Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 40. 4 november 1952 - Gittermaskiner — hur en omöjlig uppgift löses
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
■930
TEKNISK TIDSKRIFT
varvid utgångsmaterialet är en 25 cm lång stålstång med
40 mm diameter, där genom upprepade värme- och
köldbehandlingar de inre spänningarna har utjämnats så långt
det är möjligt. Bearbetningen sker först med
hårdmetallverktyg, varvid de sista skären kan bli så tunna som
0,000 1 mm. Härefter sker polering med en diamantskiva.
Slutbearbetningen sker genom läppning i en åtdragbar,
delad mutter av stor längd, lämpligast 85—90 °/o av
skruvens längd. Muttern, som är belagd med ett mycket fint
slipmedel i oljesuspension, drivs upp och ned längs
skruven av en elektrisk motor som reverseras var femte minut.
Mutterns åtdragning allt eftersom slipningsarbetet
fortskrider utförs helt enligt instrumentmakarens erfarenhet och
omdöme.
Eftersom det (till skillnad från tillverkningen av
teleskopspeglar, där man har det ytterst enkla Foucault-provet)
icke finns någon enkel metod att kontrollera
noggrannheten hos en skruv, är arbetet mycket påfrestande. En
instrumentmakare har härom sagt, att han kände sig som
en soldat som går genom ett minfält. Visserligen finns det
en hel del noggranna, ehuru komplicerade kontrollmetoder
som kan användas för ändamålet, men de olika felen som
kan uppstå är ändå mycket svåra att särskilja. Det kan ta
veckor att utvärdera resultatet av en ändring i
arbetsgången, eller att gottgöra följderna av att en vilsekommen
slippartikel råkar kröka en gängas yttersta spets.
Även om man på detta sätt lyckats få fram en skruv där
största diametervariationen är 0, 000 05 mm, är det sedan
många gånger svårare att ordna skruvens lagring så att
rotationsaxeln blir exakt parallell med den geometriska.
För detta ändamål inlägges skruvens gängade del i en
delad mutter som, omgiven av ett tunt oljeskikt, flyter i ett
omgivande hölje. Dettas ändar omsluter skruvens
lagertappar och kan beläggas med slipmedel. Då skruven vrids
fram och tillbaka kommer en excentricitet hos tapparna
att utlösa en tryckskillnad i oljeskiktet. Denna verkar på
ytterhöljet i sådan riktning, att tapparna utsätts för
läpp-ningsarbete just på den excentriska sidan.
När detta problem har lösts återstår att ordna den axiella
begränsningen av skruvens rörelse, vilket kräver
framställning av en safir som är plan inom 0, 000 02 mm när och
som står i rät vinkel mot skruvaxeln på två vinkelsekundèr
niir. Även detta arbete innebär en svårighetsgrad som vida
överstiger den som möter vid skruvens framställning.
Stora svårigheter uppstår även då gitterbordet skall
monteras på muttrarna, vilket bl.a. beror på svårigheten av att
få de prismor på vilka sliden rör sig att bli exakt parallella
sinsemellan och med skruven. Den resulterande
ojämnheten i rörelsen framkallar alla de olägenheter som
skruvens kompression och den ojämna friktionen medför. Sist
kommer den största svårigheten av alla, nämligen att den
slid som uppbär graverdiamanten sliter sina prismor
krokiga under den halvmil som den rör sig medan ett gitter
graveras.
Till slut bemästras emellertid detta problem, liksom de
föregående. Byggandet av en gittermaskin är också ett
utmärkt exempel på riktigheten av talesättet att det som är
svårt tar tid, och det som är omöjligt något längre tid.
Konstruktionsvarianter
Det är många som under årens lopp har försökt att
förbättra Rowlands gittermaskin. Bland andra försökte den
kände fysikern Michelson ersätta glidlagren med kullager.
Han kom också så långt att hans maskin producerade ett
rekordbrett 25 cm gitter, inen det lyckades honom aldrig
att tillverka några gitter av verkligt hög kvalitet. Maskinen
omarbetas nu vid MIT, varvid den förses med en
elektronisk återföringsmekanism, som automatiskt skall rätta fel
— ned till 0, 000 005 mm — som uppstår under arbetets
gång. Maskinen har emellertid ännu inte kommit över
förhoppningsstadiet.
Vid Mount Wilson-observatoriet började man 1912 bygga
en jättelik gittermaskin, som skulle kunna tillverka gitter
med upp till 60 cm bredd. Efter trettio års arbete hade
maskinen icke lyckats prestera acceptabla gitter med större
bredd än de vanliga 20 cm. Sedermera har vid laboratoriet
byggts en ny maskin, med vilken 20 cm gitter med
utomordentligt hög noggrannhet har graverats.
En radikal förändring i gittermaskinkonstruktionen
inträdde 1950 genom en av fysikern John Strong vid Johns
Hopkins-universitetet konstruerad maskin, vilken i stort
sett innebär en upp- och nedvändning av Rowlands system.
I Strongs maskin, fig. 2, är det nämligen det* gitterbärande
bordet som utför den fram- och återgående rörelsen under
diamanten. Denna är orörlig under arbetsakten, och skiftas
under bordets återgång till nästa spårdelning av icke bara
en skruv, utan av två.
Fördelen med denna utformning är att skruvarna
förflyttar den mycket lätta diamantsliden, varigenom man
undviker de besvärliga prismorna i Rowlands maskin.
Gitterbordet har även det fått en mycket lätt konstruktion och
drivs av kolvar, som glider i oljefyllda bussningar. Dessa är
utformade något koniska, varigenom de blir
självcentreran-de; centreringskraften genom obalans i oljetrycket är
avsevärd, 1 kp vid en avvikelse av 0, 000 02 cm.
Strongs maskin har varit i drift i ett år, och utfört ett
sjuttiotal gitter, av vilka en del har varit förstklassiga.
Maskinen förefaller att vara tillförlitlig, trots att den arbetar
dubbelt så fort som en Rowland-maskin. Huruvida den
utgör en väsentlig förbättring, och om den skall lyckas göra
verkligt breda gitter, där är frågan som får sitt svar först
under de närmaste tio åren.
Siegbahns gittermaskin
Ett par väsentliga förbättringar av Rowland-maskinen har
utförts av Manne Siegbahn, vars två gravermaskiner vid
Nobelinstitutet för Fysik är de enda utanför USA som har
framställt något större antal gitter av hög kvalitet. Den
äldre maskinen, avsedd för framställning av speciella gitter
för röntgenspektrum, utfördes i Uppsala 1930, varifrån den
senare flyttades till Stockholm och där delvis
konstruerades om. En större gravermaskin, fig. 3, som möjliggör
rits-ning av gitter med 25 cm bredd och 1 440 linjer per
millimeter, byggdes vid Nobelinstitutet 1937—1939.
Kännetecknande för de svenska maskinerna är främst att
graverdiamantens hållare, i stället för att löpa på prismor,
utför en oscillerande rörelse kring en axel. Denna har här-
Fig. 2. Principskiss över Strongs gittermaskin.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
