[发明专利]一种封边机吸尘罩的优化设计方法、吸尘罩及吸尘装置

说明书

本发明提供一种封边机吸尘罩的优化设计方法、吸尘罩及吸尘装置，其中，优化设计方法如下：首先设计吸尘罩初始模型并制成试验样品，并通过试验获得除屑率；然后通过CFD仿真软件对吸尘罩初始模型进行仿真，并计算除屑率，比对试验样品实际除屑率与吸尘罩初始模型仿真的除屑率，验证CFD仿真的可靠性，最后根据仿真结果判断是否还需进一步优化，直至获得除屑率高的吸尘罩优化模型。本发明只需对吸尘罩初始模型进行打样试验，计算实际除屑率，用于验证吸尘罩初始模型CFD仿真的可靠性，在仿真可靠时分析仿真结果，判断是否还需进一步优化，后续优化设计均可在电脑软件上进行，减少实际打样验证的工序，节约设计成本，且缩短研发周期。

技术领域

本发明涉及木材加工技术领域，尤其是指一种封边机吸尘罩的优化设计方法、吸尘罩及吸尘装置。

背景技术

家具板再修边过程中，容易产生大量的切削颗粒和粉尘，故在封边机上一般安装有吸尘罩，通过与吸尘风机连接，由于目前的吸尘罩吸尘效果差，工作时只能将部分切削颗粒和粉尘吸走，工作环境还是不能完全改善，清理时也费时费力，且设备还容易出故障。

目前吸尘罩的设计主要基于行业经验，用不断重复打样试验的方法来对吸尘罩进行设计和优化。这种设计方法需要的研发周期长，优化设计工作强度大，研发费用高。

发明内容

本发明的目的是提供一种节省人力物力、研发周期短的封边机吸尘罩的优化设计方法；通过该优化设计方法得到的吸尘罩结构稳定、除屑率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种封边机吸尘罩的优化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：首先通过三维设计软件设计吸尘罩初始模型，并通过3D打印方式制作出吸尘罩试验样品；

S2：将吸尘罩试验样品安装在封边机上进行试验，并计算获得吸尘罩试验样品的除屑率；

S3：通过三维设计软件构建与吸尘罩相配合的吸尘装置部件模型。

S4：建立吸尘罩仿真模型中的旋转域和外流场静止域，并对外流场静止域、旋转域进行网格划分，具体是采用八叉树方法生成四面体网格，对旋转域进行网格加密处理，旋转域与静止域交界面设为interface面。

S5：利用计算流体力学软件进行吸尘罩的仿真计算：对空气场和空气-切削颗粒两相流分别进行计算求解；根据仿真结果形成相应的压力云图、速度矢量图，并通过CFD仿真软件后处理功能计算吸尘罩初始模型的除屑率，比较吸尘罩初始模型CFD仿真的除屑率与吸尘罩试验样品实际试验的除屑率，确定CFD仿真结果是否可靠，是，得到可靠的吸尘罩初始模型的除屑过程仿真模型，并执行下一步骤；否，则返回步骤S4；

S6：基于已经验证为可靠的吸尘罩仿真模型的仿真结果，进一步分析获得吸尘罩初始模型存在的设计缺陷，再针对具体缺陷对吸尘罩进行优化设计，以提高吸尘罩的除屑率。

S7：对步骤S6优化后的吸尘罩模型进行CFD仿真计算，根据计算结果判断是否满足设计要求，否，则返回步骤S6重新对吸尘罩进行优化设计；是，则得到最终的吸尘罩优化模型，完成设计。

进一步地，所述步骤S5中的空气场的求解过程包括以下步骤：（1）设定求解器及操作条件，包括求解器类型、时间类型、速度方程、重力设置；（2）设置湍流模型，吸尘罩流场计算使用考虑旋转效应的SST K-ω模型；（3）设置材料属性，包括空气密度、黏度；（4）设置旋转域属性，包括滑移网格、旋转轴、旋转转速设定；（5）设置边界条件，包括压力出口边界和压力进口边界；（6）设置离散格式，采用SIMPLE算法进行压力-速度耦合求解，采用二阶精度以上的离散格式；（7）设置时间步长和时间步数，进行迭代计算。