Крепление оптических элементов

Крепление поляризатора, анализатора и коллиматорной линзы можно осуществить можно проволочным кольцом (рис.2.2). Этот способ конструктивно прост и технологичен, но используется только для крепления круглых оптических деталей в наименее ответственных случаях, когда не предъявляется высоких требований к точности, надежности и герметичности соединения. К таким деталям относятся: светофильтры, защитные стекла, рассеиватели, небольшие круглые экраны, конденсорные линзы, осветительные зеркала.

Оптическая деталь находится между уступом оправы и выступающей частью проволочного кольца, помещенного в специальную канавку. Канавка обычно выполняется прямоугольного сечения. Ее ширина равна диаметру проволоки, глубина – половина диаметра. Для облегчения сборки, развернутая длина кольца должна быть такой, чтобы между его концами после установки в канавку оставался промежуток в несколько миллиметров. Наружный диаметр свободного кольца (до сборки) должен быть больше внутреннего диаметра канавки. Кольца изготавливаются из пружинной проволоки; ее диаметр (обычно 0,5-1,5мм) зависит от размера оптической детали. Во избежание выколок, сопряжение оптической детали и кольца должно осуществляться по поверхности ее фаски. Ввиду наличий отклонений в размерах глубины расточки и ширины канавки в оправе, а также толщины детали по краю, это сопряжение возможно только с осевым зазором, в пределах которого оптическая деталь может смещаться и перекрашиваться [17].

Рис. 2.2. Крепление оптических деталей проволочным кольцом.

В соответствии с вышеизложенным выберем крепления в оправы данным методом для следующих элементов: коллиматорная линза, рассеиватель, поляризатор, анализатор (рис. 2.3).

Рис. 2.3 Крепление проволочным кольцом: а) – коллиматорной линзы, б) – рассеивателя, в) – поляризатора.

Крепление проекционного объектива является ответственной задачей, ввиду этого проволочное кольцо применять нельзя. В данном случае могут использоваться следующие методы: крепление завальцовкой, крепление резьбовым кольцом.

При креплении завальцовкой оптическая деталь удерживается в оправе тонкой ее кромкой, которая приобретает свою конечную форму в результате пластического деформирования металла во время завальцовки. Такое крепление является неразъемным. Крепежная кромка оправы после завальцовки находится в сопряжении с конусной поверхностью специальной фаски, сошлифованной на детали под углом 45^о, при этом она не должна выступать за пределы фаски.

Рис. 2.4. Размеры элементов оправы для крепления завальцовкой

Диаметр опорного уступа d₂ определяется величиной светового диаметра рабочей поверхности детали, базирущейся на него. Глубина расточки оправы h определяется геометрией края линзы с учетом толщины краев, ширины фаски, величины d₂ и табличных данных.

Крепление завальцовкой применяется для оптических деталей диаметром до 80 мм и для склеенных блоков до 50 мм. Такое ограничение объясняется тем, что крепежная кромка предельной толщины в 0,5 мм не в состоянии обеспечить необходимую надежность крепления для тяжелых деталей, в особенности при наличии перегрузок (вибрации, тряск, удары). Увеличить же толщину кромки невозможно, так как в процессе завальцовки могут появиться выколки по краю детали. Кроме того тонкая завальцованная кромка обладает пружинящими свойствами, обеспечивая необходимое силовое замыкание детали и оправы при отсутствии пережатий, а также хорошую компенсацию осевых температурных деформаций.

Материалы оправ при этом методе крепления должны обладать высокой пластичностью. Наилучшим является латунь ЛС59 1; применяются также: латунь Л62, дюралюминий марок Д1, Д6, Д16, низкоуглеродистые конструкционные стали (сталь 20, сталь 30) [18].

В случае крепления резьбовым кольцом оптическая деталь укрепляется в оправе кольцом, имеющим наружную или внутреннюю резьбу. Возможное смещение линзы в оправе определяется выбранной посадкой. Крепление резьбовым кольцом необходимо применять для деталей свыше 50-80 мм. Для деталей размером 10-50 мм этот способ крепления рекомендуется в тех случаях, когда завальцовка по каким-либо соображениям непригодна. Для деталей диаметром менее 10 мм резьбовые кольца применять не следует.

На рис. 2.5 показаны примеры крепления линз резьбовым кольцом. Кольца с внутренней резьбой нужно применять только в исключительных случаях ввиду сложности их изготовления.

Рис. 2.5. Крепление линз резьбовым кольцом.

Типы резьбовых колец приведены на рис. 2.6. Диаметр резьбы колец выбирают с таким расчетом, чтобы внутренний диаметр резьбы оправы был на 0,2-0,5 мм больше посадочного диаметра линзы. В случае недостаточного зазора между гребешками резьбы и диаметром линзы может произойти заклинивание последней в резьбе при случайном перекосе в процессе сборки, что придет к выколкам на линзе. Внутренний диаметр резьбовых колец должен быть больше светового диаметра линзы не менее чем на 0,2-0,5 мм или в крайнем случае равен ему. Кольца с расточной на конус применяются в те случаях, когда необходимо исключить срезание пучка лучей, а также в декоративных целях. Диаметр резьбы колец с внутренней резьбой должен быть больше диаметра линзы на 2-4 мм, наружный диаметр колец на 1,5-3 мм должен быть больше диаметра резьбы. Толщина упорного буртика 0,5-1,5 мм.

Рис. 2.6. Типы резьбовых колец.

В нашем случае крепление проекционного объектива завальцовкой затруднено конструктивно, поэтому выберем крепление резьбовым кольцом с наружной резьбой. Проекционный объектив, установленный в тубус и закрепленный резьбовым кольцом, представлен на рисунке 2.7.

Рис. 2.7. Объектив в тубусе: 1 – проекционный объектив, 2 – резьбовое кольцо, 3 – тубус.

Дата добавления: 2017-01-14