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1、真空吸盤設(shè)計計算
真空:指在給定的空間內(nèi),氣壓低于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時的氣體狀態(tài)。
真空度:以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為0參考的負(fù)大氣壓的值,單位一般用bar。
單位:1bar=0.1MPa=100KPa 0.001bar = 0.1KPa =100Pa
抽吸量:真空產(chǎn)生裝置的抽吸能力;在一定時間內(nèi)真空裝置所能產(chǎn)生的真空流量。單位為L/min或m/H。
一、真空吸盤的選定順序:
1.1)充分考慮工件的平衡,明確吸著部位以及吸盤個數(shù)、吸盤直徑;由使用環(huán)境及工件的形狀、材質(zhì)確認(rèn)吸盤的形狀、材質(zhì)及是否需要緩沖器;
1.2)由已知的吸著面積(吸盤面積X個數(shù))和真空壓力求得理論吸吊力。吸盤的實際吊力
2、應(yīng)考慮吸吊方法及移動條件和安全率;
1.3)工件的質(zhì)量與吸吊力進(jìn)行比較,要令吸吊力>工件質(zhì)量,計算出必要且充分的吸盤直徑(吸盤面積);
二、真空吸盤選定時的要點:
2.1)理論吸吊力由真空壓力及真空吸盤的吸著面積決定,在靜態(tài)條件下得出的數(shù)值,實際使用時還應(yīng)根據(jù)實際狀態(tài)給予足夠的余量以確保安全;
2.2)真空壓力并非越高越好,當(dāng)真空壓力在必要情況以上時,吸盤的磨損量增加,容易引起龜裂,使吸盤壽命變短;真空壓力設(shè)定過高,不但響應(yīng)時間變長,發(fā)生真空必要的能量也會增大;
2.3)當(dāng)吸盤相同時,真空壓力為2倍,理論吸吊力也為2倍;當(dāng)真空壓力相同時,吸盤直徑為2倍,理論吸吊力則為4倍;如下例:
3、
2.4)真空吸盤的剪切力(吸著面和平行方向的力)與力矩都不強(qiáng),應(yīng)用時,考慮工件的重心位置,使吸盤受到的力矩最小;
2.5)使用時不但要使移動時的加速度盡可能小,還要充分考慮風(fēng)壓及沖擊力;若在移動時的加速度緩和,則預(yù)防工件落下的安全性能就變高;
2.6)應(yīng)盡量避免真空吸盤吸著工件垂直方向的面向上提升(垂直吸吊),不得已的情況下應(yīng)考慮安全率;
2.7)由于真空度和所需能量不是成等比關(guān)系,建議:吸氣密性材料,真空度選60%-80%;吸透氣性材料,真空度選擇20%-40%。吸力可以通過加大抽吸力和真空吸盤的真空面積來加大。
2.8)安裝方式:基本上水平安裝,盡量避免傾斜及垂直安裝
4、。
2.9)理論吸吊力:使用真空發(fā)生器的場合,真空壓力大約為-60KPa;真空壓力應(yīng)設(shè)定在吸著穩(wěn)定后的壓力以下;但工件有透氣性、工件表面粗糙容易吸入空氣的場合,需根據(jù)實際測試來確定真空壓力;
水平起吊時的理論吸吊力: F= P x S x 0.1
垂直起吊時的理論吸吊力:真空壓力的吸附力和吸盤與吸附物在吸附面的摩擦力;
F= x P x S x 0.1
吸吊力=理論吸吊力t
吸盤的吸吊力: W =n x P x S x 0.1=n x P x (πD24100) x 0.1
吸盤直徑: D=2 xMg t
5、 1000π n P
其中:W:吸吊力(N)
m:吸附物的重量(kg) g:比例系數(shù)=9.8N/kg
P:真空壓力(KPa)
S:吸盤面積(cm)
n:吸盤個數(shù)
D:吸盤直徑(mm)
t:安全系數(shù),水平起吊:4以上;垂直起吊:8以上;
:摩擦系數(shù)
例:真空壓力為-70KPa,用一個吸盤水平吸吊重量為0.5kg的物體,求吸盤直徑的大小。
D=2 xMg t 1000π n P = 2 x0.5 9.8 4 1000π 1 70 =18.8(mm)
查吸盤直徑表可選吸盤直徑為20mm
三、理論吸吊力表
四、真空吸
6、盤形狀、材質(zhì)選用場合
五:吸附面積計算:根據(jù)吸盤直徑可計算吸附面積:(D的單位為mm)
A=πD24
六、真空吸盤選用注意事項
1、為確定真空吸盤能夠完成給定的任務(wù),需考慮一定的安全系數(shù);真空吸盤的安全系數(shù)a一般取2.5;因此,許用提升重量=;理論提升重量/a =垂直提升力/a;
2、用真空吸盤吸持及搬送重物時,實際吸吊力嚴(yán)禁超過理論吸吊力的40%,以防止過載,造成重物掉落;若發(fā)現(xiàn)真空吸盤因老化等原因失效時,應(yīng)及時更換新的真空吸盤;
3、在使用過程中必須保持真空壓力穩(wěn)定;
例:某用戶現(xiàn)在手上有一個直徑40mm的硅橡膠真空吸盤,最大空氣壓力為-0.04MPa,欲將一塊3Kg的玻璃板搬送,能否完成任務(wù)?
解:直徑40mm的真空吸盤在-40KPa氣壓下能產(chǎn)生的垂直提升力為50.4N,一塊3Kg重的玻璃重量為29.4N,50.4/29.4=1.7<2.5,因此用40mm的硅橡膠吸盤不能確保完成任務(wù),危險性太大,故應(yīng)重新考慮真空吸盤的直徑或改變真空壓力。
七、吸盤與工件的應(yīng)用舉例
高度不齊的工件的吸著,吸盤和工件的位置不確定的場合,選用內(nèi)置彈簧型的帶緩沖的吸盤,這樣吸盤在吸取工件時可以作出緩沖,而在需要定位的場合,則選帶不可回轉(zhuǎn)的緩沖。