|
|
|
|
|
|
||
Этот принцип заключается в обеспечении отсутствия возможных деформаций и смещений сопрягаемых деталей в соединении при отклонении температуры от номинального значения.
Чаще всего указанные дефекты возникают из-за разности коэффициентов линейного расширения материалов базовой и присоединяемой деталей. Для выполнения принципа следует обеспечить возможность относительного изменения размеров деталей (при отклонении температуры) без нарушения их взаимного базирования, благодаря соответствующим зазорам в посадке, упругому силовому замыканию, целенаправленному подбору материалов и размеров деталей, применяя термокомпенсаторы [31]*.
Рассмотрим типовое соединение линзы с оправой с помощью резьбового кольца (рис.36, а).
Когда коэффициенты линейного расширения материалов оправы (a1) и линзы (a2) различны, отклонение температуры от номинального значения приводит к изменению диаметров ЖD линзы и оправы; ЖDO,DK; размера t. Это может вызвать либо деформацию линзы (и оправы), либо смещение линзы в зазоре. Например, когда посадка линзы в оправу по ЖD обеспечивает необходимый температурный зазор, деформация или зазор возникают из-за несоответствия изменений ЖDO и t линзы и оправы. Пружинное кольцо, помещенное между линзой и резьбовым кольцом (рис. 36, б), позволяет избежать указанных недостатков (при достаточном температурном зазоре в посадке), так как компенсирует осевое изменение размеров линзы и оправы, а также изменение ЖDO, DK .
В некоторых случаях для уменьшения влияния изменения температуры на качество соединения оправы с линзой последнюю выполняют с П-образным буртиком (рис. 29,б)
Показанная на рис. 36, в конструкция крепления сетки 1 в оправе 2 и корпусе 3 выполнена с учетом рассматриваемого принципа. Здесь коэффициент a1 > a2 (незначительное отличие коэффициентов компенсируется упругими свойствами герметика, которым зафиксирована сетка в оправе), а влияние значительного отличия a2 от a 3 компенсируется базированием оправы в корпусе по конической (или сферической) поверхности и упругому силовому замыканию соединения посредством пружинного и резьбового колец.
Следует заметить, что упругие свойства эластичных материалов, используемых для крепления оптических деталей (герметики, Норакрил-65), часто не позволяют избежать деформации сопрягаемых деталей при перепаде температур в случае существенного отличия коэффициентов линейного расширения материалов деталей.
На рис. 37 показана конструкция крепления кодового диска 2 на оправе 1 с помощью герметика 3, вводимого в зазор между диском и оправой. Температурные испытания этого соединения показали, что для отсутствия деформаций диска необходимо выполнить в оправе пазы 4, создающие упругие участки соответствующих элементов оправы.
На рис. 38, а изображена конструкция соединения углового металло-стекляного отражателя 1 с базовой деталью 2, выполненных из материалов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения (a1, a2). При отклонении температуры изменяется угол (g) отражателя, что приводит к отклонению пучка лучей на Da Dg, так как жесткое винто-штифтовое соединение деталей 1 и 2 приводит к их деформации. Конструкция, изображенная на рис. 38, б, позволяет избежать этого дефекта, так как благодаря бобовидным пазам отражателя, расположенным вдоль осей X, Y, и упругим шайбам 3, имеется возможность взаимного перемещения соответствующих элементов деталей 1 и 2.
Для обеспечения рассматриваемого принципа в некоторых соединениях должны быть предусмотрены термокомпенсаторы. Например, при закреплении линз и зеркал большого диаметра, работающих при значительных перепадах температуры, между ними и оправами устанавливают термокомпенсаторы [31]*.
Расчет термокомпенсатора (рис. 39, а) производится на основании зависимости
,
где Lk -размер компенсатора; Do - диаметр оправы; Dл - диаметр линзы; ak, a o, aл -коэффициенты линейного расширения материалов компенсатора, оправы и линзы, соответственно; Dt - изменение температуры. Так как Do = Dл +2Lk, то
. (5)
Чтобы не возникали температурные деформации дифракционной решетки 1, зафиксированной в оправе 2 юстировочными винтами 3 (рис. 39, б), необходимо, чтобы ширина (b) решетки, размер паза (а) оправы и коэффициенты линейного расширения оправы (a 0),решетки (aр) и винтов (aв), причем aр< a 0<aв либо aв< a0< aр, подчинялись соотношениям, аналогичным выражению (5):
