本發(fā)明涉及機床地基研究領域，特別是涉及機床地基模型試驗中模型箱的設計。

背景技術：

重型數(shù)控機床主要用于大型、特大型精密零件加工，是為國防軍工、航空航天、船舶、能源(火電、水電、核電、風力發(fā)電)、交通運輸(鐵路、汽車)、冶金、工程機械等主要工業(yè)支柱產業(yè)以及國家重點工程項目服務。然而,為滿足重型數(shù)控機床的精度要求，地基承重能力至關重要。研究機床的承重需要建立機床和地基模型，然后利用土箱試驗進行大量試驗。

土箱試驗中的土箱受到土的壓力，土的壓力影響重型數(shù)控機床基礎的人工邊界條件，人工邊界條件對土箱實驗精度有很大影響，可控人工邊界條件的土箱可以監(jiān)測實驗數(shù)據(jù)，達到精確控制。土箱的尺寸一般為固定形狀，加工后無法改變其大小，試驗中模型箱內的土層之間的壓力調整困難；同時試驗中模型箱的是根據(jù)試驗臺實際情況和上部機床的結構大小、形狀等諸多因素決定的，目前的試驗方案都是針對一種機床的大小和形狀來設計模型箱的大小和形狀，針對不同的機床需要重復設計多個模型箱箱，重復加工，利用率比較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服土箱試驗中模型箱無法調整橫向土層的壓力、以及一個模型箱只針對一種模型的局限性，把模型箱設計成三向可變式，針對試驗中不同土層壓力及模型可以調節(jié)容積從而適應不同的機器。模型箱加入量度工具便于實驗,并且安裝水平儀、水平旋鈕可以保證試驗臺水平，尺寸可以根據(jù)壓力傳感器進行調節(jié)。

本發(fā)明是采用以下技術手段實現(xiàn)的：

一種可控邊界條件三方向可變式重型機床地基模型箱，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；軸承12固定在軸承底座11上；滾珠絲杠升降機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。

采用以上設計方案，其優(yōu)點是：

(1)可以精確控制人工邊界條件，更好的契合實驗設計方案。

(2)可控制長寬三個方向，對一定量的土調節(jié)水平方向和垂直方向長度更方便的調整土層的壓力，更加靈活的適應不同體積變化。

(3)加入量度工具，更便于調節(jié)尺寸方向；加入水平調節(jié)裝置，保證實驗精度。

(4)采用滾珠絲杠驅動方式，擁有傳動效率高、調節(jié)方便、節(jié)省時間、鎖死方便等優(yōu)點。

(5)土層壓力可控豐富了實驗形式。

(6)加入位移傳感器可以調節(jié)土箱水平，保證土箱不受土的重力影響。

附圖說明

圖1為模型箱實體圖；

圖2為模型箱箱結構正視圖；

圖3為模型箱箱結構俯視圖；

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，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。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細描述。

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；軸承12固定在軸承底座11上；滾珠絲杠升降機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。

通過檢測壓力傳感器19，監(jiān)測土箱之間的邊界壓力，調節(jié)x方向的邊界壓力，旋轉x方向滾珠絲杠升降機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13一起移動；調節(jié)y方向的邊界壓力，旋轉y方向滾珠絲杠升降機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13一起移動；調節(jié)z方向的邊界壓力，旋轉z方向滾珠絲杠升降機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13一起移動；檢測位移傳感器17為保持水平，旋轉水平旋鈕18、底板1四角上下移動保證底板1水平。