什么是真空吸盘

真空吸盘,上海杜朗

简称吸盘,是一种通过降低与工件接触后形成的临时性密封空间的空气压强,利用内外压强差来进行工作的气动元件。

工作原理

吸盘与工件接触后形成一个临时性的密闭空间。通过真空产生装置,降低密闭空间里的压强,使其内部压强低于外部压强。产生的内外压强差使真空吸盘和工件挤压在一起。内外压强差越大,挤压力越强,吸盘的吸附力就越强。升高密闭空间的压强使得内外压强差变小,吸盘与工件分离。基于上述原理,真空吸盘一般用来搬运和固定物体。


材质和分类

材质一般为橡胶、塑料和金属。常用的橡胶材质有NR、NBR、SI、FKM、PUR、NE、EPDM、SE等。按形状可分为扁平吸盘,椭圆吸盘,波纹吸盘和特殊吸盘,其中波纹吸盘又可进一步细分为1.5波纹吸盘,2.5波纹吸盘和多波纹吸盘;按降低压力的方式可分为气动吸盘和手动吸盘。


材质表


特点

一、易损耗。由于它一般是橡胶材质的,直接接触物体,磨损很快,所以需要经常更换。
二、易使用。无论工件是什么材料,只要能密封,均可使用。相比只能用于普通钢材的电磁吸盘,它的优势很突出。
三、无污染。真空吸盘没有光、热、电磁产生,特别环保,不会污染环境。
四、不伤工件。由于其工作原理和材质的特性,真空吸盘在吸附或释放时不会对工件造成任何损伤。在对工件表面要求特别严格的领域,相比挂钩式和钢缆式吊具,真空吸盘的优势很明显。


计算公式

一、计算工件重量

m=L x W x H x ρ
m=质量 mass (kg)
L=长度 length (m)
W=宽度 width (m)
H=高度 height (m)
ρ=密度 density (kg/m3)

二、真空吸盘承受的作用力

1.真空吸盘水平,作用力垂直

真空吸盘放置在水平工件上,做垂直移动

Fth = m x (g+a) x s
Fth = 理论抓取力 (N)
m = 质量 (kg)
g = 重力加速度 (9.81 m/s2)
a = 搬运系统的加速度 (m/s2)
    把应急断电状态考虑在内
S = 安全系数—最小1.5,粗糙多孔易渗漏表面大于等于2.0

2.真空吸盘水平,作用力水平

真空吸盘放置在水平工件上,做水平移动

Fth = mx(g+a/μ)xs = (mg+ma/μ)x s = (mg+Fa/μ)x s
Fth = 理论抓取力 (N)
Fa = 加速力 = mxa
m = 质量 (kg)
g = 重力加速度 (9.81 m/s2)
a = 搬运系统的加速度 (m/s2)
    把应急断电状态考虑在内
μ = 摩擦系数
   = 0.1 油性表面
   = 0.2—0.3 潮湿表面
   = 0.5 木材,金属,玻璃,石头表面
   = 0.6 粗糙表面
S = 安全系数—最小1.5,粗糙多孔易渗漏表面大于等于2.0

3.真空吸盘垂直,作用力垂直

真空吸盘放置在垂直工件上,做垂直移动

Fth = m/μx(g+a)xs/y
Fth = 理论抓取力 (N)
Fa = 加速力 = mxa
m = 质量 (kg)
g = 重力加速度 (9.81 m/s2)
a = 搬运系统的加速度 (m/s2)
    把应急断电状态考虑在内
μ = 摩擦系数
   = 0.1 油性表面
   = 0.2—0.3 潮湿表面
   = 0.5 木材,金属,玻璃,石头表面
   = 0.6 粗糙表面
S = 安全系数—最小1.5,粗糙多孔易渗漏表面大于等于2.0

三、分摊到每只吸盘上的理论抓取力

F = 分摊到每只吸盘上的理论抓取力 (N)
Fth = 理论抓取力 (N)

n = 吸盘数量
Cth= 每只吸盘的理论承重 (kg)
g = 重力加速度 (9.81 m/s2)
△p = 内外压强差 (bar)
      数值相当于%真空度
S = 吸盘面积 ( 即有效吸附面积 ) (cm2)

四、吸盘直径的计算

仅适用于圆形吸盘

d = 直径 (mm)
Fth = 理论抓取力 (N)
n = 吸盘数量
△p =内外压强差 (bar)
     数值相当于%真空度


吸盘的选择

    我们从工作环境、表面状况及操作方式三个方面来考量。工作环境指腐蚀、臭氧、酒精、温度等;表面状况指工件表面的粗糙度、多孔度、有油与否等;操作方式指工件的吸附状态、移动方向及操作频率等。我们根据以往经验对各种吸盘的适用范围做简要阐述,希望对您的选择有所帮助。

一、扁平吸盘

    适用范围广,特别适用于工件需要翻转的场合。相较于波纹吸盘,其体积小,内部空间更小,可与真空发生器直接连接。当它用于薄壁工件时,不会造成永久变形;在高加速度情况下,还可更好地抵抗径向力;吸盘平行或垂直于水平面时均可使用。

二、波纹吸盘

    具有很好的缓冲性,适应曲面和不平整表面。除汽车吸盘外,一般不可垂直于水平面使用。

三、发泡吸盘

    具有非常好的柔软性,可适用于表面非常粗糙的工件。

四、特殊吸盘

    适用于有特殊要求的工件。我们可以根据您的具体要求提供相应的解决方案。

五、手动吸盘

    区别于上述气动吸盘,它是不需要外接气源的。它是通过改变吸盘自身形状或用手泵抽取吸盘内部空气来吸附工件。有平面吸盘和曲面吸盘之分,多用于表面非常光滑的工件的搬运和固定,例如玻璃,不锈钢板材和表面喷漆的物体等。

六、光盘吸盘

    多为闭环形或半闭环形,材质以硅胶为主。专用于光盘行业。

七、耐高温吸盘

    最高耐温达400℃(在短时间内),适用于高温钢板、铝板和玻璃板。

八、密封条

    是圈制吸盘的配件。多用于表面比较粗糙的工件,例如混凝土预制件、耐火砖、粗加工的天然石块和毛玻璃等。

九、吸笔专用吸盘

    均为扁平薄唇边吸盘,材质以导电硅胶为主。多用于集成块,太阳能电池片等薄而轻的工件。

十、非接触吸盘

    特别适用于非常薄的、多孔的或者表面比较敏感的工件,例如纸张、晶片、太阳能电池片、薄木板、印刷电路板和胶片等。