[发明专利]一种可控边界条件三方向可变式重型机床地基模型箱

说明书

一种可控边界条件三方向可变式重型机床地基模型箱，包括底板、防漏条、下挡板A、下挡板B、下挡板C、下挡板D、上挡板E、上挡板F、上挡板G、上挡板H、轴承底座、轴承、滚珠丝杠升降机、螺栓槽、螺栓、刻度尺、位移传感器、水平旋钮、压力传感器。下挡板A卡在底板上，根据压力传感器的数据，三个滚珠丝杠分别调节x、y、z方向的长度，调整试验中不同土层之间的压力；轴承底座、滚珠丝杠升降机由螺钉固定在挡板上。轴承减少丝杠与轴承底座的摩擦力；位移传感器用于检测模型箱是否水平，并用水平旋钮调节；压力传感器便于检测各土层之间压力，用于控制人工边界条件，根据实验方案调节人工边界条件，提高实验精确度。

技术领域

本发明涉及机床地基研究领域，特别是涉及机床地基模型试验中模型箱的设计。

背景技术

重型数控机床主要用于大型、特大型精密零件加工，是为国防军工、航空航天、船舶、能源(火电、水电、核电、风力发电)、交通运输(铁路、汽车)、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目服务。然而,为满足重型数控机床的精度要求，地基承重能力至关重要。研究机床的承重需要建立机床和地基模型，然后利用土箱试验进行大量试验。

土箱试验中的土箱受到土的压力，土的压力影响重型数控机床基础的人工边界条件，人工边界条件对土箱实验精度有很大影响，可控人工边界条件的土箱可以监测实验数据，达到精确控制。土箱的尺寸一般为固定形状，加工后无法改变其大小，试验中模型箱内的土层之间的压力调整困难；同时试验中模型箱的是根据试验台实际情况和上部机床的结构大小、形状等诸多因素决定的，目前的试验方案都是针对一种机床的大小和形状来设计模型箱的大小和形状，针对不同的机床需要重复设计多个模型箱箱，重复加工，利用率比较低。

发明内容

本发明的目的在于，克服土箱试验中模型箱无法调整横向土层的压力、以及一个模型箱只针对一种模型的局限性，把模型箱设计成三向可变式，针对试验中不同土层压力及模型可以调节容积从而适应不同的机器。模型箱加入量度工具便于实验,并且安装水平仪、水平旋钮可以保证试验台水平，尺寸可以根据压力传感器进行调节。

本发明是采用以下技术手段实现的：

一种可控边界条件三方向可变式重型机床地基模型箱，该地基模型箱包括底板1、防漏条2、下挡板A3、下挡板B4、下挡板C5、下挡板D6、上挡板E7、上挡板F8、上挡板G9、上挡板H10、轴承底座11、轴承12、滚珠丝杠升降机 13、螺栓槽14、螺栓15、刻度尺16、位移传感器17、水平旋钮18、压力传感器19。下挡板A3垂直固定在底板1上，下挡板B4水平插入下挡板A3中，下挡板C5水平插入下挡板D6中，下挡板D6水平插入下挡板A3中，防漏条2 覆盖底板1与各挡板之间的缝隙，上挡板E7垂直插入下挡板A3，上挡板F8垂直插入下挡板B4并水平插入上挡板E7，上挡板G9垂直插入下挡板C5并水平插入上挡板F8，上挡板H10垂直插入下挡板D6并水平插入上挡板G9和上挡板E7；轴承底座11通过螺栓15分别固定在下挡板A3及上挡板E7两侧；轴承 12固定在轴承底座11上；滚珠丝杠升降机13通过螺栓15分别固定在上挡板 E7、上挡板F8、上挡板H10上并插入轴承12中；水平旋钮18安装在底板1上；刻度尺16粘贴在下挡板A3上；位移传感器17固定在水平旋钮18上；压力传感器19贴在下挡板C5、上挡板G9上。

螺栓15通过螺栓槽14与轴承底座11连接。

采用以上设计方案，其优点是：

(1)可以精确控制人工边界条件，更好的契合实验设计方案。

(2)可控制长宽三个方向，对一定量的土调节水平方向和垂直方向长度更方便的调整土层的压力，更加灵活的适应不同体积变化。

(3)加入量度工具，更便于调节尺寸方向；加入水平调节装置，保证实验精度。

(4)采用滚珠丝杠驱动方式，拥有传动效率高、调节方便、节省时间、锁死方便等优点。