Устройство для крепления оптических деталей в корпусе

 

Изобретение относится к оптико-механической промышленности и предназначено для крепления и юстировки зеркал и других оптических деталей в несущем корпусе. Цель - повышение надежности крепления в условиях криогенных температур и упрощение конструкции. В устройстве для крепления 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 контактирующая 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1) g G 02 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322588/24-10 (22) 21.09.87. (46) 15.10.90. Бюл. Ф 38 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро Физико-технического института низких температур АН УССР (72) .В.И.Науменко и Н.Ф.Дмитренко (53) 681.437.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II - 436313, кл. G 02 В 7/18, 1982. (54) УСТР011СТВО ДЛч KPEIIJIEHHH ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАПЕЙ В КОРПУСЕ (57) Изобретение относится к опти ко-механической промышленности и предназначено для крепления и юстировки зеркал и других оптических деталей в несущем корпусе. Цель — по„. 8 „„1599826 Д вышение надежности крепления в условиях криогенных температур и упрощение конструкции. В устройстве для крепления 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 контактирующая 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.

1599826

Изобретение относится к оптико-механической промьппленности и предназначено для крепления и юстировки зеркал и других оптических деталей в не5 сущем корпусе.

Цель изобретения — повьппение надежности крепления оптической детали в условиях криогенных температур, На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит оптическую деталь 1, установленную в корпусе 2 и закрепленную с помощью прижимных планок 3. Силовое замыкание оптической 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- 2р тирование зеркала относительно корпуса.

Термокомпенсационные шайбы 5 представляют собой двухслойные сварные соединения, например, из желеэонике- 25 левых сплавов: активный слой — из сплава марки 24НХ, а пассивный слой из сплава 42Н (ГОСТ 10533-86, марка

ТБ1132), причем температурный коэффициент линейного расширения активного слоя вьппе пассивноro.

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

На прижимных планках 3 выполнены проточки 6 сферической или цилиндрической формы. Контактирующая часть регулировочных винтов 4 с термокомпенсационными шайбами 5 имеет с(1)ери- 40 ческую форму, так как шайбы при температурной деформации имеют форму шаровых сегментов.

Глубина проточек на прижимных планках 3 выбирается иэ условия сох- 45 ранения замыкающего усилия на оптическую деталь 1 при изменении температуры от То до Т при деформациях в условиях ударно-вибрационных нагрузок при многократном термоциклировании, т.е. не менее максимальной величины температурных деформаций: ) АВ = (() А + () n f, где h AB — суммарная величина темпе

55 ратурной деформации;

) )А =А — Л вЂ” изменение размера оправы о после охлаждения;

5В

= В- — изменение размера оптичесо кой детали после охлаждения.

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

А = А (1 +cTд(Т вЂ” 2 )), в - в, () + (, (т — 2.)j, где 7„, yL — средние температурные коэффициенты линейного расширения материала оправы и зеркала соответственно.

Прогиб термокомпенсационной шайбы

5 определяется по формуле г г

k1))v D - d у л.

4Ь 100 ™ где k — удельный прогиб термобиметаллического материала;

Ач = Т-То — разность температур;

Ь вЂ” толщина термобиметалла;

D — - диаметр шайбы;

d диаметр отверстия в центре шайбь1.

Таким образом, условием термокомпенсации является равенство

Ьу ЬАВ"- t, где о — глубина проточки на прижимных планках, 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 иэ железоникелевых сплавов: активный слой — из сплава марки 24НХ, а пассивный слой — из сплава марки 42Н, толщиной h = 1 мм с удельным прогибом k = 0,11 град и диаметра D проточки на прижимной планке из Ст 3 с о = 9,09 10 К для оптической

Д детали из ситалла СО115Й с с(б

-2,7 ° 10 К ; размеры которых

А,) = В = 200 мм при охлаждении их от 300 до 77 К, А = Ар (I +eL (T — Т,)) = 200; 1! + 9,09 10 (77-300) = 199,6;

В = ВО (1 + сС,(т-т )J = 200;

5 159 (1 + (-2,7. 10 ) (77 — 300) =

9826

200, .012;

/ЬАВ / = /Ь А + ЬВ/ = /-O,4 + 0,012/

= 0,388 мм.!

=/б74 26 мм, Формула изобретения

Составитель T.Ãàòèëèíà

Техред М.Дидык

Корректор О.Ципле

Редактор А.Лежнина

Заказ 3142 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

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 / у < АВ 3 .

Наружный диаметр шайбы П,Р больше диаметра проточки на величину опорного пояса t,ò.е.

Dq) = D+ 2t

Таким образом при Ьу EАВ о

= 0,388 м а выбрав опорный пояс t равным 2 мм, имеем Dy = D + 2t = 26 + 4 = 30 мм

Следовательно для сохранения замыкающего усилия на оптическую деталь при охлаждении от 300 до 77 К на прижимной планке необходимо выполнить проточку диаметром 26 мм максимальной глубиной 0,388 мм.

Сборка предлагаемого устройства осуществляется при комнатной температуре, а работа — например, при 77 К.

При охлаждении устройства корпус 2 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.

Прогиб термокомпенсационной шайбы

5 препятствует смещению корпуса 2, прижимных планок 3 и регулировочных винтов 4 в сторону оптической дета5 ли 1 на величину температурной деформации. При этом. сферическая тбэверхность регулировочного винта 4 свободно зanолняет прогиб термобиметалли10 ческой шайбы 5, не создавая дополнительной нагрузки на оптическую деталь 1 и не деформируя шайбу 5.

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.

Устройство для крепления оптических деталей в корпусе, содержащее регулировочные винты, взаимодействующие с оптической деталью через прижимные планки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности 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. !