RU2018986C1

RU2018986C1 - Apparatus for bending crystals

Info

Publication number: RU2018986C1
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Лубенец; Э.Я. Станишевский; М.В. Ковальчук; С.И. Харатьян
Original assignee: Институт кристаллографии им.А.В.Шубникова РАН
Priority date: 1992-03-05
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: scientific instrument making. SUBSTANCE: apparatus having the body 1 with the crystal holder 2 and the drive mechanism 3, also has the slide 4 and the adjustable support 5. The body 1 is in the form of II-shaped plate, having cross grooves 6 on its inner surface; on its outer surface the crystal holder 2 is mounted. One of lateral sides of the plate of the body 1 has three guides, supporting the slide 4. An upper portion of second lateral side the plate, having slots, supports the adjustable support 5 in the form of a screw with a nut. A rest surface of the slide 4 engages with the guide 7 through a set of balls 11, and its lower lateral surface engages with the drive mechanism 3, mounted on the lateral surface of the plate of the body 1. Between the slide and the adjustable support 5 a connecting member in the form of the cylinder 12 is mounted, the cylinder 12 is joined with the slide 4 and with the support 5 with the aid of two balls 13, placed in semispherical recesses 14 of the slide 4, in the support 5 and in the end surfaces of the cylinders 12. EFFECT: increased accuracy and enhanced quality of crystal bending; such instrument allows to achieve good repetition of crystal bending and also eliminates cross deformation of a body of the apparatus. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к научному приборостроению, позволяет регулировать радиус кривизны изогнутого кристалла в рентгеновских приборах и может быть использовано для прецизионных исследований в рентгеновской оптике. The invention relates to scientific instrumentation, allows you to adjust the radius of curvature of a bent crystal in x-ray devices and can be used for precision research in x-ray optics.

Известно устройство для изгиба пластины фокусирующего монохроматора, включающее основание, монокристаллическую пластину, держатель с упором и механизм изгиба пластины [1]. A device for bending a plate of a focusing monochromator is known, including a base, a single crystal plate, a holder with a stop and a mechanism for bending the plate [1].

Известно устройство для изгиба рентгеновского кристаллмонохроматора, содержащее корпус с кристаллодержателем и приводное устройство [2]. A device for bending an x-ray crystal monochromator, comprising a housing with a crystal holder and a drive device [2].

Недостатком известных устройств является низкая точность изгиба кристалла за счет того, что деформацию кристалла осуществляет с помощью сложной механической системы: винт, пружина, четыре неподвижные опоры, кронштейн и рама, при этом точность изгиба определяется соотношением жесткости всех перечисленных элементов. A disadvantage of the known devices is the low accuracy of the bending of the crystal due to the fact that the deformation of the crystal is carried out using a complex mechanical system: a screw, a spring, four fixed supports, an arm and a frame, while the accuracy of the bending is determined by the ratio of the stiffness of all of the above elements.

Технической задачей данного изобретения является повышение точности и качества изгиба и получение повторяемости деформации изгибающего механизма при регулировке радиуса кривизны кристалла. The technical task of this invention is to improve the accuracy and quality of bending and obtain repeatability of deformation of the bending mechanism when adjusting the radius of curvature of the crystal.

Это достигается тем, что устройство для изгиба кристаллов, содержащее корпус с кристаллодержателем и приводной механизм, снабжено ползуном и регулируемой опорой, а корпус выполнен в виде П-образной пластины, на внутренней поверхности которой имеются поперечные пазы, а на внешней - установлен кристаллодержатель, при этом одна из боковых сторон пластины корпуса снабжена тремя направляющими, в которых установлен ползун, а в веpхней части второй боковой стороны выполнены прорези и расположена регулируемая опора в виде винта с гайкой, причем ползун упорной поверхностью контактирует с направляющей через набор шариков и нижней боковой поверхностью с приводным механизмом, закрепленным на боковой стороне пластины корпуса, а между ползуном и регулируемой опорой установлен соединительный элемент в виде цилиндра, сопряженного с ними посредством двух шариков, установленных в полусферических выемках, выполненных в ползуне, регулируемой опоре и торцах цилиндра. This is achieved by the fact that the device for bending crystals, comprising a housing with a crystal holder and a drive mechanism, is equipped with a slider and adjustable support, and the housing is made in the form of a U-shaped plate, on the inner surface of which there are transverse grooves, and on the outer surface there is a crystal holder, with this one of the sides of the plate of the housing is equipped with three guides in which the slider is installed, and in the upper part of the second side there are slots and an adjustable support is located in the form of a screw with a nut, moreover the slider with a persistent surface is in contact with the guide through a set of balls and the lower side surface with a drive mechanism mounted on the side of the housing plate, and between the slider and the adjustable support there is a connecting element in the form of a cylinder mating with them through two balls mounted in hemispherical recesses made in the slider, the adjustable support and the ends of the cylinder.

В предложенной конструкции изгиб кристалла осуществляется за счет упругой деформации П-образного корпуса, что, во-первых, обеспечивает точность и качество изгиба вдоль всей поверхности и гарантирует правильную цилиндрическую деформацию кристалла, а, во-вторых, позволяет многократно с хорошей повтоpяемостью изменять радиус кривизны кристалла. Кроме того, предложенная конструкция позволяет осуществлять деформацию кристалла с высокой степенью дискретности. In the proposed design, the bending of the crystal is carried out due to the elastic deformation of the U-shaped body, which, firstly, ensures the accuracy and quality of bending along the entire surface and guarantees the correct cylindrical deformation of the crystal, and, secondly, allows you to repeatedly change the radius of curvature with good repeatability a crystal. In addition, the proposed design allows the deformation of the crystal with a high degree of discreteness.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б на фиг.1. Figure 1 presents a General view of the device, side view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is a section aa in figure 1; figure 4 is a view of B in figure 1.

Устройство состоит из корпуса 1 с кристаллодержателем 2 и приводным механизмом 3. Устройство снабжено ползуном 4 и регулируемой опорой 5. Корпус 1 выполнен в виде П-образной пластины, на внутренней поверхности которой выполнены поперечные пазы 6. Одна из боковых сторон пластины корпуса 1 снабжена тремя направляющими 7, 8, 9, в которых установлен ползун 4, а в верхней части второй боковой стороны выполнены прорези 10 и расположена регулируемая опора 5 в виде винта и гайки, причем ползун 4 упорной поверхностью контактирует с направляющей 7 через набор шариков 11 (заключенных в сепаратор), а нижней боковой поверхностью с приводным механизмом 3, закрепленным на боковой стороне пластины корпуса 1. Между ползуном 4 и регулируемой опорой 5 установлен соединительный элемент в виде цилиндра 12, сопряженного с ними посредством двух шариков 13, установленных в полусферических выемках 14, выполненных в ползуне 4, регулируемой опоре 5 и торцах цилиндра 12. Устройство снабжено также возвратной пружиной 15. The device consists of a housing 1 with a crystal holder 2 and a drive mechanism 3. The device is equipped with a slider 4 and an adjustable support 5. The housing 1 is made in the form of a U-shaped plate, on the inner surface of which there are transverse grooves 6. One of the sides of the plate of the housing 1 is equipped with three guides 7, 8, 9, in which the slider 4 is installed, and slots 10 are made in the upper part of the second side and an adjustable support 5 is arranged in the form of a screw and a nut, the slider 4 being in contact with the guide 7 in contact with the guide 7 through a set balls 11 (enclosed in a separator), and a lower side surface with a drive mechanism 3 mounted on the side of the plate of the housing 1. Between the slider 4 and the adjustable support 5 there is a connecting element in the form of a cylinder 12, paired with them through two balls 13 installed in hemispherical recesses 14, made in the slider 4, adjustable support 5 and the ends of the cylinder 12. The device is also equipped with a return spring 15.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Вращая винт приводного устройства 3, через шарик перемещают ползун 4 по направляющим 7, 8, 9 (по направляющей 7 через набор шариков 11). Шарик 13, находящийся в полусферической выемке 14 ползуна 4 и полусферической выемке 14 цилиндра 12, осуществляет качательное движение цилиндра 12 относительно второго шарика 13, расположенного между полусферической выемкой 14 регулируемой опоры (винт, гайка) и второй полусферической выемкой 14 цилиндра 12. При этом происходит приращение проекции длины цилиндра 12 на ось, перпендикулярную оси движения ползуна 4. Тем самым осуществляется продольная деформация П-образного корпуса 1 с кристаллодержателем 2 с определенной кривизной. Пружины 15 необходимы для осуществления силового замыкания ползуна 4 и шарика приводного механизма 3, а также для возврата ползуна 4 и корпуса 1 в первоначальное положение при обратном ходе приводного механизма 3. Rotating the screw of the drive device 3, through the ball move the slider 4 along the guides 7, 8, 9 (along the guide 7 through a set of balls 11). The ball 13, which is located in the hemispherical recess 14 of the slider 4 and the hemispherical recess 14 of the cylinder 12, carries out the oscillating movement of the cylinder 12 relative to the second ball 13 located between the hemispherical recess 14 of the adjustable support (screw, nut) and the second hemispherical recess 14 of the cylinder 12. This happens the increment of the projection of the length of the cylinder 12 on the axis perpendicular to the axis of movement of the slider 4. Thus, the longitudinal deformation of the U-shaped body 1 with the crystal holder 2 with a certain curvature. Springs 15 are necessary for the implementation of the power circuit of the slider 4 and the ball of the drive mechanism 3, as well as to return the slider 4 and the housing 1 to its original position during the reverse stroke of the drive mechanism 3.

Важной особенностью данного устройства, выполненного в виде П-образного корпуса с поперечными пазами, является так называемый "торсионный" принцип работы конструкции: изгиб кристалла осуществляется за счет упругой деформации корпуса. Данный принцип построения прибора позволяет достичь хорошей повторяемости изгиба и в сочетании с большим передаточным отношением звена высокой точности и плавности установки заданной величины деформации кристалла. Большое передаточное отношение звена служит по сути редуктором перемещения микровинта и, следовательно, также повышает точность настройки. An important feature of this device, made in the form of a U-shaped case with transverse grooves, is the so-called "torsion" principle of the construction: the bending of the crystal is carried out due to the elastic deformation of the case. This principle of constructing the device allows achieving good bending repeatability and in combination with a large gear ratio of the link of high accuracy and smoothness of setting a given value of crystal deformation. The large gear ratio of the link essentially serves as a reducer for the movement of the microscrew and, therefore, also increases the accuracy of the adjustment.

Данное устройство может быть легко автоматизировано для работы на синхротронном излучении в качестве фокусирующего элемента в рентгеновской схеме. Для этого можно, например, заменить приводное устройство пьезоприводом либо использовать шаговый двигатель в качестве приводного элемента. This device can be easily automated to work on synchrotron radiation as a focusing element in the x-ray scheme. To do this, you can, for example, replace the drive device with a piezo drive or use a stepper motor as a drive element.

Для предотвращения поперечной деформации корпуса и обеспечения цилиндрического изгиба кристалла в точке приложения изгибающего момента передаточного устройства в боковой части П-образного корпуса выполнены прорези, исключающие влияние боковой деформации. To prevent lateral deformation of the housing and to ensure a cylindrical bending of the crystal at the point of application of the bending moment of the transmission device, slots are made in the lateral part of the U-shaped housing, eliminating the influence of lateral deformation.

Claims

A device for bending crystals, comprising a housing with a crystal holder and a drive mechanism, characterized in that it is provided with a slider and adjustable support, and the housing is made in the form of a U-shaped plate, on the inner surface of which there are transverse grooves, and on the external there is a crystal holder, while one of the sides of the plate of the casing is provided with three guides in which the slider is mounted, and slots are made in the upper part of the second side and an adjustable support is located in the form of a screw with a nut, moreover the slider with a persistent surface contacts the guide through a set of balls and the lower side surface - with a drive mechanism mounted on the side of the housing plate, and between the slider and the adjustable support there is a connecting element in the form of a cylinder mated with two balls mounted in hemispherical recesses, made in a slider, adjustable support and cylinder ends.