一种高低温工况应力卸载机构制造技术

一种高低温工况应力卸载机构，通过设置单点固联结构及套设在单点固联结构上的应力卸载固定结构，单点固联结构依次穿过下固定单元、离轴机箱的连接部、上固定单元且其末端与合束机箱紧固连接；而应力卸载固定结构与离轴机箱连接部的上下配合面均为滚动接触，当温度发生变化时，可将两配合面之间的滑动摩擦改变为滚动摩擦，从而大大减小配合面摩擦力，使其在温度变化时可以沿配合面发生相对运动，减小内应力的产生，同时减小结构变形，保证设备光轴稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学机械，特别涉及一种高低温工况应力卸载机构。

技术介绍

1、殷钢是一种热膨胀系数较小（约1.5×10-6/℃）的金属合金材料。由于其热膨胀系数与大多光学材料接近，因此，在某些特定的光学系统中常使用殷钢以提高光学系统在不同温度条件下的精度。其中，离轴光学系统作为一个典型的代表，一般选择殷钢作为结构件材料，以适应设备高低温工作条件，保证其主次镜的相对位置精度。

2、但是，殷钢由于密度较高（约8.1×103kg/m3），在对重量有要求的一些光学系统中不会大量应用，而选择密度较低的铝合金或者其他材料。

3、因此，在许多光学系统中，会存在殷钢与铝合金或其他材料共存的现象。而一般金属材料，常用的如铝合金，其热膨胀系数相对较大（约23×10-6/℃）。两种不同热膨胀系数的金属在温度变化时，膨胀或收缩程度不同。它们紧固到一起，安装面之间不能发生位移时，会产生热应力，造成设备挠曲。这对光学系统的光轴稳定性会产生较大的影响。

4、在某光学系统设计中，需将主要材质为铝合金的合束机箱与主要材质为殷钢的离轴机箱装配到一起，两者装配效果图如图1所示。

5、两者装配后发现，在高低温工作时，设备光轴发生了较大变化。为了计算温度对设备的影响，采用ansys workbench有限元分析软件对设计模型进行热-力多场耦合分析。结合分析应力云图与变形云图发现，两个机箱在装配后，由于热膨胀系数不同产生了较大的热应力，带动机箱发生了很大变形，从而引起光轴的改变。

6、故，需要研制一种应力卸载机构，将两种不同材质的机箱装配到一起，在温度变化时，产生相对较小的热应力，保证设备光轴稳定性。

技术实现思路

1、本技术的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种高低温工况应力卸载机构，确保温度变化时产生较小的热应力，保证设备光轴稳定性。

2、为解决以上技术问题，本技术采用的技术方案是：

3、一种高低温工况应力卸载机构，包括单点固联结构及套设在单点固联结构上的应力卸载固定结构，且应力卸载固定结构包括成对对称布设的上固定单元和下固定单元；

4、单点固联结构依次穿过下固定单元、离轴机箱的连接部、上固定单元且其末端与合束机箱紧固连接；

5、而应力卸载固定结构与离轴机箱连接部的上下配合面均为滚动接触。

6、所述上、下固定单元均包括滚珠保持架及安装在滚珠保持架内的滚珠，且滚珠与离轴机箱的连接部接触。

7、所述离轴机箱的连接部采用安装凸耳，且安装凸耳相应固设在离轴机箱的四周。

8、所述应力卸载固定结构相对应分布设在离轴机箱的四周，并均一一对应配设有单点固联结构。

9、所述单点固联结构为安装螺钉，且其末端设有螺纹并与离轴机箱连接部上开设的螺纹孔螺纹配合。

10、所述安装凸耳上开有用于安装单点固联结构的安装孔，且安装单点固联结构与安装孔间隙配合。

11、所述安装单点固联结构与安装孔之间的间隙为1~2mm。

12、本技术的有益效果是：

13、（1）该高低温工况应力卸载机构，通过设置单点固联结构及套设在单点固联结构上的应力卸载固定结构，单点固联结构依次穿过下固定单元、离轴机箱的连接部、上固定单元且其末端与合束机箱紧固连接；而应力卸载固定结构与离轴机箱连接部的上下配合面均为滚动接触，当温度发生变化时，可将两配合面之间的滑动摩擦改变为滚动摩擦，从而大大减小配合面摩擦力，使其在温度变化时可以沿配合面发生相对运动，减小内应力的产生，同时减小结构变形，保证设备光轴稳定性。

14、（2）结构紧凑、占用空间小，应力卸载效果显著，能明显提高光轴稳定性。

15、（3）对事先未考虑应力卸载而进行补救措施的结构，采用本专利技术不需对原结构进行大的改动，有较高的推广价值。

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【技术保护点】

1.一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：包括单点固联结构及套设在单点固联结构上的应力卸载固定结构，且应力卸载固定结构包括成对对称布设的上固定单元和下固定单元；

2.根据权利要求1所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述上、下固定单元均包括滚珠保持架及安装在滚珠保持架内的滚珠，且滚珠与离轴机箱的连接部接触。

3.根据权利要求1所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述离轴机箱的连接部采用安装凸耳，且安装凸耳相应固设在离轴机箱的四周。

4.根据权利要求3所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述应力卸载固定结构相对应分布设在离轴机箱的四周，并均一一对应配设有单点固联结构。

5.根据权利要求1所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述单点固联结构为安装螺钉，且其末端设有螺纹并与离轴机箱连接部上开设的螺纹孔螺纹配合。

6.根据权利要求3所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述安装凸耳上开有用于安装单点固联结构的安装孔，且安装单点固联结构与安装孔间隙配合。

7.根据权利要求6所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述安装单点固联结构与安装孔之间的间隙为1~2mm。

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【技术特征摘要】

1.一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：包括单点固联结构及套设在单点固联结构上的应力卸载固定结构，且应力卸载固定结构包括成对对称布设的上固定单元和下固定单元；

2.根据权利要求1所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述上、下固定单元均包括滚珠保持架及安装在滚珠保持架内的滚珠，且滚珠与离轴机箱的连接部接触。

3.根据权利要求1所述的一种高低温工况应力卸载机构，其特征在于：所述离轴机箱的连接部采用安装凸耳，且安装凸耳相应固设在离轴机箱的四周。

4.根据权利要求3所述的一种高低温工况应力卸载机构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓凯，黄伟，李卫森，刘朝丽，
申请(专利权)人：中原电子技术研究所中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：新型
国别省市：