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提姆怎么办?工具工,泰勒在电视连续剧中家庭装修”斯坦利·布莱克和德克尔的劳尔·卡诺有共同点吗?“需要”更多的力量!!““

鲍里斯·马洛维奇,行业经理,明导国际

U纳比提姆劳尔·卡诺是一名专业人士,是斯坦利·布莱克和德克尔Dewalt专业工具品牌的首席项目工程师CAE。他和他的团队负责优化锤子工具的性能,也就是旋转锤,拆除锤,以及用于大型锤子的锤钻、混凝土锯和吸尘器。

图1脱水锤切割图

德瓦尔特在电动工具和建筑工具行业的声誉是无与伦比的。在将近80年的时间里,Dewalt在设计上赢得了声誉,设计和建造最坚固的工业机械。该公司将188beat其长期以来最先进的工程设计传统融入其广泛的高性能便携式电动工具和配件的每一个产品中。使Dewalt工具成为北美地区第一大专业电动工具销售品牌,以及过去五年来世界上增长最快的专业电动工具品牌。

DeWalt的专业工具的使命是提供最佳性能和可靠性。为了实现这一目标,劳尔的团队研究了几个数值模拟,包括跌落,应力和热模拟。其中一种方法是计算流体动力学(CFD)分析,尤其是Catia v5的Floefd。热模拟的主要挑战是需要处理复杂的几何结构,如手持电动工具内的狭窄空间,其中电机,变速箱,电子设备就在这里。这种外壳是用加强筋建造的,不仅使这种动力工具如此坚固,而且复杂。和很多一样,如果不是全部,这种性质的工具,挑战是热的。在他们的设计过程中使用Floefd有助于Raul测试通风的设计变化,风扇位置和几何结构,以及外壳的变化,以获得更好的气流。对于齿轮箱的金属外壳,采用氟利昂改善齿轮箱的冷却性能。

劳尔评论说:“FloEFD处理复杂几何图形的能力允许我们简单地在不同的组件设计(如不同的风扇)之间切换,然后让软件在周末自动网格和计算几个变量,金宝博滚球专家对我们来说是一个巨大的优势。”“

图2带(左)和不带(右)散热片的轴承箱变型

通过能够测试如此多的几何变化,可以找到最佳气流解决方案,定量流量和噪声。和FloEFD一起,Raul能够确定某个几何变化是否对通过工具的体积流量有积极影响,并且能够找到速度非常高的区域,这在设计中可以指示高噪声源。

当然,气流在动力工具中的主要作用是,热管理。气流越大,电机冷却效率越高,从而增加工具的功率。一项研究表明,现有的轴承箱设计中含有散热片,以便更好地进行热管理,虽然它使零件更贵更重,与不带散热片的外壳版本相比(如模拟所示,图2),仍然是合理的。如果外壳没有散热片,在某些区域,工具外壳的表面温度增加30°C(图3)。

图3锤子外壳的温度曲线,显示无(顶部)和(底部)散热片的轴承外壳的影响。

对于大型锤式除尘-清孔工具,Stanley Black&Decker的团队能够减少连接到设备和真空吸尘器的软管的磨损。软管处的磨损是由于钻孔中的高浓度混凝土颗粒在某个位置撞击软管,导致磨损率高造成的。仅仅通过优化气流路径及其弯曲来减少颗粒的影响,劳尔能够减少60%左右的磨损。因此,软管的使用寿命增加了2倍。

在另一种情况下,为了优化性能,进行了一系列不同部件的模拟变型鳄鱼混凝土锯(图4)。目标是通过改变风扇来优化流量,风扇转速和其他部件。实验室的测量结果表明,即使是噪音也降低了10分贝。减少10db的噪音相当于原始噪音的八分之一左右(3db相当于噪音的一半)。

Stanley Black&Decker电动工具的设计受多个部门和要求的影响。“如果坠落试验模拟不顺利,我们必须重新设计外壳,这可能需要改变通风孔的位置。另一次,市场营销部门利用快速原型样品,发现它在外壳的某个区域太厚或太长,这意味着我们需要尽可能地改变它,这通常会影响工具中的流动路径,因为压力损失太高,可能会降低流动速度。”劳尔解释说。“所有期望的变化都必须通过多种因素进行评估,这些因素可能会提高价格,重量或大小以某种方式。过程结束时,设计必须尽其所能,FloEFD的热模拟为我们提供了可靠的结果,以便对我们所做的设计更改做出合理的判断。”“

图2扬子鳄混凝土锯不同构件设计迭代的流量变化

“Stanley Black&Decker在美国的开发中心使用了几个FloEFD许可证,英国、德国和我个人用了五年多,现在取得了巨大的成功。我们在一年内有几个项目,每个项目的模拟运行数量可以从几个到20-30个不等。”劳尔说。

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