真空吸盘的吸力计算

2021-08-12

利用真空吸盘抓取物体,可根据物体的不同形状实现任意角度的转移。下面小编将从水平和垂直两个特殊位置对真空吸盘的受力进行动态分析。

  1真空吸盘的安装位置

  真空吸盘用于在两个不同位置工作时的安装定位。吸盘水平安装时,除保持工件载荷外,还应考虑吸盘运动时工件惯性力对吸盘吸力的影响。当吸盘垂直安装时,吸盘的吸力与吸盘与工件之间的摩擦力密切相关。

  2受力分析

  真空吸盘工作条件下的力学模型,参数说明如下:ΔPu是真空度;Fv为垂直荷载;Aw为有效面积;Fh为水平荷载;Pd是密封面的表面压力;Fr是摩擦力;Ad为密封区;Ad是密封区域的力;F为载荷;μ 是真空吸盘与工件之间的摩擦系数;Fs是吸力;Fa是加速度;x和y是真空吸盘的受力分析坐标。

  从真空吸盘的工作原理和上述力可知,必须满足正常夹持物的要求,即正常工作的条件为:Fd=Pd·Ad>0,水平安装时,Fr=Fd?μ>Fh,垂直Fr=Fd?μ>安装过程中的Fv。假设被吸物体的重量为mkg,真空度为ΔPu,然后Fs=Δ普·奥。然后设置旋转角度φ, 旋转半径r、重力加速度g和夹紧时间t,Fs1为静态吸力,Fs2为动态吸力。

  A.静载荷计算:

  静态吸力:Fs1=fv=mg;当安全系数为n时,Fs1=nmg

  B动载荷计算:

  真空吸盘处于水平位置时,力处于平衡状态,即:

  ∑Fx=0 Fh Fr=0表示Fh=Fr

  ∑Fy=0 Fv+Fd-Fs2=0

  是Fd=Fs2 Fv

  因为摩擦力Fr等于密封区域上的力和摩擦系数的乘积,即:

  Fr=Fd?μ=(Fs2 Fv?μ

  由于垂直载荷Fv等于物体质量和加速度的乘积,当真空吸盘处于垂直位置时,力处于平衡状态。

  3吸盘的选择

  以上为真空吸盘支撑物体所需的动态吸力计算公式。对于大型、重型、振动或快速移动的吸入物体,在应用该公式时,必须考虑工作环境因素和安全系数。在实践中,为了防止悬浮物脱落,通常采用多个吸盘进行抽吸。此时,应注意这些配合吸盘的合理配置,使吸力和提升力的作用点尽可能接近悬浮物的重心。

  4结论

  真空吸盘的动态设计,使吸盘的工作更加安全可靠。通过对两种典型吸盘的静、动态分析和受力比较,为真空吸盘的设计和应用提供了更科学、更安全的设计依据。