Устройство для крепления оптического зеркала в оправе

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик (1943626 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)За"лено 17,12.8О (2 ) З22ОЗЗ1j18-10 с присоелинением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07,82. Бюллетень №26

Дата опубликования описания 15.07 82 (53)М. Кл.

С 02 В 7/18

3Ъоудорствкнный комитет

СССР

Ilo делам изобретений и открытий (53) УДК681. 4, .072(088.8) (?2) Авторы изобретения

А. С. Васильев и Г.А. Семенов (71) Заявитель (543 УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО

ЗЕРКАЛА В 6ПРАВЕ

Изобретение относится к оптичес" кому приборостроению и может быть использовано для установки оптических зеркал в оправе, например в астротелескопах и других приборах, 5 где требуется точная разгрузка зеркал.

Известна шаровая, опора, содержа. щая фланец и цапфу, имеющие сфери" ческие рабочие поверхности с общим центром и расположенный между ними .сепаратор с отверстиями, в которых размещены шарики (1).

Недостатком известной опоры в случае применения ее для крепления оптического зеркала в оправе является отсутствие возможности свободного перемещения зеркала относительно оправы в поперечном направлении в случае механических, температурных 2о 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 крепления 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, установочного винта и шаровой опоры (2 ).

Недостатками данного устройства являются небольшая нагрузочная способность, так как составляющая веса зеркала воспринимается лишь одним шариком, большие усилия в торцовых опорах, деформирующих зеркало, а также трудоемкий демонтаж зеркала.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности, уменьшение усилий в торцовой опоре, деформирующих зеркало при его возможных поперечных смещениях относительно оправы, достижение простоты и надежности сборки.

943626 ф

Поставленная цель достигается тем, что s устройстве для крепления оптического зеркала в оправе, содер. жащее радиальную опору и торцовые опоры, каждая из которых выполнена в виде приклеенной к зеркалу опор-. ной пяты, соединенной с оправой при помощи тяги, пружины, установочного винта и шаровой опоры, боковая поверхность опорной пяты вы- to полнена 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, расголоженные 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 поверхности опорной пяты, а вторая. соединена с пружиной, один конец которой жестко связан с оправой, а на другом закреплен установочный 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. ч " 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 4, равномерно расположенных по окрумности 5. При этом каждая торцовая опора 4 состоит из приклеенно" к зеркалу опорной пяты 6, боковая поверх- 45 ность которой выполнена сферической, пластинчатой пружины 7, вкладыша 8, установочного винта 9, шаровой опоры

10 и тяги 11. Тяга выполнена в виде гибкого стержня 12, например тросика, снабженного по концам сферичес" кими головками 13 и 14, соединенными с гибким стержнем, с помощью гайки. В случае использования устройства в условиях вакуума, для уменьше- s5 ния газовыделения, тяга -11 может быть выполнена из одной заготовки

° (фиг.4).

Тяга 11, сферические головки которой контактируют с коническими поверхностями опорной пяты б и вкладыша 8, соединяет зеркало 1 через шаровую опору 10 и пластинчатую пружину 7 с оправой 2, Для уменьшения потерь на трение конические поверхности опорной пяты и вкладыша следует покрыть твердой смазкой, например фторопластовым лаком,фБФ-74Д.

Вкладыш 8, установленный в средней части пластинчатой пружины, для удобства монтажа снабжен радиальным пазом 15 (фиг.3). 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 б. Фланец местко 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 использова9436 ния 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 4 с плоскостью контакта опорной пяты и зеркала вместе с сепаратором 20 и шариками

21 обеспечивает самоустановку торцовой опоры с наименьшими потерями на 10 трение.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют производить визуальный контроль взаимно. го расположения сепараторов с шари- 15 ками при сборке, обеспечивают своГ бодный доступ ко всем элементам устройства, упрощают монтаж.

Для демонтажа торцовой опоры достаточно уменьшить усилие пластинча- 20 той пружины 7 с помощью установочного винта 9, вывести вкладыш 8 из отверстия в пружине, раэьединить вкладыш с тягой 11. При этом зеркало вместе с опорными пятами 6 и тя- и гами 11 легко может быть разьединено с центральной опорой 3, а остальные детали устройства останутся надежно соединенными с оправой, т.е. при демонтаже зеркала не требуется производить хотя бы частичный демонтаж устройства.

Торцовые опоры 4 воспринимают составляющие силы тяжести зеркала направленные параллельно осям этих опор, а также позволяют осуществлять поперечные относительные перемещения оправы и зеркала, возникающие вслед" ствие разного рода их деформаций, например температурных, от естественного старения материала оправы и др.

Составляющая веса зеркала, направленная перпендикулярно осям торцовых опор, воспринимается радиальной опо" рои 3.

Если деформации рабочей поверхности оптического зеркала от собственного веса при его опирании на 3 точки (торцовые опоры} превышают допусA тимые значения, то для уменьшения их зеркало может быть дополнительно разгружено необходимым количеством известных торцовых разгрузок - предлагаемое устройство этому не препятИ ствует.

При деформациях оправы в направлениях, перпендикулярных осям торцовых опор 4, происходит поперечное

26 6 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 угол, величина которого прямо пропорциональна относительному перемещению и обратно пропорциональна на длине тяги, Например, при относительном пере" мещении, равяом 0,1 мм, и длине тяги, равной О мм, угол поворота гибкого

I стержня составляет 2 10 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 плос" костями контакта шариков 21 со сфе- рической 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, в известном устройстве на зеркало в месте приклейки опор" ной 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 опорной пяты к зеркалу.

Как видно иэ фиг.l известного устройства, упомянутое расстояние превышает длину опорной пяты, Таким образом, суммарное усилие воздействия на оптическое зеркало. со стороны торцовой опоры предложенного устройства значительно меньше, чем в известном.

Наличие нескольких шариков в тор" цовой опоре предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет увеличить его нагрузочную способность и крепить оптические зеркала в оправе весом до 200 кг и более, 7 943626 8 как с торцовыми разгрузками, так и без них.

Предлагаемая конструкция крепления оптического зеркала в оправе позволяет регулировать усилие пружи.

Hbl и, таким образом, может быть унифицирована для нескольких типоразмеров зеркал.

Формула и зобретения

Устройство для крепления оптического зеркала в оправе, содержащее радиальную опору и торцовые опоры, 15 каждая иэ которых выполнена в виде приклеенной к зеркалу опорной пяты, соединенной с оправой при помощи тяги, пружины, установочного винтом и шаровой опоры, о т л и ч а ю щ е " рв е с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, уменьшения усилий в торцовых опорах, деформирующих зеркало, и снижения трудоемкости демонтажа, 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 отверстиями, в которых размещены шарики, расположенные между плоскими поверхностями фланца и кольца и между оферическими поверхностями кольца и опорной пяты, при этом тяга выполнена в виде гибкого стержня с сферическими головками, одна из которых концентрична сферической поверхности 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

N 534594, кл. F 16 С 32/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

1%36313, кл. G 02 B 7/18, 1972.

943626

Составитель 8.Андреев

Редактор Л.Авраменко Техред g Tenep Корректор Ю.Иакаренко

Заказ 5101/51 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4