气动真空吸盘吸气原理计算公式

2021-08-17

首先将真空吸盘通过接管与真空设备(如真空发生器等)接通,然后与待提升物如玻璃、纸张等接触,起动真空设备抽吸,使吸盘内产生负气压,从而将待提升物吸牢,即可开始搬送待提升物。当待提升物搬送到目的地时,平稳地充气进真空吸盘内,使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压, 真空吸盘就脱离待提升物, 从而完成了提升搬送重物的任务。

  真空吸盘直径计算

  被搬运物体的重量决定吸盘的大小和数量, 根据生产线作业要求,吸盘工作时为水平吊状态,吸盘直径参数的计算公式如下:

  式中D - 吸盘的理论直径,mm;m-需吸工件质量,kg;t-安全系数(水平吊t≥4,垂直吊t≥8);p-吸盘内的真空度,MPa;n - 吸盘数量。

  生产线上需搬运工件的重约100N, 吸盘工作时为水平吊,t取4,真空度p 取0.06MPa,如单个吸盘吸附n取1,代入式(1)中计算,得:

  D≥92.16mm

  因为实际可选择的直径尺寸范围在50mm以内,考虑实际工件的形状,在满足需要的条件下,吸盘尺寸应尽可能小,所以增加吸盘数量n,取n=16,代入式(1)中计算,得:

  D′≥23.04mm

  结合吸盘直径标准取值表,取D=25mm。

  真空吸盘提升力计算

  根据吸盘提升力的计算公式:

  式中W - 吸盘提升力,N;T-安全系数(在此取T 为1);S-吸盘面积,cm2。

  以规格为D =10mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm 为例, 根据公式(2) 分别计算出它们在-400mmHg、-500mmHg 和-600mmHg 真空度下的提升力,计算结果如表2 所示。

  实际使用时,[W]=WT(3)式中[W]为许用提升力,根据经验值,安全系数一般取2.5,现在取D=25mm 的吸盘进行许用提升力的检验计算,在真空度比较低的情况下(-400mmHg),将表1中的数值26.7N 代入式(3),计算得[W]=10.68N。机械手共16个吸盘,总许用提升力为170.88N>100N,由此可得,在保证安全的情况下,设计计算所得数据能确保提升待搬运工件。

  结束语

  通过对工业机械手本体机构的关键零部件进行设计计算,并将该气动吸盘式工业机械手在实际生产线上进行调试运行后,证实机械手能对工件进行自动抓放动作,且在抓放过程中不发生碰撞,实践证明使用该机械手后,企业现场工作人员数量降低了50%,在降低了劳动力成本的同时提高了生产率。