真空吸盘设计计算

真空吸盤設計計算

真空：指在給定的空間內，氣壓低于一個標準大氣壓時的氣體狀態。真空度：以標準大氣壓為0參考的負大氣壓的值，單位一般用bar。單位：1bar=0.1MPa=100KPa 0.001bar = 0.1KPa =100Pa

抽吸量：真空產生裝置的抽吸能力；在一定時間內真空裝置所能產生的真空流量。單位為L/min或m3/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、吸盤直徑；

由使用環境及工件的形狀、材質確認吸盤的形狀、材質及是否需要緩沖器；

1.2）由已知的吸著面積（吸盤面積X個數）和真空壓力求得理論吸

吊力。吸盤的實際吊力應考慮吸吊方法及移動條件和安全率；1.3）工件的質量與吸吊力進行比較，要令吸吊力＞工件質量，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，在靜態條

件下得出的數值，實際使用時還應根據實際狀態給予足夠的余量以確保安全；

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2.2）真空壓力并非越高越好，當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；真空壓力設定過高，不但響應時間變長，發生真空必要的能量也會增大；

2.3）當吸盤相同時，真空壓力為2倍，理論吸吊力也為2倍；當真

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：

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，

應用時，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，還要充分考慮風壓

及沖擊力；若在移動時的加速度緩和，則預防工件落下的安全性能就變高；

2.6）應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），不得已的情況下應考慮安全率；

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2.7）由于真空度和所需能量不是成等比關系，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。

2.9）理論吸吊力：使用真空發生器的場合，真空壓力大約為-60KPa；真空壓力應設定在吸著穩定后的壓力以下；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；

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F= μ 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 x 0.1 吸盤直徑： D=

其中：W：吸吊力（N）

m：吸附物的重量（kg） g：比例系數=9.8N/kg

P：真空壓力（KPa）

S：吸盤面積（cm2）

n：吸盤個數

D：吸盤直徑（mm）

t：安全系數，水平起吊：4以上；垂直起吊：8以上；

μ：摩擦系數

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== =18.8（mm）查吸盤直徑表可選吸盤直徑為?20mm

三、理論吸吊力表

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四、真空吸盤形狀、材質選用場合

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五：吸附面積計算：根據吸盤直徑可計算吸附面積：（D的單位為mm）

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，需考慮一定的安全系數；真空吸盤的安全系數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，實際吸吊力嚴禁超過理論吸吊力的40%，以防止過載，造成重物掉落；若發現真空吸盤因老化等原因失效時，應及時更換新的真空吸盤；

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3、在使用過程中必須保持真空壓力穩定；

例：某用戶現在手上有一個直徑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？解：直徑40mm的真空吸盤在-40KPa氣壓下能產生的垂直提升力為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，危險性太大，故應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，則選帶不可回轉的緩沖。

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