CN108286644A - 一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置。包括薄膜液压缸和调高底座，所述的薄膜液压缸包括径向约束直线轴承、轴承固定端盖、弹性材料、上缸体和下缸体；所述的调高底座包括旋转套筒、底板、定位导向平键和外圈齿轮，旋转套筒套在底板上间隙配合，外圈齿轮连接电机，旋转套筒上部内孔与上缸体和下缸体的外壁通过螺旋副相连，上缸体和下缸体的外壁具有一条与导向定位平键间隙配合的槽。本发明用于大口径光学主镜加工过程中，实现了液压Whiffletree支撑，为主镜加工提供浮动支撑力，大幅限制液压缸内部摩擦力以及装置弹性变形对支撑***的影响，同时采用电动‑液压联调的方式，可方便精确地调节加工过程中的支撑高度。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学主镜加工的支撑调高结构，尤其是一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置。
背景技术
地基大口径光学望远镜是目前实现天文观测重要的技术手段，望远镜光学主镜口径大小直接制约望远镜的观测能力。目前，我国成熟的主镜加工技术还停留在2m的口径以下。2m级以上的光学主镜加工一般采用被动支撑方式，液压Whiffletree支撑方法是一种常用可靠的被动支撑方式，而支承、调高单元的阻力和刚度因素直接影响这种支撑方式的支撑效果，进而限制主镜加工的质量。因此，研制低阻、高刚度的支承、调高装置具有重要意义。
双腔薄膜液压缸因活塞轴运动仅需克服内部膜片变形所产生的可忽略的内部阻力成为液压Whiffletree支撑方式普遍使用的液压缸，但因其构造，必须对活塞有可靠的径向约束，经实践证明，通过径向支撑簧片来为活塞导向，不可避免地会引入相对较大的轴向阻力。
鉴于这种情况，现有一种电磁导向的光学主镜支承液压缸及其方法，由电磁导向装置、无摩擦力隔膜液压缸及调高装置组成；电磁导向装置由电磁铁、永磁体等组成，用于约束和引导液压缸活塞直线运动；无摩擦力隔膜液压缸由上缸体、下缸体、活塞件等组成，用于提供光学主镜所需支承力；调高装置主要由底座、紧定螺钉、连接螺栓、升降台及套筒等组成，用于调节液压缸安装高度，光学主镜支承液压缸用于在大口径光学主镜加工过程中，采用多个支承装置分布式支承方式，为主镜提供多支承点的支承力，消除支承液压缸工作过程中因约束活塞而产生的附加阻力，具有精度高、活塞径向刚度可调、可控性强、高度调节范围大、操作方便、消除传统约束方法产生的误差等优点。
但是上述电磁导向的光学主镜支承液压缸仍然存在的不足是结构不够紧凑；缸体和调高装置分置导致轴向刚度较小，会引入较大的轴向弹性变形；调高装置需要手工来调，费时费力；电磁导向部分对安装加工要求较高。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，可以有效地实现大口径光学主镜的液压Whiffletree支撑，并可以实现电动调节高度及液压微调，更可以效果明显地提高活塞件径向支撑效果及减小阻力，进而能对大口径光学主镜的加工提供极大便利，提升光学主镜的性能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括薄膜液压缸和调高底座，所述的薄膜液压缸主要由径向约束直线轴承、轴承固定端盖、弹性材料、上缸体和下缸体组成，一对径向约束直线轴承对称过盈安装在上缸体和下缸体的台阶孔内，径向约束直线轴承安装在活塞件上，其外壁套有弹性材料，并通过固定连接在上缸体、下缸体上的轴承固定端盖压紧；所述的调高底座主要由旋转套筒、底板、定位导向平键和外圈齿轮组成，旋转套筒套在底板上间隙配合，旋转套筒的下端外侧固定连接外圈齿轮，通过外圈齿轮连接电机，旋转套筒上部内孔与上缸体和下缸体的外壁通过螺旋副相连，上缸体和下缸体的外壁具有一条与导向定位平键间隙配合的槽。
相比现有技术，本发明的一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，用直线轴承来取代现有的电磁导向，可以为活塞引入更大的径向刚度的同时，又可以很大程度上减少轴向阻力；将调高和支承装置设计为一体，又可以使***更为紧凑，刚度更大；同时在调高底座上可通过外侧齿轮接入外部动力，可以借助于电控，实现精确方便的自动高度调节。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为图1中薄膜液压缸的结构示意图；
图3为图1中调高底座的结构示意图。
图中，1、薄膜液压缸，101、排气堵头，102、弹性材料，103、径向约束直线轴承，104、轴承固定端盖，105、上缸体，106、下缸体，107、槽，108、活塞件，109、油口，2、调高底座，201、旋转套筒，202、底板，203、定位导向平键，204、紧固螺栓，205、外圈齿轮，206、键。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1至图3示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，在图1中，一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，包括薄膜液压缸1和调高底座2，旋转套筒201上部内孔与上缸体105和下缸体106的外壁通过螺旋副相连，具体地，可以是通过在所述薄膜液压缸1的上缸体105和下缸体106外壁车有外螺纹，同时在所述调高底座2的旋转套筒201上部的孔处车有内螺纹，从而使薄膜液压缸1与调高底座2通过螺旋副相连；上缸体105和下缸体106的外壁共同具有一条与导向定位平键203间隙配合的槽107，该槽107可以是通过铣削获得，利用导向定位平键203与槽107的配合来限制薄膜液压缸1的转动自由度，进而通过调高底座2的旋转套筒201的转动可带动隔膜液压缸1沿着导向定位平键203导向上升或下降；所述导向定位平键203相较于紧钉螺钉等具有更有效地导向作用，可以很大程度地限制薄膜液压缸1与旋转套筒201间的旋转晃动，且强度大不易损坏。所述薄膜液压缸1在实现支承作用的同时，又可与所述调高底座2相对旋转，成为调高装置2的升降平台，紧凑了结构，提高了垂直方向的***刚度。
如图2所述，所述的薄膜液压缸1主要由径向约束直线轴承103、轴承固定端盖104、弹性材料102、上缸体105和下缸体106组成，一对径向约束直线轴承103对称过盈安装在上缸体105和下缸体106的台阶孔内，径向约束直线轴承103安装在活塞件108上，其外壁套有弹性材料102，并通过固定连接在上缸体105、下缸体106上的轴承固定端盖104压紧，弹性材料102可以吸收在安装使用时活塞件108及径向约束直线轴承103所承受的径向冲击，防止活塞件108、径向约束直线轴承103、上缸体105及下缸体106的变形，径向约束直线轴承103附有沿轴承内壁均布的几条滚珠链，使所述活塞件108在上下运动时以滚动代替滑动摩擦，实现轴向阻力的显著减少；其中，两个轴承固定端盖104可以是分别通过固定螺栓与上缸体105和下缸体106固定连接。
如图3所述，所述的调高底座2主要由旋转套筒201、底板202、定位导向平键203和外圈齿轮205组成，旋转套筒201套在底板202上间隙配合，旋转套筒201的下端外侧固定连接外圈齿轮205，通过外圈齿轮205连接电机；所述外圈齿轮205可以在调高***(调高***即薄膜液压缸1和调高底座2的统称)到达预定高度后，通过动力链(动力链是指从电机到联轴器再到减速器一系列的动力传导机构)实现调高***的锁定，使调高***的高度保持不变；作为一种具体实现结构，所述的外圈齿轮205通过键206与旋转套筒201相连并带动旋转套筒201转动；所述的定位导向平键203通过紧固螺栓204固定在底板202的侧壁上。
本实施例中，在上缸体105和下缸体106的侧部对称开有与缸体内连通的排气通道，并在排气口处设有排气堵头101。排气堵头101的作用是在上缸体105和下缸体106在右边上下对称布置的油口109灌油时将缸体内的空气排出，灌满油后再用排气堵头101堵死。
本发明的调高过程主要分为电动主调和液压微调。薄膜液压缸1本身即是调高装置的升降平台，通过电机带动螺旋副实现电动调高，这是主要调高方式；同时通过薄膜液压缸1油口109的进/出油来推动活塞件108的上下移动，即实现了液压微调。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，包括薄膜液压缸(1)和调高底座(2)，其特征是：所述的薄膜液压缸(1)主要由径向约束直线轴承(103)、轴承固定端盖(104)、弹性材料(102)、上缸体(105)和下缸体(106)组成，一对径向约束直线轴承(103)对称过盈安装在上缸体(105)和下缸体(106)的台阶孔内，径向约束直线轴承(103)安装在活塞件(108)上，其外壁套有弹性材料(102)，并通过固定连接在上缸体(105)、下缸体(106)上的轴承固定端盖(104)压紧；所述的调高底座(2)主要由旋转套筒(201)、底板(202)、定位导向平键(203)和外圈齿轮(205)组成，旋转套筒(201)套在底板(202)上间隙配合，旋转套筒(201)的下端外侧固定连接外圈齿轮(205)，通过外圈齿轮(205)连接电机，旋转套筒(201)上部内孔与上缸体(105)和下缸体(106)的外壁通过螺旋副相连，上缸体(105)和下缸体(106)的外壁具有一条与导向定位平键(203)间隙配合的槽(107)。
2.根据权利要求1所述的一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，其特征是：所述的外圈齿轮(205)通过键(206)与旋转套筒(201)相连并带动旋转套筒(201)转动。
3.根据权利要求2所述的一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，其特征是：所述的定位导向平键(203)通过紧固螺栓(204)固定在底板(202)的侧壁上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，其特征是：所述的轴承固定端盖(104)通过固定螺栓与上缸体(105)、下缸体(106)固定连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种用于光学主镜加工的液压电动联调支承调高一体装置，其特征是：在上缸体(105)和下缸体(106)的侧部开有共同与缸体内连通的排气通道，并在排气口处设有排气堵头(101)。
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