стороны выполнены прорези и расположена регулируемая опора 5 в виде винта с гайкой. Ползун 4 упорной поверхностью контактирует с направляющей 7 через набор шариков 11, а нижней боковой поверхностью - с приводным механизмом 3, закрепленным на боковой стороне пластины корпуса 1. Между ползуном 4 и регулируемой опорой 5 установлен соединительный элемент в виде цилиндра 12, сопряженного с ними посредством двух шариков 13, установленных в полусферических выемках 14, выполненных в ползуне 4, регулируемой опоре 5 и торцах цилиндра 12. Устройство позволяет повысить точность и качество изгиба кристалла. Кроме того, данный принцип построения прибора позволяет достичь хорошей повторяемости изгиба, а также исключает поперечную деформацию корпуса. 4 ил.

Изобретение относится к научному приборостроению, позволяет регулировать радиус кривизны изогнутого кристалла в рентгеновских приборах и может быть использовано для прецизионных исследований в рентгеновской оптике.

Известно устройство для изгиба пластины фокусирующего монохроматора, включающее основание, монокристаллическую пластину, держатель с упором и механизм изгиба пластины [1].

Известно устройство для изгиба рентгеновского кристаллмонохроматора, содержащее корпус с кристаллодержателем и приводное устройство [2].

Недостатком известных устройств является низкая точность изгиба кристалла за счет того, что деформацию кристалла осуществляет с помощью сложной механической системы: винт, пружина, четыре неподвижные опоры, кронштейн и рама, при этом точность изгиба определяется соотношением жесткости всех перечисленных элементов.

Технической задачей данного изобретения является повышение точности и качества изгиба и получение повторяемости деформации изгибающего механизма при регулировке радиуса кривизны кристалла.

Это достигается тем, что устройство для изгиба кристаллов, содержащее корпус с кристаллодержателем и приводной механизм, снабжено ползуном и регулируемой опорой, а корпус выполнен в виде П-образной пластины, на внутренней поверхности которой имеются поперечные пазы, а на внешней - установлен кристаллодержатель, при этом одна из боковых сторон пластины корпуса снабжена тремя направляющими, в которых установлен ползун, а в веpхней части второй боковой стороны выполнены прорези и расположена регулируемая опора в виде винта с гайкой, причем ползун упорной поверхностью контактирует с направляющей через набор шариков и нижней боковой поверхностью с приводным механизмом, закрепленным на боковой стороне пластины корпуса, а между ползуном и регулируемой опорой установлен соединительный элемент в виде цилиндра, сопряженного с ними посредством двух шариков, установленных в полусферических выемках, выполненных в ползуне, регулируемой опоре и торцах цилиндра.

В предложенной конструкции изгиб кристалла осуществляется за счет упругой деформации П-образного корпуса, что, во-первых, обеспечивает точность и качество изгиба вдоль всей поверхности и гарантирует правильную цилиндрическую деформацию кристалла, а, во-вторых, позволяет многократно с хорошей повтоpяемостью изменять радиус кривизны кристалла. Кроме того, предложенная конструкция позволяет осуществлять деформацию кристалла с высокой степенью дискретности.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1 с кристаллодержателем 2 и приводным механизмом 3. Устройство снабжено ползуном 4 и регулируемой опорой 5. Корпус 1 выполнен в виде П-образной пластины, на внутренней поверхности которой выполнены поперечные пазы 6. Одна из боковых сторон пластины корпуса 1 снабжена тремя направляющими 7, 8, 9, в которых установлен ползун 4, а в верхней части второй боковой стороны выполнены прорези 10 и расположена регулируемая опора 5 в виде винта и гайки, причем ползун 4 упорной поверхностью контактирует с направляющей 7 через набор шариков 11 (заключенных в сепаратор), а нижней боковой поверхностью с приводным механизмом 3, закрепленным на боковой стороне пластины корпуса 1. Между ползуном 4 и регулируемой опорой 5 установлен соединительный элемент в виде цилиндра 12, сопряженного с ними посредством двух шариков 13, установленных в полусферических выемках 14, выполненных в ползуне 4, регулируемой опоре 5 и торцах цилиндра 12. Устройство снабжено также возвратной пружиной 15.

Устройство работает следующим образом.

Вращая винт приводного устройства 3, через шарик перемещают ползун 4 по направляющим 7, 8, 9 (по направляющей 7 через набор шариков 11). Шарик 13, находящийся в полусферической выемке 14 ползуна 4 и полусферической выемке 14 цилиндра 12, осуществляет качательное движение цилиндра 12 относительно второго шарика 13, расположенного между полусферической выемкой 14 регулируемой опоры (винт, гайка) и второй полусферической выемкой 14 цилиндра 12. При этом происходит приращение проекции длины цилиндра 12 на ось, перпендикулярную оси движения ползуна 4. Тем самым осуществляется продольная деформация П-образного корпуса 1 с кристаллодержателем 2 с определенной кривизной. Пружины 15 необходимы для осуществления силового замыкания ползуна 4 и шарика приводного механизма 3, а также для возврата ползуна 4 и корпуса 1 в первоначальное положение при обратном ходе приводного механизма 3.

Важной особенностью данного устройства, выполненного в виде П-образного корпуса с поперечными пазами, является так называемый "торсионный" принцип работы конструкции: изгиб кристалла осуществляется за счет упругой деформации корпуса. Данный принцип построения прибора позволяет достичь хорошей повторяемости изгиба и в сочетании с большим передаточным отношением звена высокой точности и плавности установки заданной величины деформации кристалла. Большое передаточное отношение звена служит по сути редуктором перемещения микровинта и, следовательно, также повышает точность настройки.

Данное устройство может быть легко автоматизировано для работы на синхротронном излучении в качестве фокусирующего элемента в рентгеновской схеме. Для этого можно, например, заменить приводное устройство пьезоприводом либо использовать шаговый двигатель в качестве приводного элемента.

Для предотвращения поперечной деформации корпуса и обеспечения цилиндрического изгиба кристалла в точке приложения изгибающего момента передаточного устройства в боковой части П-образного корпуса выполнены прорези, исключающие влияние боковой деформации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГИБА КРИСТАЛЛОВ, содержащее корпус с кристаллодержателем и приводной механизм, отличающееся тем, что оно снабжено ползуном и регулируемой опорой, а корпус выполнен в виде П-образной пластины, на внутренней поверхности которой имеются поперечные пазы, а на внешней установлен кристаллодержатель, при этом одна из боковых сторон пластины корпуса снабжена тремя направляющими, в которых установлен ползун, а в верхней части второй боковой стороны выполнены прорези и расположена регулируемая опора в виде винта с гайкой, причем ползун упорной поверхностью контактирует с направляющей через набор шариков и нижней боковой поверхностью - с приводным механизмом, закрепленным на боковой стороне пластины корпуса, а между ползуном и регулируемой опорой установлен соединительный элемент в виде цилиндра, сопряженного с ними посредством двух шариков, установленных в полусферических выемках, выполненных в ползуне, регулируемой опоре и торцах цилиндра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4