真空吸盤(pán)設(shè)計(jì)計(jì)算

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1、真空吸盤(pán)設(shè)計(jì)計(jì)算 真空：指在給定的空間內(nèi)，氣壓低于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)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(shí)間內(nèi)真空裝置所能產(chǎn)生的真空流量。單位為L(zhǎng)/min或m/H。 一、真空吸盤(pán)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(pán)個(gè)數(shù)、吸盤(pán)直徑；由使用環(huán)境及工件的形狀、材質(zhì)確認(rèn)吸盤(pán)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(pán)面積X個(gè)數(shù)）和真空壓力求得理論吸吊力。吸盤(pán)的實(shí)際吊力

2、應(yīng)考慮吸吊方法及移動(dòng)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(jì)算出必要且充分的吸盤(pán)直徑（吸盤(pán)面積）； 二、真空吸盤(pán)選定時(shí)的要點(diǎn)： 2.1）理論吸吊力由真空壓力及真空吸盤(pán)的吸著面積決定，在靜態(tài)條件下得出的數(shù)值，實(shí)際使用時(shí)還應(yīng)根據(jù)實(shí)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(shí)，吸盤(pán)的磨損量增加，容易引起龜裂，使吸盤(pán)壽命變短；真空壓力設(shè)定過(guò)高，不但響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，發(fā)生真空必要的能量也會(huì)增大； 2.3）當(dāng)吸盤(pán)相同時(shí)，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(shí)，吸盤(pán)直徑為2倍，理論吸吊力則為4倍；如下例：

3、 2.4）真空吸盤(pán)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(shí)，考慮工件的重心位置，使吸盤(pán)受到的力矩最小； 2.5）使用時(shí)不但要使移動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(pán)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(guò)加大抽吸力和真空吸盤(pán)的真空面積來(lái)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(chǎng)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(chǎng)合，需根據(jù)實(shí)際測(cè)試來(lái)確定真空壓力； 水平起吊時(shí)的理論吸吊力： F= P x S x 0.1 垂直起吊時(shí)的理論吸吊力：真空壓力的吸附力和吸盤(pán)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(pán)的吸吊力: W =n x P x S x 0.1=n x P x (πD24100) x 0.1 吸盤(pán)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(pán)面積（cm） n：吸盤(pán)個(gè)數(shù) D：吸盤(pán)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(gè)吸盤(pán)水平吸吊重量為0.5kg的物體，求吸盤(pán)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(pán)直徑表可選吸盤(pán)直徑為20mm 三、理論吸吊力表 四、真空吸

6、盤(pán)形狀、材質(zhì)選用場(chǎng)合 五：吸附面積計(jì)算：根據(jù)吸盤(pán)直徑可計(jì)算吸附面積：（D的單位為mm） A=πD24 六、真空吸盤(pán)選用注意事項(xiàng) 1、為確定真空吸盤(pán)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(pán)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(pán)吸持及搬送重物時(shí)，實(shí)際吸吊力嚴(yán)禁超過(guò)理論吸吊力的40%，以防止過(guò)載，造成重物掉落；若發(fā)現(xiàn)真空吸盤(pán)因老化等原因失效時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換新的真空吸盤(pán)； 3、在使用過(guò)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(gè)直徑40mm的硅橡膠真空吸盤(pán)，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(pán)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(pán)不能確保完成任務(wù)，危險(xiǎn)性太大，故應(yīng)重新考慮真空吸盤(pán)的直徑或改變真空壓力。 七、吸盤(pán)與工件的應(yīng)用舉例 高度不齊的工件的吸著，吸盤(pán)和工件的位置不確定的場(chǎng)合，選用內(nèi)置彈簧型的帶緩沖的吸盤(pán)，這樣吸盤(pán)在吸取工件時(shí)可以作出緩沖，而在需要定位的場(chǎng)合，則選帶不可回轉(zhuǎn)的緩沖。