SU1599826A1

SU1599826A1 - Устройство дл креплени оптических деталей в корпусе

Info

Publication number: SU1599826A1
Application number: SU874322588A
Authority: SU
Inventors: Виктор Маркович Науменко; Николай Федорович Дмитренко
Original assignee: Особое конструкторско-технологическое бюро Физико-технического института низких температур АН УССР
Priority date: 1987-09-21
Filing date: 1987-09-21
Publication date: 1990-10-15

Abstract

Изобретение относитс к оптико-механической промышленности и предназначено дл креплени и юстировки зеркал и других оптических деталей в несущем корпусе. Цель - повышение надежности креплени в услови х криогенных температур и упрощение конструкции. В устройстве дл креплени оптических деталей в корпусе 2, содержащем регулировочные винты 4, воздействующие на устанавливаемую деталь 1 через прижимные планки 3, между регулировочным винтом 4 и прижимными планками 3 установлены термокомпенсационные шайбы 5 из термобиметалла. При этом контактирующа часть регулировочного винта 4 с шайбой 5 выполнена сферической, а на прижимных планках 3 выполнены проточки 6 цилиндрической или сферической формы, глубина которых равна максимальной величине температурных деформаций. 1 ил.

Description

Изобретение относится к оптико-механической промышленности и предназначено для крепления и юстировки зеркал и других оптических деталей в не- g сущем корпусе.

Цель изобретения - повышение надежности крепления оптической детали в условиях криогенных температур. ’

На чертеже изображено предлагаемое jq устройство.

Устройство содержит оптическую деталь 1, установленную в корпусе 2 и закрепленную с помощью прижимных планок 3. Силовое замыкание оптичес- (5 кой детали 1 осуществляется через прижимные планки 3 и корпус 2 при помощи регулировочных винтов 4 с термокомпенсационными шайбами 5,обеспечивая при этом базирование И ориен- 20 тирование зеркала относительно кор- . пуса.

Термокомпенсационные шайбы 5 представляют собой двухслойные сварные соединения, например, из железонике- 25 левых сплавов: активный слой - из сплава марки 24НХ, а пассивный слой из сплава 42Н (ГОСТ 10533-86, марка ТБ 1132), причем температурный коэффициент линейного расширения актив- βθ ного слоя выше пассивного.

Термокомпенсационные шайбы 5 устанавливаются пассивным слоем в сторону замыкающего усилия, т.е. к прижимным планкам. 3$

На прижимных планках 3 выполнены проточки 6 сферической или цилиндрической формы. Контактирующая часть регулировочных винтов 4 с термокомпенсационными шайбами 5 имеет сФери- дд ческую форму, так как шайбы при температурной деформации имеют форму шаровых сегментов.

Глубина проточек на прижимных планках 3 выбирается из условия сох- 45 ранения замыкающего усилия на оптическую деталь 1 при изменении температуры от Т_о до Т при деформациях в условиях ударно-вибрационных нагру зок при многократном термоциклировании, т.е. не менее максимальной величины температурных деформаций:

/ώ АВ / = /ДА + ДВ^, где ДАВ - суммарная величина темпе·ратурной деформации;

ДА = А - А'_о - изменение размера оправы после охлаждения;

ДВ = = Β-Βθ - изменение размера оптической детали после охлаждения .

Размеры оправы А и зеркала В после охлаждения определяются по формулам:

- А,[1 %>(! - Т„)], ⁺ - т.)]. ' где о4д , средние температурные коэффициенты линейного расширения материала оправы и зеркала соответственно.

Прогиб термокомпенсационной шайбы определяется по формуле

2. 2.

D-d ^-“ϊόδ“’ . _ к-Дч

ДУ ~ —7,— 4h где к - удельный прогиб термобиметаллического материала;

Ду = Т~Т_О - разность температур; h - толщина термобиметалла;

D - диаметр шайбы;

I ' d - диаметр отверстия в центре шайбы.

Таким образом, условием термокомпенсации является равенство

Ду & ДАВ a S', где S - глубина проточки на прижимных планках.

I

Покажем на примере расчет глубины проточки на прижимных планках,наружного диаметра D шайбы из термобиметаллического материала марки ТБ 1132 (ТБ32) (ГОСТ 10533-86) со слоями из железоникелевых сплавов: активный слой - из сплава марки 24НХ, а пассивный слой - из сплава марки 42И, толщиной h = 1 мм с удельным прогибом к = 0,11 град'’ и диаметра D проточки на прижимной планке из Ст 3 с οίρ = 9,09 · 1 О^-6 К¹ для оптической детали из ситалла СО115М с с< _R = - -2,7· 10 К ; размеры которых

А ₀ = В ₀ = 200 мм при охлаждении их от 300 до 77 К.

А = А_о[1 +^_Д(Т - Т_о)] = 200; fl + 9,09·10’⁶(77-300) = 199,6;

В = В_о[1 (T-TjJ = 200;

[1 +. (-2,7· 10~⁷ ) (77 - 300) = 200, 012;

1599826'

Диаметр отверстия в центре термобиметаллической шайбы принимаем 6,4 мм (исходя из условия диаметра регулировочного винта 4), а расчет диаметра D проточки производим из условия Д у АВ <= § .

Наружный диаметр шайбы D_tp больше диаметра проточки на величину опорного пояса t,T.e.

D φ = D + 2t

Таким образом при Дуй. ДАВ£^ = = 0,388 м

D-Tj

0.388-4-1 · 100¹

--------------------------------------------1 + 6,4 = равным 2 мм, + 4 = 30 мм

К на привыполнить максимальК.

--—) = ->| 674 26 мм, а выбрав опорный пояс t имеем Од) = D + 2t = 26

Следовательно для сохранения замыкающего усилия на оптическую деталь при охлаждении от 300 до жимной планке необходимо проточку диаметром 26 мм ной глубиной 0,388 мм.

Сборка предлагаемого устройства осуществляется при комнатной температуре, а работа - например, при 77 При охлаждении устройства корпус и оправка 3 с регулировочными винтами 4 изменяют свои линейные размеры в трех взаимноперпендикулярных направлениях.

Термокомпенсационная шайба 5 при конечной заданной температуре прогибается, сохраняя при этом замыкающее усилие оптической детали 1 постоянным, т.е. таким, какое было задано при комнатной температуре.

Редактор А.Лежнина

Прогиб термокомпенсационной шайбы 5 препятствует смещению корпуса 2, прижимных планок 3 и регулировочных винтов 4 в сторону оптической детали 1 на величину температурной деформации. При этом сферическая йъверхность регулировочного винта 4 свободно заполняет прогиб термобиметаллической шайбы 5, не создавая дополнительной нагрузки на оптическую деталь 1 и не деформируя шайбу 5.

I

Выполнение крепления оптической детали описанным методом позволяет сохранить замыкающее усилие оптической детали при любых двух температурах установки из интервала температур от 323 до 4,2 К с многократным термоциклированием.

При*этом обеспечивается условие статической определенности и надежности крепления оптической детали при ударно-вибрационных нагрузках.

Применение термобиметаллических шайб в качестве компенсаторов температурных деформаций значительно упрощает конструкцию регулировочных узлов силового замыкания оптической детали.

Claims

Формула изобретения для крепления оптическорпусе,содержащее ре, взаимодействуютлич ающеецелью повышения наУстройство ких деталей в гулировочные винты щие с оптической деталью через прижимные планки, о с я тем, что, с дежности крепления оптической детали в условиях криогенных температур, в устройство дополнительно введены шайбы из термобиметалла, размещенные между головкой регулировочных винтов и прижимными планками, причем поверхность головки винта, взаимодействующая с шайбой, выполнена сферической, а на прижимных планках выполнены проточки цилиндрической формы.