為了實(shí)現(xiàn)大口徑光學(xué)元件的安全裝夾、轉(zhuǎn)運(yùn),通過光學(xué)元件開槽與不開槽兩種裝夾方式的分析,得出開槽夾緊轉(zhuǎn)運(yùn)方式將帶來微裂紋、應(yīng)力集中、成本高等缺陷,提出了利用摩擦力克服光學(xué)零件的重力和慣性力的低應(yīng)力裝夾轉(zhuǎn)運(yùn)方案。通過對(duì)光學(xué)元件低應(yīng)力夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并利用有限元分析方法,得到不開槽裝夾方式下,光學(xué)元件的最大主應(yīng)力為1.11 MPa,最大切應(yīng)力為0.73 MPa,遠(yuǎn)低于光學(xué)元件破壞的強(qiáng)度極限,且受力均勻,無應(yīng)力集中現(xiàn)象。

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【部分圖文】：

圖3大口徑反射鏡鏡框結(jié)構(gòu)圖

針對(duì)開槽夾緊方案的不足,低應(yīng)力夾緊結(jié)構(gòu)采用摩擦系數(shù)較大的配副給光學(xué)元件提供足夠大的摩擦力,克服光學(xué)零件的重力和慣性力,從而實(shí)現(xiàn)有效的夾緊。本文以1650mm×1120mm×200mm大口徑光學(xué)鏡片為原型進(jìn)行裝夾轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),裝夾轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)構(gòu)主要由鏡框、緩降螺桿、保護(hù)裝置等機(jī)構(gòu)....

圖4左右鏡框內(nèi)部結(jié)構(gòu)

其中,左右鏡框內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。鏡框之間通過兩端的螺栓連接,實(shí)現(xiàn)彈簧的壓緊,并將夾緊力傳遞到兩側(cè)頂板上。兩側(cè)頂板的內(nèi)側(cè)附有橡膠層,壓緊光學(xué)零件并與光學(xué)零件形成摩擦副,從而依靠摩擦力支撐光學(xué)零件。兩側(cè)頂板與鏡框間利用定位銷連接,起限位作用。由于光學(xué)元件最終需安裝在鏡架底座上工作,....

圖5上下鏡框內(nèi)部結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)運(yùn)安裝過程中,為了進(jìn)一步保護(hù)鏡片,本方案在鏡框背部安裝有光學(xué)零件保護(hù)裝置。該裝置將在緩升結(jié)構(gòu)抬高光學(xué)零件后安裝,以確保轉(zhuǎn)運(yùn)安裝過程中光學(xué)零件的安全。3光學(xué)零件低應(yīng)力夾緊方案仿真計(jì)算

圖7左右鏡框的應(yīng)力分析

圖7為左右鏡框的最大主應(yīng)力情況、最大切應(yīng)力情況。由圖7可得,在光學(xué)零件不開槽的夾緊方案下,左右鏡框的最大主應(yīng)力為70.1MPa,最大切應(yīng)力為27.1MPa,小于材料的強(qiáng)度極限,且預(yù)留有三倍以上的安全余量。最大應(yīng)力出現(xiàn)在加強(qiáng)肋與凸臺(tái)的邊緣,在設(shè)計(jì)加工時(shí)可將應(yīng)力集中處附加倒角以減....

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