【摘要】：設計了用于2m口徑望遠鏡的方位軸系支撐結(jié)構(gòu)。通過對比大型地平式望遠鏡方位軸系的典型支撐結(jié)構(gòu),擬定了由向心球軸承和大接觸角推力球軸承集成的一體化軸系支撐方案以及相應的軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)。依據(jù)Hertz接觸理論并采用AYSYS有限元軟件對60～85°不同原始接觸角下的靜載荷特性參數(shù)進行了理論計算和非線性仿真分析驗證,結(jié)合加工工藝設計了85°接觸角的推力球軸承結(jié)構(gòu)。研制成功了直徑為1 500mm軸承樣機,其軸向跳動為0.009mm,徑向跳動為0.006mm,最大空載啟動摩擦力矩為30N.m,承載能力優(yōu)于30t。該項設計為大型望遠鏡高精度方位軸系的研制提供了可靠的設計依據(jù)和技術途徑。
【圖文】：

術基矗２典型方案分析由于大型望遠鏡方位軸系具有大承載重量、高運動精度和良好的穩(wěn)定性等特殊要求，通用的推力球軸承、推力滾子軸承等的結(jié)構(gòu)尺寸、承載能力和回轉(zhuǎn)精度難以滿足其要求，因此國外制造２～４ｍ口徑地平式望遠鏡時方均針對望遠鏡的性能指標專門設計大型方位軸系支撐方案，如表１所示。由相關資料可見，應用在２～４ｍ口徑地平式望遠鏡方位軸系的支撐方案主要有：２．１三列滾子軸承、雙列球軸承等轉(zhuǎn)盤軸承歐洲南方天文臺１．８ｍＶＬＴＩＡ輔助望遠鏡的方位軸系采用了三列滾子軸承，結(jié)構(gòu)如圖１（ａ）所示；美國３．５ｍＳＯＲ望遠鏡的方位軸系采用了雙列球軸承，結(jié)構(gòu)如圖１（ｂ）所示，這類軸承統(tǒng)稱轉(zhuǎn)盤軸承，可同時承擔徑向、軸向和力矩載荷，但為其增加剛度需要施加預緊力，這會導致滾動體表１典型２～４ｍ望遠鏡方位軸系支撐方案［３－９］Ｔａｂ．１Ｔｙｐｉｃａｌ２－４ｍｔｅｌｅｓｃｏｐｅａｚｉｍｕｔｈｂｅａｒｉｎｇｓｃｈｅｍｅ［３－９］望遠鏡方位軸支撐方案１．８ｍＶＬＴＩＡ三列圓柱滾子軸承２．０ｍＬＴ液體靜壓軸承３．５ｍＮＩＴ軸向為液體靜壓軸承，徑向為角接觸球軸承３．５ｍＳＯＲ雙列球軸承３．５ｍＴＮＧ液體靜壓軸承４．１ｍＳＯＡＲ?guī)в袕较蛎苤榍蜉S承的高接觸角推力球軸承一體化設計４．２ｍＤＣＴ帶有徑向密珠球軸承的高接觸角推力球軸承一體化設計發(fā)生滑動，進而增大摩擦，使驅(qū)動電機和伺服控制的設計難度增高。圖１轉(zhuǎn)盤軸承Ｆｉｇ．１Ｔｕｒｎｔａｂｌｅｂｅａｒｉｎｇｓ圖２軸向液壓軸承Ｆｉｇ．２Ａｘｉａｌｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｂｅａｒｉｎｇ２．２軸向液體靜壓軸承這類軸承應用于２ｍＬｉｖｅｒｐｏｏｌ望遠鏡和３．５ｍＴＮＧ

ｅａｒｉｎｇｓｃｈｅｍｅ［３－９］望遠鏡方位軸支撐方案１．８ｍＶＬＴＩＡ三列圓柱滾子軸承２．０ｍＬＴ液體靜壓軸承３．５ｍＮＩＴ軸向為液體靜壓軸承，徑向為角接觸球軸承３．５ｍＳＯＲ雙列球軸承３．５ｍＴＮＧ液體靜壓軸承４．１ｍＳＯＡＲ?guī)в袕较蛎苤榍蜉S承的高接觸角推力球軸承一體化設計４．２ｍＤＣＴ帶有徑向密珠球軸承的高接觸角推力球軸承一體化設計發(fā)生滑動，進而增大摩擦，使驅(qū)動電機和伺服控制的設計難度增高。圖１轉(zhuǎn)盤軸承Ｆｉｇ．１Ｔｕｒｎｔａｂｌｅｂｅａｒｉｎｇｓ圖２軸向液壓軸承Ｆｉｇ．２Ａｘｉａｌｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃｂｅａｒｉｎｇ２．２軸向液體靜壓軸承這類軸承應用于２ｍＬｉｖｅｒｐｏｏｌ望遠鏡和３．５ｍＴＮＧ望遠鏡，，原理如圖２所示。其摩擦低，功耗小，傳動效率高，油膜有良好的抗振性能和誤差補１５１０光學精密工程第２０卷
【作者單位】： 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所;
【基金】：中科院三期創(chuàng)新工程專項資金資助項目
【分類號】：TH751

【參考文獻】

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【共引文獻】

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本文編號：2517030