Устройство для крепления оптических деталей в корпусе

(9) 01) С 1) С 02 В 7/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТБЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторско-технологическое бюро Физико-техническогоинститута низких температур АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 436313, кл, С 02 В 7/18, 1982.(54) УСТР 011 СТВО ДЛч КРЕП 1 ЮНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАПЕЙ В КОРПУСЕ(57) Изобретение относится к оптико-механической промышленности и предназначено для крепления и юстировки зеркал и других оптических де талей в несущем корпусе. Цель - по 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 а максимальной величине температурных деФормаций, 1 ил,Изобретение относится к оптико-механической промышленности и предназначено для крепления и юстировки зеркал и других оптических деталей в не 5 сущем корпусе.Цель изобретения - повышение 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 О тирование зеркала относительно корпуса.Термокомпенсационные шайбы 5 представляют собой двухслойные сварные соединения, например, из желеэонике левых сплавов: активный слой - из сплава марки 24 НХ, а пассивный слой из сплава 42 Н (ГОСТ 10533-86, марка ТБ 1132), причем температурный коэфФициент линейного расширения активного слоя вьппе пассивного.Термокомпенсационные шайбы 5 устанавливаются пассивным слоем в сторону замыкающего усилия, т.е, к прижимным планкам.35На прижимных планках 3 выполнены проточки 6 сферической или цилиндрической Формы. Контактирующая часть регулировочных винтов 4 с термокомпенсационными шайбами 5 имеет сери ческую Форму, так как шайбы при температурной деформации имеют форму шаровых сегментов.Глубина проточек на прижимных планках 3 выбирается иэ условия сох 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 А + А В)где в АВ - суммарная величина темпе 55ратурной деформации; )А =А- Л - изменение размера оправыопосле охлаждения; 6 В= В-В - изменение размера оптичесокой детали после охлаждения.Размеры оправы А и зеркала В после охлаждения определяются по формулам;: АК (Т - Т )в - в,) + кв (т - Т.,где ОТ, О - средние температурныекоз Ьфици енты линейно горасширения материала оправы и зеркала соответственно.Прогиб термокомпенсационной шайбы 5 определяется по формулег г1 сч Э -йу л- , .4 Ь 100где 1 - удельный прогиб термобиметаллического материала; Ач = Т-Т - разность температур;Ь - толщина термобиметалла;Э - диаметр шайбы;Йдиаметр отверстия в центрешайбы.Таким образом, условием термокомпенсации является равенствоЬуЬАВ" 1,где 3 - глубина проточки на прижимных планках,Покажем на примере расчет глубины проточки на прижимных планках,наружного диаметра П шайбы из термобиметаллического материала марки ТБ 1132 (ТБ 32) (ГОСТ 10533-86) со слоями иэ железоникелевых сплавов: активный слой - из сплава марки 24 НХ, а пассивный слой - из сплава марки 42 Н, толщиной 11 = 1 мм с удельным прогибом 1 с = 0,11 град и диаметра П проточки на прижимной планке из Ст 3 с о = 9,09 10 К для оптической детали из ситалла СО 115 М с с( б-2,7 10 К ; размеры которых А,) = В = 200 мм при охлаждении их от 300 до 77 К.А = А+овГт - т,)1 = 200;1,1 + 9,09 10 (77-300) = 199,6; В = В 1 + сс(Т-т )3 = 200;= 0,388 мм. Диаметр отверстия в центре термобиметаллической шайбы принимаем 6,4 мм (исходя из условия диаметра регулировочного винта 4), а расчет диаметра 0 проточки производим из условия ЬуАВ 3.Наружный диаметр шайбы П,р больше5 диаметра проточки на величину опорного пояса ,т.е.В =В+2 сТаким образом приу - 5 АВ - 3 = - Оф 388 м 20 25 4 26 м роа выбрав опорный пояс С равным 2 мм,имеем Р = П + 2 й = 26 + 4 = 30 мм1Следовательно для сохранения замыкающего усилия на оптическую детальпри охлаждении от 300 до 77 К на прижимной планке необходимо выполнитьпроточку диаметром 26 мм максимальной глубиной 0,388 мм.Сборка предлагаемого устройстваосуществляется при комнатной температуре, а работа - например, при 77 К.При охлаждении устройства корпус 2и оправка 3 с регулировочными винта 40ми 4 изменяют свои линейные размерыв трех взаимноперпендикулярных направлениях,Термокомпенсационная шайба 5 приконечной заданной температуре прогибается, сохраняя при этом замыкающееусилие оптической детали 1 постоянным, т.е. таким, какое было заданопри комнатной температуре. ор мул а обрете 4 Т.Гык оставителехред М. и Редактор А Цип Коррек жнин Тираж 4 комитет Москва,Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС-35, Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "П Заказ 3142ВНИИПИ Государственного113035 66Прогиб 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 поверхность регулировочного винта 4 свободно заполняет прогиб термобиметаллической шайбы 5, не создавая дополнительной нагрузки на оптическую деталь 1 и не деформируя шайбу 5.1 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 уп щает конструкцию регулировочных узлов силового замыкания оптической детали,Устроиство 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 формь