用于反射镜加工的液压支撑单元刚度特性研究

摘要

为实现大口径望远镜的高精度成像,加工过程中需对主镜进行轴向支撑以及侧向支撑,而液压多点支撑作为一种轴向支撑方式,其优势在于可很好地卸载反射镜的重力及磨头带来的加工压力的同时,也方便调整反射镜的姿态。设计了一种万向球铰式液压支撑单元,通过理论推导,得出滚动膜片的结构参数和工作介质液体特性是影响轴向刚度的主要因素。进一步通过搭建液压支撑单元的轴向刚度测试平台,对液压支撑单元的密封性、刚度和刚度分散性进行了测试。结果显示在一定时间内,液压回路的压强变化很小,并在20 min后压强趋于稳定。并从初始压强、气泡含量以及下压速度3个方面测试了影响液压支撑单元轴向刚度及分散性的实验,测试结果显示初始压强提高可提高支撑单元的轴向刚度并降低轴向刚度分散性;当下压速度为0.4 mm/min时,轴向刚度最高,其分散性最小;初始气泡含量越高,支撑单元的轴向刚度越低,两者关系近似反比例函数。提出了一些提高支撑单元的刚度及降低刚度分散性的措施,对卸载反射镜加工及使用中反射镜的支撑单元结构设计提供了一定的参考意义。