專利名稱：一種大承載的望遠鏡俯仰軸系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種望遠鏡俯仰軸系，特別是一種大承載(相比單排鋼球結(jié)構(gòu)的軸承軸 系，此種結(jié)構(gòu)軸承軸系的承載比原來增加了約1倍)的望遠鏡俯仰軸系，屬于望遠鏡制造領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
望遠鏡的結(jié)構(gòu)形式有地平式和極軸式，地平式機架與極軸式機架的軸系又略有不 同，目前用到的結(jié)構(gòu)形式基本上多都是地平式的，本發(fā)明僅針對地平式望遠鏡機架進行論 述。望遠鏡俯仰軸的設(shè)計與制造，需要考慮軸系的結(jié)構(gòu)、承載、軸系精度等問題，而實 際上，一旦望遠鏡的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了，望遠鏡俯仰軸的結(jié)構(gòu)形式也就基本確定了。雖然俯仰 軸的結(jié)構(gòu)形式很容易就確定了，要想讓軸承的承載能力增加卻很困難，往往必須改變軸承 結(jié)構(gòu)尺寸(軸承徑向尺寸)，這就會對設(shè)計和后續(xù)的制造、檢測產(chǎn)生影響，還可能會影響到 軸系的精度。隨著技術(shù)的發(fā)展，望遠鏡的功能也在朝著多樣化發(fā)展，功能的多樣化意味著望 遠鏡上的負載將不斷的增加，因此對望遠鏡俯仰軸的承載能力要求也會越來越高了。實際 上望遠鏡俯仰軸軸系是一個很成熟的結(jié)構(gòu)形式，在很多地方都有應(yīng)用，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 及理論下，要想增加軸承的承載能力只有同時改變軸承環(huán)的尺寸和鋼球的尺寸、數(shù)量等，這 樣可能會引起連鎖反應(yīng)，設(shè)計上像軸承保持架的尺寸、軸承座的尺寸、電機的尺寸都得跟著 改變，加工檢測上的工裝等都得跟著改變，在設(shè)備生產(chǎn)批量不夠時這樣進行改變會耗費大 量的人力和財力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大承載的望遠鏡俯仰軸 系在望遠鏡俯仰軸系中均使用雙列鋼球徑向軸承，大大提高望遠鏡俯仰軸的承載能力，在 一定結(jié)構(gòu)尺寸下使望遠鏡能負載更多的載荷。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種大承載的望遠鏡俯仰軸系，所述望遠鏡俯仰軸軸系 左右兩端軸承使用的是具有雙列鋼球結(jié)構(gòu)形式的徑向軸承，即徑向軸承保持架上有兩列相 同大小的鋼球；所述望遠鏡俯仰軸軸系在有效的增加承載力時只針對軸承內(nèi)環(huán)、軸承外環(huán) 的厚度進行了細微的改變，軸承內(nèi)環(huán)、軸承外環(huán)的厚度改變尺寸是鋼球直徑的1 1. 5倍。所述徑向軸承保持架上兩列鋼球的排布是成交差錯落分布的。本發(fā)明的原理望遠鏡俯仰軸系的承載要求越來越高，增加俯仰軸系徑向軸承中 鋼球的數(shù)量和大小能提高軸承的承載，而俯仰軸系軸承結(jié)構(gòu)尺寸又不能大幅度增加，為此 采用在相同大小尺寸軸承中增加鋼球的列數(shù)能顯著增加鋼球的數(shù)量，從而提高軸承的承 載。本發(fā)明與常規(guī)軸系相比有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明采用雙列鋼球徑向軸承的軸系，使得同一型號望遠鏡上的載荷大大增加，滿足了機上載荷增加的需求，提高了望遠鏡的適用界線。(2)本發(fā)明采用雙列鋼球徑向軸承的軸系，最大限度的提升了望遠鏡俯仰軸的承 載，改變了以前那種增加負載就得重新設(shè)計的模式，當(dāng)望遠鏡口徑不變時減少望遠鏡的重 復(fù)設(shè)計，提高了設(shè)計效率。(3)本發(fā)明采用雙列鋼球徑向軸承的軸系，在提高軸承承載力的同時沒有改變軸 承內(nèi)外環(huán)的徑向尺寸，使得加工檢測時的工裝能夠反復(fù)使用，降低了制造成本，使得望遠鏡 俯仰軸系軸承能夠定型生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明中的雙排鋼球徑向軸承俯仰軸系結(jié)構(gòu)圖；圖2本發(fā)明中的徑向軸承的結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為本發(fā)明中的雙排鋼球徑向軸承保持架組的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明中的雙排鋼球徑向軸承右端軸承結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明中雙排鋼球徑向軸承左端軸承結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式本發(fā)明的關(guān)鍵之處就是將徑向軸承的鋼球從單列改為了雙列，同時將雙列鋼球結(jié) 構(gòu)的軸承用在了望遠鏡俯仰軸系的兩端，這樣在軸系軸承徑向尺寸不變的情況下，相對于 傳統(tǒng)技術(shù)將軸系的承載能力提升了一倍。如圖1所示，對于望遠鏡俯仰軸來說，軸承內(nèi)環(huán)1是動環(huán)的，軸承外環(huán)3是固環(huán)的， 在軸承內(nèi)環(huán)1和軸承外環(huán)3之間是鋼球4用以保證軸承內(nèi)1靈活轉(zhuǎn)動。軸承內(nèi)環(huán)1、軸承外 環(huán)3、鋼球4再加上由于限制鋼球位置的徑向軸承保持架2就構(gòu)成了一套完整的徑向軸承， 軸系的承載就是由徑向軸承來實現(xiàn)的。望遠鏡俯仰軸徑向軸承的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示，圖 示結(jié)構(gòu)中單個鋼球的承載為P = IO-6 σ'R1Jia'E1)式中a為常數(shù)0. 388，σ τ為鋼球的許用接觸應(yīng)力(MPa)，R為鋼球半徑(mm)，E為 彈性模量(GPa)，P為單個鋼球的最大載荷(N)。設(shè)徑向軸承單列鋼球的個數(shù)為n，則單列鋼球徑向軸承的承載為G1 = n*P/5如果俯仰軸系徑向軸承鋼球列數(shù)設(shè)為L，將安全系數(shù)取為S，則俯仰軸系的承載 為G = LG/S = L*n*P/ (5*S)式中G為俯仰軸系的承載。從公式中可以看出，軸承的承載力與鋼球大小、單列鋼球的個數(shù)、鋼球的列數(shù)等有 關(guān)。在這幾個影響因數(shù)中，鋼球的大小和單列鋼球的個數(shù)是與軸承內(nèi)外環(huán)的徑向尺寸相互 關(guān)聯(lián)的，而軸承中鋼球的列數(shù)與軸承內(nèi)外環(huán)的軸向尺寸(厚度)相關(guān)。改變軸承中鋼球4列數(shù)，只需要改變軸承內(nèi)外環(huán)的軸向距離，只需要將軸承內(nèi)外 環(huán)的厚度尺寸增加1 1. 5個鋼球的直徑即可，非常容易實現(xiàn)，同時又將望遠鏡俯仰軸的承 載力加大了一倍。
本發(fā)明是通過修改徑向軸承保持架2，將保持架中的鋼球4列數(shù)由一列改為了兩 列，同時將軸承內(nèi)環(huán)1和軸承外環(huán)3的軸向尺寸增大了鋼球4直徑的1 1. 5倍，然后將雙 列鋼球形式的軸承應(yīng)用于望遠鏡俯仰軸系的兩端，即保證了軸系的結(jié)構(gòu)不至變龐大同時還 提高了軸系的承載能約1倍左右。圖3是將單列鋼球改為雙列鋼球后，徑向軸承保持架組的結(jié)構(gòu)圖，圖4是右端軸承 的結(jié)構(gòu)圖，圖5是左端軸承的結(jié)構(gòu)圖，從圖4、圖5中可以看出將單個軸承中鋼球的列數(shù)改為 兩列后對軸承的徑向尺寸沒有改變，但承載力卻可以增加一倍。圖1所示是將雙列鋼球軸 承用在望遠鏡俯仰軸上的實例圖示，這種結(jié)構(gòu)上的變化沒有影響到望遠鏡俯仰軸的設(shè)計、 加工和精度，通過實例來看望遠鏡俯仰軸軸系是可以使用雙列鋼球軸承的。本發(fā)明將軸系的徑向軸承均使用雙列鋼球的結(jié)構(gòu)，在對軸承進行改進時沒有影響 到現(xiàn)有的加工檢測，很好的改善了傳統(tǒng)望遠鏡俯仰軸的承載能力，使得望遠鏡能夠背負更 多的載荷。增強了軸系的適應(yīng)性，縮短了產(chǎn)品更新的研制周期，提升了望遠鏡的實用性。
權(quán)利要求
1.一種大承載的望遠鏡俯仰軸系，其特征在于望遠鏡俯仰軸軸系左右兩端軸承使用 的是具有雙列鋼球結(jié)構(gòu)形式的徑向軸承，即徑向軸承保持架(2)上有兩列相同大小的鋼球 (4)；望遠鏡俯仰軸軸系中的軸承內(nèi)環(huán)(1)、軸承外環(huán)(3)的厚度在原來的基礎(chǔ)上增加鋼球 直徑的1 1. 5倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大承載的望遠鏡俯仰軸系，其特征在于徑向軸承保持架 (2)上兩列鋼球的排布是成交差錯落分布的。
全文摘要
一種大承載的望遠鏡俯仰軸系，望遠鏡俯仰軸軸系左右兩端軸承使用的是具有雙列鋼球結(jié)構(gòu)形式的徑向軸承，即徑向軸承保持架上有兩列相同大小的鋼球；望遠鏡俯仰軸軸系中的軸承內(nèi)環(huán)、軸承外環(huán)的厚度在原來的基礎(chǔ)上增加鋼球直徑的1～1.5倍。本發(fā)明在軸系兩端的徑向軸承均使用雙列鋼球的結(jié)構(gòu)，提高了軸系的承載能力。在對軸承進行改進時沒有影響到現(xiàn)有的加工檢測，很好的改善了傳統(tǒng)望遠鏡俯仰軸的承載能力，使得望遠鏡能夠背負更多的載荷。增強了軸系的適應(yīng)性，縮短了產(chǎn)品更新的研制周期，提升了望遠鏡的實用性。
文檔編號G02B23/16GK102096183SQ20101061330
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者張海清, 賀善金, 高曉東 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所