Rexroth Hydraudyne

液压缸设计现在变得更快更准确

Rexroth 徽标Rexroth Hydraudyne 是 Bosch Group 旗下的一家分公司,该集团是一家总部位于德国的工业公司,其业务范围覆盖从汽车技术到宽带网络等各个领域。Rexroth Hydraudyne 的总部位于荷兰,它向世界各地的公司供应大型专业液压缸。这些液压缸用来驱动和控制各种各样的机械设备。其中一项很著名的工程就用到这项液压技术,它就是位于鹿特丹以南 10 英里处 Hartel 运河上的潮汐闸 - 内陆水路通往海洋的一个闸门。

Rexroth Hydraudyne 的工程师使用 PTC Mathcad - 一种可视化设计环境,它使各个行业的工程师能够在产品设计阶段依据各种数据源绘图,并且能够记录所有数学公式和计算方法 - 用以设计大型工业液压缸。尽管每个液压缸都是一个定制产品,但是,为了获得最大的可靠性,每个液压缸使用的计算方法都已进行高度标准化和优化。10 年来,使用 PTC Mathcad 大大节省了成本,提高了与工业合作伙伴间的合作效率。

Rexroth Hydraudyne 的内部研发部门负责所有液压缸的工程设计。“别无选择,”工程设计经理 Marc Moolenaar 说,“在大多数情况下,我们只为每项工程设计一个液压缸,所以我无法先测试原型。我们是真真正正的“依单设计”企业。设计必须一举成功。这意味着我们对技术计算的要求非常高。”

全世界有 150 多万名工程师在使用 PTC Mathcad,它使工程师在工作时能使用以标准数学符号表示的数学表达式 - 并且它还具有重复计算、查看、展现和发布(即发布到互联网上)工作的附加功能。PTC Mathcad 使工程师能方便地交流他们在计算中遇到的基本原理,从而保障和验证了设计质量,同时也促进常用的计算程序的重复使用。

“在大多数情况下,液压技术只是大工作中的一部分,”Moolenaar 说,“许多公司都同时开始工作。当然,所有人都需要我们的设计数据。客户经常重复检查我们的计算方法。例如,为了确保我们所采用的过程的正确性,我们标注了标准和安全指标。所以,计算方法和分类紧密相联。使用 PTC Mathcad,我们每次都能提供正确的文件。PTC Mathcad 在我们与工业合作伙伴间的交流 [过程] 中起着关键性的作用。这种对计算方法统一、精确的表达,有助于我们客户理解我们所作的一切。他们所见即所得。这是一个非常有用的功能。”

使用 PTC Mathcad 之前的状况

Rexroth Hydraudyne 自 1993 起开始使用 PTC Mathcad。公司 16 位设计工程师中有三分之二每天都要使用该软件包。在使用 PTC Mathcad 之前,工程师依靠一家软件商为他们定制的软件进行计算。这套软件很可靠,但也很死板。新液压缸类型、新工程设计标准或新应用总是涉及新的软件更改,这既费时又费力。工程师需要一套更灵活的解决方案,他们在 PTC Mathcad 中找到了。

“它简单易学,”高级设计工程师 Kees van de Grint 说,“它几乎能完成任何工作,它让您能根据自己的要求自由设计计算方法。您只需在空白屏幕上开始计算就行了,就像在纸上一样。”

PTC Mathcad 能通过自我建档界面,让工程师将公式、文本和交互图综合到单个工作表上。与大多数计算软件包、电子表单或编程语言不同,PTC Mathcad 的“白板”界面能接受并显示来自键盘或单击面板的自然数学表达,所以不需要任何编程。这种“直播”界面使工程师能在改变变量或数值后立即算出结果,并能生成二维和三维图像。

“拥有这些方便性太好了,”van de Grint 继续说,“但如果您想拥有统一的方法和一致的表示,那么您就必须在本部门内做好规划。”为了实现这一目标,他在 3 年前就开始起草工程设计手册。这份手册采用了 PTC Mathcad 内电子图书馆的形式,这样管理信息很方便。最重要的计算方法与用于分类和引用资源的标准化文本结合在一起。所有用户只需要复制适用段落即可,或者完成计算。在填充了有关材料和特殊情况的额外信息后,PTC Mathcad 自动进行所有的计算,这样整个工作就能很快完成。

结果

“甚至由 Intergraph SmartSketch 这个一体化 CAD 系统生成的制图,都能自动适应计算方法”van de Grint 说。“数字化工程设计手册的推出,提高了工程设计部门的工作效率。而且,由于始终使用工程设计手册中的相同试错公式,结果就更值得信赖。”PTC Mathcad 中的数字化工程手册现在包括 165 种核心计算方法和 5 个模板。

由于用户能够以他们自己的格式输入数据,所以出错的机会大大减少。无论工程师使用的是英寸、毫米还是米,PTC Mathcad 都能自动进行度量衡的转换,如果人工完成这项工作就会经常出错。“如果您的工作面向国际市场,那就很方便了,”van de Grint 说,“而且,通过检查这些单位,您能很快发现公式中是否出错。”

富有竞争力的优势

设计液压缸时,外壳的精确计算至关重要。通常,外壳必须能够承受巨大外力和压力,所以它是液压缸最贵的一部分。工程师对外壳厚度计算越精确,所需要的材料就越少。这会带来成本和利润的巨大改变。“这正是我们造出富有竞争力产品的方法,”van de Grint 说。

“正是由于这个原因,我们将一些非常详细的计算方法纳入手册,”Moolenaar 补充到。“我们已经对其中一些公式进行了长时间的慎重考虑。以后,您可以一次又一次用同样的方式来使用它们。”

但是 Moolenaar 希望能减少公式的公开机会。“您也可以将部分计算方法设为其他 PTC Mathcad 用户不可读。毕竟,我们不想泄露我们的商业秘密,”他微笑着说。“例如,我们会经常用其他装配原则或构造类型来寻找其他结构。当然,严格来说这不是我们的工作,但这可以减少干预。在某些情况下,只需做稍稍改动,液压工程的造价就会降低很多。例如,可能您要处理更少的混凝土。遇到这种情况,您需要很成熟的计算方法。否则您绝不会更改那种类型。”

PTC Mathcad 有时能帮助改变项目的范围。“PTC Mathcad 给我们提供了灵活建立计算方法的功能,”van de Grint 补充到。“我们能向客户展示每一个设计细节。由于使用严格且已被证实的设计规则,我们避免了不必要的风险。同时,这使我们有可能满足每一个客户的要求。”

关于 Bosch Rexroth AG

Bosch Rexroth AG 是 Robert Bosch GmbH 的 100% 控股子公司,2002 年交易额达 36.2 亿欧元,大约有 25,500 名员工。该公司于 2001 年 5 月随着 Bosch Automationstechnik 和 Mannesmann Rexroth 的合并而建立,它包括了以前 Bosch Automation、Brueninghaus Hydromatik、Indramat、Lohmann + Stolterfoht、Mecman、Refu、Rexroth Hydraulics 和 Star 等品牌的产品和服务。Rexroth 提供机械、水力、充气装置、电子方面的所有相关驱动、控制和运动技术,以及在大约 80 个国家/地区的连锁服务。