(完整版)真空吸盘设计计算
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1、真空吸盘设计计算真空 :指在给定的空间内,气压低于一个标准大气压时的气体状态。真空度 :以标准大气压为0 参考的负大气压的值,单位一般用bar。单位: 1bar=0.1MPa=100KPa0.001bar = 0.1KPa =100Pa抽吸量: 真空产生装置的抽吸能力;在一定时间内真空装置所能产生的真空流量。单位为 L/min 或 m3/H 。一、真空吸盘的选定顺序:1.1)充分考虑工件的平衡,明确吸着部位以及吸盘个数、吸盘直径;由使用环境及工件的形状、材质确认吸盘的形状、材质及是否需要缓冲器;1.2)由已知的吸着面积(吸盘面积X 个数)和真空压力求得理论吸吊力。吸盘的实际吊力应考虑吸吊方法及
2、移动条件和安全率;1.3)工件的质量与吸吊力进行比较, 要令吸吊力工件质量, 计算出必要且充分的吸盘直径 (吸盘面积);二、真空吸盘选定时的要点:2.1)理论吸吊力由真空压力及真空吸盘的吸着面积决定,在静态条件下得出的数值,实际使用时还应根据实际状态给予足够的余量以确保安全;2.2)真空压力并非越高越好,当真空压力在必要情况以上时,吸盘的磨损量增加,容易引起龟裂,使吸盘寿命变短;真空压力设定过高,不但响应时间变长,发生真空必要的能量也会增大;2.3)当吸盘相同时,真空压力为2 倍,理论吸吊力也为2 倍;当真空压力相同时,吸盘直径为2 倍,理论吸吊力则为4 倍;如下例:2.4)真空吸盘的剪切力(
3、吸着面和平行方向的力)与力矩都不强,应用时,考虑工件的重心位置,使吸盘受到的力矩最小;2.5)使用时不但要使移动时的加速度尽可能小,还要充分考虑风压及冲击力;若在移动时的加速度缓和,则预防工件落下的安全性能就变高;2.6)应尽量避免真空吸盘吸着工件垂直方向的面向上提升(垂直吸吊),不得已的情况下应考虑安全率;2.7)由于真空度和所需能量不是成等比关系,建议:吸气密性材料,真空度选60%-80%;吸透气性材料,真空度选择20%-40%。吸力可以通过加大抽吸力和真空吸盘的真空面积来加大。2.8)安装方式:基本上水平安装,尽量避免倾斜及垂直安装。2.9)理论吸吊力:使用真空发生器的场合,真空压力大约
4、为-60KPa;真空压力应设定在吸着稳定后的压力以下;但工件有透气性、工件表面粗糙容易吸入空气的场合,需根据实际测试来确定真空压力;水平起吊时的理论吸吊力:F= P x S x 0.1垂直起吊时的理论吸吊力:真空压力的吸附力和吸盘与吸附物在吸附面的摩擦力;F= x P x S x 0.1吸吊力 =理论吸吊力 t?吸盘的吸吊力 :W =n x P x S x 0.1=n x P x ( ? ?)x 0.1? ? ?吸盘直径:D=? ? ? ?其中: W:吸吊力( N)m:吸附物的重量( kg)g:比例系数 =9.8N/kgP:真空压力( KPa)S:吸盘面积( cm 2)n:吸盘个数D:吸盘直径
5、( mm )t:安全系数,水平起吊:4 以上;垂直起吊:8 以上;:摩擦系数例:真空压力为 -70KPa,用一个吸盘水平吸吊重量为0.5kg 的物体,求吸盘直径的大小。? ? ?.? ?.? ? ?D=? ? ?= ? ?=18.8(mm )? ? ?查吸盘直径表可选吸盘直径为?20mm三、理论吸吊力表四、真空吸盘形状、材质选用场合五:吸附面积计算:根据吸盘直径可计算吸附面积:( D 的单位为mm)?=?六、真空吸盘选用注意事项1、为确定真空吸盘能够完成给定的任务,需考虑一定的安全系数;真空吸盘的安全系数a 一般取2.5;因此,许用提升重量=;理论提升重量/a =垂直提升力 /a;2、用真空吸
6、盘吸持及搬送重物时,实际吸吊力严禁超过理论吸吊力的40%,以防止过载,造成重物掉落;若发现真空吸盘因老化等原因失效时,应及时更换新的真空吸盘;3、在使用过程中必须保持真空压力稳定;例:某用户现在手上有一个直径 40mm 的硅橡胶真空吸盘,最大空气压力为 -0.04MPa,欲将一块 3Kg 的玻璃板搬送,能否完成任务?解:直径 40mm 的真空吸盘在 -40KPa气压下能产生的垂直提升力为 50.4N,一块 3Kg重的玻璃重量为 29.4N, 50.4/29.4=1.7 2.5,因此用 40mm 的硅橡胶吸盘不能确保完成任务,危险性太大,故应重新考虑真空吸盘的直径或改变真空压力。七、吸盘与工件的应用举例高度不齐的工件的吸着,吸盘和工件的位置不确定的场合,选用内置弹簧型的带缓冲的吸盘,这样吸盘在吸取工件时可以作出缓冲,而在需要定位的场合,则选带不可回转的缓冲。
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