9. Конструктивные методы компенсации децентрировок: двояко-выпуклая линза

На рис 29 а показана схема базирования двояковыпуклой линзы, а на рис 29 б соединение ее с оправой и креплением резьбовым кольцом. Очевидно, что центр будет располагаться на оси Øи за счет допуска на этот диаметр линза будет смещаться по осиZ, что повлияет на точность размера H. Если это смещение надо уменьшить, то нужно ужесточать допуск на Ø. Ясно, что на точность размераH будет влиять величина радиуса контакта сферы.

Рис 30. Схема, поясняющая поворот линзы, под действием резьбового кольца.

При креплении линзы резьбовым кольцом рис 29 б, или гладким цилиндрическим кольцом 4 (см рис 29, д) в случае перекоса его опорного торца или эксцентриситета его опорной кромки относительно оптической оси линзы, возникает односторонний контакт кольца с линзой в точке В (см рис 30). В результате составляющая N силы прижима Р, не уравновешенная такой же силой с противоположной стороны (на Error: Reference source not found показан момент первого касания кольца в точке В, внизу еще зазор и центр не на оси Ø, т.е. между этими осями угол), при условии(F – сила трения в контактной паре линза-оправа) ПОВЕРНЕТ линзу. Только повернет, но не сместит. Если работало резьбовое кольцо, то поворот до выбора зазора в паре . Если работало цилиндрическое кольцо, то до выбора зазора в посадке кольца. При базировании по сфере подобные смещения практически всегда имеют место.

Нарис 29, в показана схема базирования с использованием вспомогательного кольца 4 (соединение см.рис 29 г). Изменились требования как к линзе, так и к оправе. У линзы не требуется высокая точность полного диаметра, у оправы требуется точность Øg6, диаметра под кольцо Øg6 и базирующего элемента .

Рис.29 Базирование и закрепление двояко-выпуклой линзы.

1 – линза, 2 – оправа, 3 – резьбовое кольцо, 4 – вспомогательное кольцо.

10. Конструктивные методы компенсации децентрировок: мениск

На рис 31, а показана схема базирования мениска, вверху рисунка базирование подводимой опорой по сферической поверхности – внизу – подводимой опорой по плоскости: специально сделанному кольцевому пояску. Мениск опирается сферической поверхностью на ребро выступа оправы – это контактная пара класса .

Соединение для обоих вариантов базирования показано на рис 31 б и в.

В первом случае (рис 31, б) при малых расстояниях «в» между центрами сфер линзы иее поворот относительно осейXиYбудет определяться главным образом величиной зазорав посадке, в пределах которого возможен разворот.

Во втором случае повороты мениска относительно осейXиYиз-за возможных дефектов (биений, перекосов, зазоров в резьбе) опорных торцов деталей (кольца и линзы) будут меньше, благодаря базе В, ограничивающей указанные повороты, и тому, что обычнои тогда. Точностные требования к линзе также будут отличаться.

Рис. 31 Схема базирования и закрепления мениска.

Рассмотрим влияние усилия закрепления от резьбового кольца на расположение линзы в оправе (рис 32).

Рис. 32. Схема к определению влияния усилия от резьбового кольца на расположение линзы.

Как видно из рисунка, со стороны кромки на линзу действует сила реакции N(обусловленная силойFсо стороны резьбового кольца) имеющая составляющуюT, сдвигающую линзу вдоль осиX(до момента, когда линза коснется противоположной стороны кромки), когда эта составляющая больше составляющей Т’ силы тренияF_трмежду линзой, кольцом и оправой. Таким образом, этот контакт ограничивая смещение линзы вдоль осиZ, отнимает еще перемещение линзы по осямYиX.

Следует заметить, что смещение линзы будет происходить при выполнении условия α>2ρили приближенно

D/2R>=2μ0.3 (3),

где ρ– угол трения,R– радиус линзы, μ – коэффициент трения скольжения материалов оправы и линзы.

Теперь следует разобраться, какие базы ограничивают повороты линзы.

Видятся два возможных варианта. Первый, точность резьбы невелика, а точность в посадке по Ø D_лвысокая, тогда поворот линзы будет ограничиваться контактом линзы по ØD_л и угол β наклона оси равенarctg(/l).

Второй вариант, точность резьбы выше точности посадки по Ø D_л, тогда угол

β=arctg(/l) (4),

где – зазор в резьбе,l– длина резьбы.

Когда условие (14) не выполняется, то линза не смещается по оси Xи роль главной базы принимает на себя резьбовое кольцо, лишая линзу перемещения поZи поворотов ω_x, ω_y. Точность этого «лишения» можно определить по выражению (15).

Анализ рассмотренных условий базирования позволяет сделать вывод о том, что требования (допуски) к параметрам оправы, резьбовому кольцу и линзе соединения будут разными и зависеть от конфигурации соединения и условия (14).

Например, при выполнении условия (14) в соединении, показанном на рис 32, а отверстие оправы Ø D_св должно быть соосно с осью отверстия ØD_б, а в соединении, показанном на рис 32, б этой соосности не требуется, но зато требуется соосность ØD_би ØDН7. Допуск на диаметр линзы должен быть жесткий, а допуски на резьбовое кольцо свободные.

Следует обратить внимание на такие «мелочи», которые часто выпадают из поля зрения конструктора и технолога. Так, например, опорная кромка буртика оправы не должна иметь грата и заусениц, поэтому направление движения резца должны быть от кромки в «тело» детали (рис 33, а) при ее обработке, а когда для уменьшения деформации кромки оправы и линзы при закреплении последней кромку выполняют под углом 135˚, либо под углом касательным к сферической поверхности линзы рис 33, б, в). Необходимо обеспечить расположение вершин конической поверхности кромки на базовой оси оправы.