本發(fā)明涉及機(jī)床地基研究領(lǐng)域，特別是涉及機(jī)床地基模型試驗(yàn)中模型箱的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)：

重型數(shù)控機(jī)床主要用于大型、特大型精密零件加工，是為國(guó)防軍工、航空航天、船舶、能源(火電、水電、核電、風(fēng)力發(fā)電)、交通運(yùn)輸(鐵路、汽車)、冶金、工程機(jī)械等主要工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)以及國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目服務(wù)。然而,為滿足重型數(shù)控機(jī)床的精度要求，地基承重能力至關(guān)重要。研究機(jī)床的承重需要建立機(jī)床和地基模型，然后利用土箱試驗(yàn)進(jìn)行大量試驗(yàn)。

土箱試驗(yàn)中的土箱受到土的壓力，土的壓力影響重型數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)的人工邊界條件，人工邊界條件對(duì)土箱實(shí)驗(yàn)精度有很大影響，可控人工邊界條件的土箱可以監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，達(dá)到精確控制。土箱的尺寸一般為固定形狀，加工后無法改變其大小，試驗(yàn)中模型箱內(nèi)的土層之間的壓力調(diào)整困難；同時(shí)試驗(yàn)中模型箱的是根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)際情況和上部機(jī)床的結(jié)構(gòu)大小、形狀等諸多因素決定的，目前的試驗(yàn)方案都是針對(duì)一種機(jī)床的大小和形狀來設(shè)計(jì)模型箱的大小和形狀，針對(duì)不同的機(jī)床需要重復(fù)設(shè)計(jì)多個(gè)模型箱箱，重復(fù)加工，利用率比較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服土箱試驗(yàn)中模型箱無法調(diào)整橫向土層的壓力、以及一個(gè)模型箱只針對(duì)一種模型的局限性，把模型箱設(shè)計(jì)成三向可變式，針對(duì)試驗(yàn)中不同土層壓力及模型可以調(diào)節(jié)容積從而適應(yīng)不同的機(jī)器。模型箱加入量度工具便于實(shí)驗(yàn),并且安裝水平儀、水平旋鈕可以保證試驗(yàn)臺(tái)水平，尺寸可以根據(jù)壓力傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：

一種可控邊界條件三方向可變式重型機(jī)床地基模型箱，該地基模型箱包括底板1、防漏條2、下?lián)醢錋3、下?lián)醢錌4、下?lián)醢錍5、下?lián)醢錎6、上擋板E7、上擋板F8、上擋板G9、上擋板H10、軸承底座11、軸承12、滾珠絲杠升降機(jī)13、螺栓槽14、螺栓15、刻度尺16、位移傳感器17、水平旋鈕18、壓力傳感器19。下?lián)醢錋3垂直固定在底板1上，下?lián)醢錌4水平插入下?lián)醢錋3中，下?lián)醢錍5水平插入下?lián)醢錎6中，下?lián)醢錎6水平插入下?lián)醢錋3中，防漏條2覆蓋底板1與各擋板之間的縫隙，上擋板E7垂直插入下?lián)醢錋3，上擋板F8垂直插入下?lián)醢錌4并水平插入上擋板E7，上擋板G9垂直插入下?lián)醢錍5并水平插入F8，上擋板H10垂直插入下?lián)醢錎6并水平插入上擋板G9和上擋板E7；軸承底座11通過螺栓15分別固定在下?lián)醢錋3及上擋板E7兩側(cè)；軸承12固定在軸承底座11上；滾珠絲杠升降機(jī)13通過螺栓15分別固定在上擋板E7、上擋板F8、上擋板H10上并插入軸承12中；水平旋鈕18安裝在底板1上；刻度尺16粘貼在下?lián)醢錋3上；位移傳感器17固定在水平旋鈕18上；壓力傳感器19貼在下?lián)醢錍5、上擋板G9上。

螺栓15通過螺栓槽14與軸承底座11連接。

采用以上設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)點(diǎn)是：

(1)可以精確控制人工邊界條件，更好的契合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。

(2)可控制長(zhǎng)寬三個(gè)方向，對(duì)一定量的土調(diào)節(jié)水平方向和垂直方向長(zhǎng)度更方便的調(diào)整土層的壓力，更加靈活的適應(yīng)不同體積變化。

(3)加入量度工具，更便于調(diào)節(jié)尺寸方向；加入水平調(diào)節(jié)裝置，保證實(shí)驗(yàn)精度。

(4)采用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)方式，擁有傳動(dòng)效率高、調(diào)節(jié)方便、節(jié)省時(shí)間、鎖死方便等優(yōu)點(diǎn)。

(5)土層壓力可控豐富了實(shí)驗(yàn)形式。

(6)加入位移傳感器可以調(diào)節(jié)土箱水平，保證土箱不受土的重力影響。

附圖說明

圖1為模型箱實(shí)體圖；

圖2為模型箱箱結(jié)構(gòu)正視圖；

圖3為模型箱箱結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4為下?lián)醢錋3、B4、C5、D6、上擋板F8、H10正視圖；

圖5為下?lián)醢錋3、B4、C5、D6、上擋板F8、H10俯視圖；

圖6為上擋板E7、G9左視圖；

圖7為上擋板E7、G9正視圖；

圖8為底板1的俯視圖；

圖9為軸承底座11的正視圖；

圖10為滾珠絲杠升降器正視圖；

圖中1底板，2、防漏條，3、下?lián)醢錋，4、下?lián)醢錌，5、下?lián)醢錍，6、下?lián)醢錎，7、上擋板E，8、上擋板F，9、上擋板G，10、上擋板H，11、軸承底座，12、軸承，13、滾珠絲杠升降機(jī)，14、螺栓槽，15、螺栓，16、刻度尺，17、水平儀，18、水平旋鈕，19、壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1-圖10所示為三向可變式模型箱裝置，圖中底板1、防漏條2、下?lián)醢錋3、下?lián)醢錌4、下?lián)醢錍5、下?lián)醢錎6、上擋板E7、上擋板F8、上擋板G9、上擋板H10、軸承底座11、軸承12、滾珠絲杠升降機(jī)13、螺栓槽14、螺栓15、刻度尺16、位移傳感器17、水平旋鈕18、壓力傳感器19。防漏條2正好覆蓋底板與各擋板之間的縫隙；下?lián)醢錋3、下?lián)醢錌4、下?lián)醢錍5、下?lián)醢錎6水平互相插入；上擋板E7、上擋板F8、上擋板G9、上擋板H10水平互相插入并且垂直插入下?lián)醢錋3、下?lián)醢錌4、下?lián)醢錍5、下?lián)醢錎6；軸承底座11通過螺栓15分別固定在下?lián)醢錋3及上擋板E7兩側(cè)；軸承12固定在軸承底座11上；滾珠絲杠升降機(jī)13通過螺栓分別固定在上擋板E7、上擋板F8、上擋板H10上并插入軸承中；壓力傳感器19貼在下?lián)醢錍5、上擋板G9上。

通過檢測(cè)壓力傳感器19，監(jiān)測(cè)土箱之間的邊界壓力，調(diào)節(jié)x方向的邊界壓力，旋轉(zhuǎn)x方向滾珠絲杠升降機(jī)13，下?lián)醢錍5、下?lián)醢錎6、上擋板G9、上擋板H10跟隨滾珠絲杠升降機(jī)13一起移動(dòng)；調(diào)節(jié)y方向的邊界壓力，旋轉(zhuǎn)y方向滾珠絲杠升降機(jī)13，下?lián)醢錌4、下?lián)醢錍5、上擋板F7、上擋板G9跟隨滾珠絲杠升降機(jī)13一起移動(dòng)；調(diào)節(jié)z方向的邊界壓力，旋轉(zhuǎn)z方向滾珠絲杠升降機(jī)13，上擋板E7、上擋板F8、上擋板G9、上擋板H10跟隨滾珠絲杠升降機(jī)13一起移動(dòng)；檢測(cè)位移傳感器17為保持水平，旋轉(zhuǎn)水平旋鈕18、底板1四角上下移動(dòng)保證底板1水平。