大口径光学元件装夹转运结构设计及分析

发布时间：2024-04-23 22:55

　　为了实现大口径光学元件的安全装夹、转运,通过光学元件开槽与不开槽两种装夹方式的分析,得出开槽夹紧转运方式将带来微裂纹、应力集中、成本高等缺陷,提出了利用摩擦力克服光学零件的重力和惯性力的低应力装夹转运方案。通过对光学元件低应力夹紧结构设计,并利用有限元分析方法,得到不开槽装夹方式下,光学元件的最大主应力为1.11 MPa,最大切应力为0.73 MPa,远低于光学元件破坏的强度极限,且受力均匀,无应力集中现象。

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【部分图文】：

图3大口径反射镜镜框结构图

针对开槽夹紧方案的不足,低应力夹紧结构采用摩擦系数较大的配副给光学元件提供足够大的摩擦力,克服光学零件的重力和惯性力,从而实现有效的夹紧。本文以1650mm×1120mm×200mm大口径光学镜片为原型进行装夹转运结构的设计,装夹转运结构主要由镜框、缓降螺杆、保护装置等机构....

图4左右镜框内部结构

其中,左右镜框内部结构如图4所示。镜框之间通过两端的螺栓连接,实现弹簧的压紧,并将夹紧力传递到两侧顶板上。两侧顶板的内侧附有橡胶层,压紧光学零件并与光学零件形成摩擦副,从而依靠摩擦力支撑光学零件。两侧顶板与镜框间利用定位销连接,起限位作用。由于光学元件最终需安装在镜架底座上工作,....

图5上下镜框内部结构

转运安装过程中,为了进一步保护镜片,本方案在镜框背部安装有光学零件保护装置。该装置将在缓升结构抬高光学零件后安装,以确保转运安装过程中光学零件的安全。3光学零件低应力夹紧方案仿真计算

图7左右镜框的应力分析

图7为左右镜框的最大主应力情况、最大切应力情况。由图7可得,在光学零件不开槽的夹紧方案下,左右镜框的最大主应力为70.1MPa,最大切应力为27.1MPa,小于材料的强度极限,且预留有三倍以上的安全余量。最大应力出现在加强肋与凸台的边缘,在设计加工时可将应力集中处附加倒角以减....

本文编号：3962873