Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Практическая реализация этого принципа зависит от следующих параметров детали: жесткости материала, характеризуемого отношением E/d; отношения толщины детали к ее диаметру t/D; наличия и размера центрального отверстия; кривизны рабочей поверхности 1/Дкр; конструкции облегчения заготовки.
Наиболее простой и достаточно эффективной разгрузкой для зеркал диаметром до 1200-1500 мм (при отношении t/D~ 1/8 и не очень большом центральном отверстии) является разгрузка на ленту (рис. 7.30, б). При этом должны соблюдаться следующие правила:
лента 2 должна охватывать деталь 1 в пределах угла, близкого к 180°; закрепление ее к оправе не должно препятствовать свободным колебаниям зеркала вокруг точек закрепления по законам
375
Рис. 7.30. Схема распределения усилий при вертикальном расположении детали
физического маятника (этому условию отвечает закрепление ленты в шаровом шарнире 3);
лента должна быть достаточно эластичной во избежание местных деформаций краевых участков поверхности;
ширина ленты должна быть на 15-20 % меньше толщины зеркала, а ее середина — совпадать с плоскостью центра тяжести детали;
необходимо стремиться к минимуму трения между лентой и торцевой поверхностью зеркала; этому способствует прокладка в виде двух тонких фторопластовых лент.
Общее правило для всех горизонтальных схем контроля— строгая горизонтальность оптической оси.
Разгрузка на ленту становится неудовлетворительной для дета лей размером более 1500 мм. В этом случае необходимо более строгое соответствие закону косинусов. Варианты разгрузки крупногабаритных деталей показаны на рис. 7.30, в, г. По сравнению с разгрузкой на ленте строгое соблюдение закона косинусов при прочих равных условиях уменьшает деформации поверхности приблизительно в шесть раз.
376
На рис. 7.30, в показана торцевая и боковая разгрузки зеркала (4 — жесткая оправа зеркала, на которой закреплены рычаги боковой 5 и торцевой 6 разгрузок). На рис. 7.30, г представлен слу-
чай пружинной боковой разгрузки. Здесь КОНЦЫ пружин Рис- 7.31. Элемент вертикальной разгрузки 9 закреплены в оправе 8 и
на боковой поверхности зеркала 7, а их жесткость подобрана так, чтобы под действием массы зеркала их длина изменялась примерно на 25 %.
Заклон зеркала из горизонтального положения в вертикальное ведет к перераспределению усилий в торцевой системе разгрузки. В описанной выше разгрузочной системе Б. Ю. Лямина и А. А. Леонтьева в системе как торцевой, так и горизонтальной разгрузки применен принцип автоматической компенсации изменения усилий нагружения, позволяющий автоматически перераспределять усилия в опорах и стабильно сохранять форму зеркала. Элемент вертикальной разгрузки этой системы представлен на рис. 7.31. Сильфон 1 развивает усилие -S1, действующее на конец рычага 2, второй конец которого размещен в разгрузочном отверстии зеркала. Мембрана 3 создает противодействие Sj, уравновешивающее действие сильфона.
Назначение. Классификация. Если традиционными материалами для изготовления оптических зеркал принято считать стекло и стеклообразные материалы, то металлы, карбиды металлов и другие материалы следует отнести к нетрадиционным материалам для изготовления оптических зеркал, в том числе крупногабаритных.
Появление оптических зеркал из материалов, нетрадиционных для оптики в конце 1960-х — начале 1970-х годов XX столетия объясняется следующими обстоятельствами:
необходимостью существенного снижения веса оптики для создания космической аппаратуры последующих поколений с более высокими функциональными возможностями, чем предыдущие образцы аппаратуры при тех же весовых характеристиках;
созданием мощных лазерных систем и комплексов, в том числе адаптивных, в непрерывном, частотно-импульсном и импульсном режимах работы на длинах волн от рентгеновских до дальних инфракрасных;
7.7. ОПТИЧЕСКИЕ ЗЕРКАЛА ИЗ НЕТРАДИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
377
разработкой ИК-телескопов и систем, работающих в диапазоне температур от 4 до 80 К с целью повышения чувствительности аппаратуры в 103-105 раз, что и определяет основное назначение этой оптики.
Оптические зеркала из нетрадиционных материалов могут классифицироваться по следующим признакам: области спектра, взаимодействию излучения с оптической поверхностью, воздействию j динамических нагрузок, рабочим температурам, по числу оптических поверхностей, условиям работы, конструкции, видам оптических поверхностей и т. д.
В зависимости от используемой области спектра в приборе оптические зеркала предназначаются для работы в ультрафиолетовой I (1-380 нм), видимой (380-780 нм), инфракрасной (780 нм — 40 мкм) [ и субмиллиметровой областях спектра (40 мкм — 1 мм).
Особенности физического взаимодействия излучения с оптичес-1 кой поверхностью зеркал характеризуют их как информационные I и силовые. Силовые зеркала, в свою очередь, могут быть охлаждае-1 мые или неохлаждаемые в зависимости от мощности излучения,] режима работы и т. п.
Классификация оптических зеркал из нетрадиционных матери-1 алов приведена на рис. 7.32. Она позволяет представить многооб-| разие вариантов оптических зеркал, тем более, что возможен вари-| ант изготовления зеркала, а следовательно, разработки технологи-[ ческого процесса, когда практически в одном зеркале будут cocpe-J доточены требования по всем признакам классификации [7.27].
