Монтировка телескопа (его варианты)

(19) 111) За) 0 0 2 б 2 3 0 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) 1, Монтировка телескопа, содержащая неподвижное основание, на валу которого установлен корпус, трубу телескопа, установленную в опорахна оси корпуса, шарнирно связанногопосредством рычага с устройствомдля статической балансировки, выполненным в виде противовеса и систеюрычагов, кинематически шарнирно связывающей, по крайней мере, одну иэопор оси. корпуса с рычагом противовеса, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения точности засчет компенсации инерционных нагру-зок, в устройство для статической ба-.лансировки введен кронштейн, одинконец которого жестко связанс корпусом, а второй посредством паза иролика взаимодействует с противовесом, установленным с возможностьюповорота. вокруг оси, проходящей через его центр тяжести параллельнооси вала основания в рычаге противовеса, причем паз выполнен с уклономв сторону оси вала основания монти-еровки. 2. Монтировка телескопа по п.1,т л и ч а ю щ а я с я тем, что противовес снабжен жестко закрепленным на его оси фланцем, причем паэ, взаимодействующий с кронштейном, выполненнепосредственно во фланце.3. Монтировка телескопа, содержащая неподвижное основание, на валу которого установлен корпус, трубу телескопа, установленную в опорах на оси корпуса, шарнирно связанного по" средством рычага с устройством для статической балансировки, выпопненным в виде противовеса и системы ры" чагов, кинематически шарнирно связывающей, по крайней мере, одну иэ опор оси корпуса с рычагом противовеса, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью повышения точности засчет компенсации инерционных нагру" зок, в устройство для статической балансировки введен кронштейн, один конец которого жестко связан с корпу сом а второй - посредством шарнира с противовесом, установленным с воз" Я можностью поворота вокруг оси, про-. ходяще 11 через его центр тяжести параллельно оси вала основания в рычаге противовеса, причем шарнир (размещен эксцентрично относительно рси вращения противовеса со стороны, противоположной размещению вала основания монтировки.4. Монтировка телескопа по п.З, р т л и ч а ю щ а я с я тем, что кронштейн выполнен в виде двухшарнирно связанных между собой рычагов,1 а шарнир крепления кр чштейна к про-, тивовесу размещен в плоскости, про,ходящей через оси рычагов крепленияпротивовеса.Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к астрономическому приборостроению, и можетбыть использовано в телескопах, требующих особо точного наведения подвижных зеркальных систем. 5Известна монтировка телескопа,содержащая неподвижное основание,на валу которого установлен корпус,трубу телескопа, установленную вопорах на оси корпуса, шарнирно свяэанного посредством рычага с устройством для статической балансировки,выполненным в виде противовеса и системы рычагов, кинематически шарнирносвязывающей, по крайней мере, однуиз опор оси корпуса с рычагом противовеса. Составляющая от веса противовеса передается на консольную опору оси корпуса компенсируя деформации консольной фермы корпуса от весовых наГрузок, действующих на зту опору. Это позволяет значительно улучшить точностные и динамические характеристики телескопаП 1 .Однако в телескопах кроме весовыхдействуют еще инерционные нагрузки,возникающие при ускорениях переброса и рабочих ускорениях сопровожденияцели. Составляющие этих инерционныхнагрузок в известном устройстве, возникающие при поворотах изделия на ва-ЗОлу неподвижного основания, передаются на опоры оси корпуса и деформируют консольную ферму, изменяя положение оси корпуса в пространстве, т.е.точность наведения сопровождения 35цели телескопа снижается.Целью изобретения является повышение точности за счет компенсацииинерционных нагрузок.Поставленная цель достигается 4 Отем, что в монтировке телескопа,содержащей неподвижное основание,на валу которого размещен корпус,трубу телескопа, установленную вогорах на оси корпуса, шарнирносвязанного посредством рычага с устройством для статической балансировки, выполненным в виде противовеса и системы рычагов, кинематически шарнирно связывающей, по крайнеймерй, одну из опор оси корпуса срычагом противовеса, в устройстводпя статической балансировки введенкронштейн, один конец которого жестко связан с корпусом, а второй посредством паза и ролика взаимодействует 55с противовесом, установленньм с воэможностью поворота вокруг оси,проходящей через его центр тяжестипараллельно оси вала основания в рычаге противовеса, причем паз выпол Онен с уклоном в сторону оси валаоснования мойтировки.При этом противовес снабжен жестко закрепленным на его оси фланцем,причем паз, взаимодействующий с- кронштейном, выполнен непосредственно во фланце.Поставленная цель достигается также тем, что в монтировке телескопа, содержащей неподвижное основание, на валу которого установлен корпус, трубу телескопа, установленную в опорах на оси корпуса, шарнирно связанного посредством рычага с устройством для статической балансировки, выполненным в виде противовеса и системы рычагов, кинематически шарнирно свяэывающей,по крайней мере, одну из опор оси корпуса с рычагом противовеса, в устройство для статической балансировки введен кронштейн, один конец которого жестко связан с корпусом, а второй посредством шарнира - с противовесом, установленным с воэможностью поворота вокруг оси, проходящей через его центр тяжести параллельно оси вала основания в рычаге противовеса, причем шарнир размещен эксцентрично относительно оси вращения противовеса со стороны, противоположной размещению вала основания монтировки.При этом кронштейн выполнен в виде двух шарнирно связанных между собой рычагов,а шарнир крепления кронштейна к противовесу размещен в плос- кости, проходящей через оси рычагов крепления противовеса.При таком выполнении устройства усилия на консольную опору трубы телескопа от инерционной массы монтировки телескопа и от инерционной массы противовеса при любых сочетаниях.направлений и ускорения поворота всегда направлены в разные стороны, компенсируя друг друга,и поэтому на консольную ферму корпуса не передаются.Снабжение противовеса фланцем и размещение паза во фланце противовеса позволяет упростить изготовление конструкции, повысить его технологичность.Выполнение кронштейна в виде двух шарнирно связанных между собой рычагов устраняет натяги при сборке рычажной системы, исключая влияние неточности изготовления устройства на его работу (на компенсацию инерционных нагрузок, а размещение шарнира крепления кронштейна к противовесу в плоскости, проходящей через оси рычагов креплЕния противовеса, позволяет получить максимальный эффект от использования устройства при компенсации инерционных нагрузок (т.е, при минимальных габаритах фланца достичь необходимого усилия разгрузки 1.На фиг.1 представлена схема монтировки телескопа, общий вид; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1 (соединение кронштейна с фланцем противовеса)на фиг.З - узел 1 на фиг.1 (то же, вариант исполнения); на фиг.4 сечение А-А на фиг.З соединение кронштейна с фланцем противовеса по варианту).Монтировка телескопа содержит 5 неподвижное основание 1, на валу 2 с осью 3 которого размещен корпус 4 с консольной фермой 5, трубу 6 телескопа, установленную в опорах 7 и 8 на оси 9 корпуса 4. Корпус 4 О через шарнир 10 посредством рыгачов 11 с осями 12 связан с противовесом 13 устройства для статической балансировки.Противовес 13 выполнен в виде 15 собственно противовеса 14 и фланца 15 и снабжен осью 16 вращения, проходящей через его центр тяжести. Устройство для статической баланоировки кроме противовеса 13 содержит также систему рычагов 17, 18 и 19, кинематически шарнирно связывающую опору 7 оси 9 корпуса 4 с рычагом 11 противовеса 13. Во фланце 15 противовеса 13 на расстоянии с от оси 16 с уклоном в сторону оси 3 основания 1 монтировки под углом сС к оси рычага 11 выпОлнен паз 20. Расстояние и величина угла сй, рассчитываются по известным зависимостям и выбираются, исходя из конкретных характеристик разрабатываемого изделия. К корпусу 4 одним концом прикреплен кронштейн 21, второй конец которого, снабженный роликом 22, взаимодействует с пазом 20 фланца 15 противо веса 13.По варианту изобретения кронштейн 21 выполнен в виде двух рычагов 23 и 24, связанных между собой шарниром 25. Второй конец кронштейна 21 40 через шарнир 26 связан с фланцем 15 противовеса 13, причем шарнир 26 размещен в плоскости, проходящей через оси 12 рычагов 11 крепления противовеса 13, эксцентрично относительно оси 16 вращения противовеса 13 со стороны, противоположной размещению вала 2 основания 1 монтировки. Величина эксцентриситета, 3 рассчитывается по известным зависимостям и выбирается, исходя из конкретных характеристик разрабатываемого изделия.Работа устройства происходит следующим образом. В состоянии покоя и равномерного углового поворота теле скопа на валу 2 разгрузочно-балансировочное устройство создает на консольной опоре 7 оси 9 усилие равное, но противоположно направленное составляющей весовой нагрузки, действую 60 щей на эту опору, и.консольная ферма 5 не деформируется, при этом противовес 13, снабженный осью 16,нахо дится в состоянии покоя относительно рычагов 17, 18 и 19 и паз 20 65(по варианту - шарнир 26протйвовеса 13 не действует на ролик 22 по варианту - на тягу 24) кронштейна 21. Любое изменение скорости поворота телескопа на валу 2,определяемое ускорениями разгона или замедления, создает инерционный момент от массы противовеса 13, рассчитываемый по формулеМ=О ргде Д - момент инерции противовеса,Я. - ускорение разгона илизамедления.Этим моментом противовес 13 воздействует верхней или нижней сторонойпаза 20 на ролик 22 кронштейна 21(по варианту противовес 13 воздейстевует через шарнир 26 на рычаг 24кронштейна 21).Составляющая реакцииусилия этого воздействия на противовес 13 со стороны кронштейна 21,направленная перпендикулярно рычагу 11 крепления противовеса 13, передается через систему рычагов 17,18 и 19 на консольную опору 7, компенсируя составляющую инерционныхсил, действующую на эту же опоруот массы трубы 6 монтировки телескопа. Усилия на опору 7 от инерционной массы монтировки телескопаи от инерционной массы противовеса13 при любых сочетаниях направленийи ускорений поворота в предложенной схеме монтировки телескопавсегда направлены в разные стороныи поэтому на консольную ферму 5не передаются.Например, при повороте монтировки телескопа на валу 2 основания 1против часовой стрелки с ускорениемразгона противовес 13, стремясь сохранить свое первоначальное положение в пространстве, начинает воздействовать пазом 20, выполненным вофланце 15, на ролик 22 кронштейна 21.Так как паз 20 выполнен с уклономв сторону оси 3 основания 1 монтировки, то воздействие на ролик 22 осуществляется нижней кромкой паза 20.Реакция на эго усилие со стороныролика 22 кроштейна 21 направленаперпендикулярно нижней кромке паза20,а составляющая этой реакции;перпендикулярная оси 12 рычага 11,через систему рычагов 11, 17, 18и 19 компенсирует воз йствие инерционной нагрузки от трубы телескопа на консольную опору 7 и консольная ферма 5 не деформируется.Аналогично происходит компенса"ция инерционных нагрузок в другихслучаях ускоренного или замедленногоповорота монтировки на валу 2 основания 1По варианту изобретения для обеспечения необходимого направления ре1067460 7 5 акции со стороны тяги 24 на фланец 15 противовеса 13 шарнир 26"размещен эксцентрично оси 16 со стороны, противоположной от вала 2 основания 1 монтировки.Момент инерции противовеса(4)рас считывается по формулев йЭ -у -где й 1 - масса противовеса;10Ф - его радиус.Из формулы следует, что при прочих равных условиях создаваемое противовесом усилие разгрузки пропор" ционально квадрату его радиуса. По" этому в конструкциях монтировок с вытянутым вдоль оси противовесом предпочтительнее использовать разгрузку от инерционных усилий по варианту с пазом, позволяющим повысить усилие разгрузки за счет извест"20 ных зависимостей взаимодействия ролика с наклонной плоскостью, а для монтировок с большим радиусом противовеса проще испольэовать разгрузку по варианту с шарниром. В конструкции монтировки телескопа для максимального снижения погрешностей разгрузки все шарнирные .соеди" нения рычажной системы выполнены на потшипниках качения.Предлагаемое выполнение монтировки телескопа позволяет повысить ее точность по сравнению с монтировкой телескопа по прототипу, выбранному в качестве базового объекта, имеющей массу 20 т и момент инерции частей иэделия, вращающихся вокруг оси 3, равный 11 т.м-сф за счет компенсации инерционных нагрузок, действующих на консольную опору 7 оси 9 корпуса 4В базовом объекте отклонения положения оси корпуса телескопа за счет деформации металлокон-струкций от воздействия инерционных . нагрузок при поворотах иэделия относительно вала основания монтировки с ускорениями до 1 град/сф достигают 30 угл.с. В предлагаемой монтировке телескопа эти отклонения с учетом трения в шарнирах снижены до 2,9 угл.с,