真空吸附回路设计及气动元件选型
气动元件选型提要课件

经济性原则
成本效益
在满足功能性原则的前提下,尽 量选择成本较低的气动元件,提 高产品的成本效益。
维护费用
考虑气动元件的维护费用,选择 易于维护、维修周期长的元件, 降低后期运营成本。
适应性原则
环境适应性
根据工作环境的温度、湿度、气 压等条件,选择能够适应这些环 境的气动元件。例如,高温环境 下需要选择耐高温的气动元件。
好状态。
噪音问题
气动元件工作时可能产生噪音, 原因可能是气流不稳、元件松动 等。解决方案包括调整气流、紧
固元件等。
预防措施与建议
定期维护
备份库存
对气动元件进行定期维护,包括清洁、润 滑、紧固等,确保元件处于良好工作状态 。
建立合理的气动元件库存,以便在发生故 障时及时更换,减少停机时间。
培训操作人员
减压阀、调速阀等。
通径和流量
根据气动系统的工作流量和压 力损失选择合适的通径和流量 规格,确保阀能够满足系统需 求。
控制方式
根据控制要求选择合适的控制 方式,如手动、电磁、气动等 。
响应时间和稳定性
对于高精度和高速控制要求, 应选择响应时间短、稳定性好
的气动阀。
气源处理元件
过滤器
根据气动系统的清洁度要求选择合适 的过滤器等级,以去除压缩空气中的 杂质和水分。
双作用气缸等。
缸径和行程
根据负载和工作距离确定缸径 和行程,确保气缸能够提供足
够的推力和运动范围。
缓冲方式
根据工作场景和要求选择合适 的缓冲方式,如橡胶缓冲、气 缓冲等,以减小冲击和噪音。
耐腐蚀性
对于潮湿、腐蚀等环境,应选 择具有耐腐蚀性能的气缸材料
和表面处理。
气动阀
真空变压吸附制氧工艺设备选型及设计

靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,属于
变压吸附制氧项目上,主要用于医疗、小型臭氧项目
凑,真空度低,效率也很低,一般在 30% 左右.
压吸附和常 压 解 吸(
PSA)的 方 法,此 法 多 用 于 小 型
变容式真空泵,其 吸 气 均 匀,工 作 平 稳 可 靠,结 构 紧
和军事等方面;另一 种 是 采 用 低 压 吸 附 和 真 空 解 吸
对于 程 控 阀 门 的 驱 动 方 式,目 前 主 要 有 两 种 方
法,一种是采用气动,即采用仪表气来驱动程控阀门
动作;另一种是采用液动,即通过液压油来驱动程控
阀门动作.一般 对 于 公 称 直 径 大 于 DN600 的 程 控
阀最好是采用液动 方 式,因 为 气 动 程 控 阀 采 用 的 仪
表气 驱 动 压 力 为 5MPa 左 右,而 且 大 口 径 的 阀 门 相
应气缸的行程容积 也 变 大,而 仪 表 气 在 排 出 气 缸 的
时候由 于 流 通 面 积 不 够,会 造 成 阀 门 动 作 速 度 变
慢 [4],运行时故 障 率 较 高.液 动 程 控 阀 采 用 的 液 压
油的压力为 8~9MPa,而且 大 口 径 阀 门 相 应 的 气 缸
近几 年,国 内 真 空 变 压 吸 附 制 氧 装 置 大 多 采 用
(
VPSA/VSA)的 方 法,此 法 主 要 用 于 工 业 冶 炼 钢
“一拖二”的罗茨设 备 机 组,即 一 台 电 机 同 时 带 动 一
PSA 制氧工 艺,VPSA 制 氧 工 艺 有 两 个 优 势:一 是
对于单独采用一台 罗 茨 鼓 风 机 和 一 台 罗 茨 真 空 泵,
尺寸也较小,能驱动大口径的阀门动作.
气动元件的选型方法(供参考)

根据气动系统的动作频率和执行元件的运动速度,计算所需的气体流量,以确保 系统的响应速度和稳定性。
选择适合的气动执行元件
根据工作负载类型选择
根据执行元件所承受的负载类型(如力、力矩、位置等),选择适合的执行元件,如气缸、气动马达 等。
根据工作精度要求选择
根据执行元件的工作精度要求,选择合适的气动元件,以满足系统的定位精度和重复精度要求。
根据功率要求和负载特性选择马达类 型
VS
气动马达是驱动机械设备运转的动力 源。在选型时,应根据所需的功率和 负载特性来选择合适的马达类型。例 如,对于低速、大扭矩的应用,应选 择容积式马达;对于高速、小扭矩的 应用,可以选择叶片式马达。同时, 还需考虑马达的效率和寿命等因素。
气动传感器的选型实例分析
VS
选择合适的尺寸
根据气动元件的工作负载、流量和安装方 式,选择合适尺寸的气动元件,以确保其 能够满足系统的性能要求和使用寿命。
04
气动元件选型注意事项
注意气动元件的工作环境和使用条件
温度范围
选择能够在工作温度范围内正常工作的气动元件,如气缸、阀等。
压力范围
根据实际工作压力,选择能够承受相应压力的气动元件。
考虑气动元件的安全防护措施,如防爆、过载保护等。
考虑气动元件的经济性
在满足性能要求的前提下,选择性价 比高的气动元件。
考虑气动元件的寿命和维护成本,选 择易于维护和更换的元件。
03
气动元件选型步骤
确定气动系统的工作压力和流量
确定气源压力
根据气动系统的工作要求,确定气源的压力范围,以确保气动元件的正常工作。
气动元件的工作原理
工作原理
气动元件通过压缩空气作为工作介质,利用压缩空气在密闭管道内的压力和流 量变化来传递动力和控制信号。
真空泵参数及选型综述

真空泵选型真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子,降低真空室内的气体压力,使之达到要求的真空度。
概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围,至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。
因此,为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。
为达到最佳配置,选择真空系统时,应考虑下述各点:确定工作真空范围: ----首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。
因为每一种工艺都有其适应的真空度范围,必须认真研究确定之。
确定极限真空度----在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度,因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。
一般来讲,系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%,比前级泵的极限真空度低50%。
被抽气体种类与抽气量检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。
因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应,泵系统将被污染。
同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。
真空容积检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。
考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。
主真空泵的选择计算S=2.303V/tLog(P1/P2)其中:S为真空泵抽气速率(L/s)V为真空室容积(L)t为达到要求真空度所需时间(s)P1为初始真空度(Torr)P2为要求真空度(Torr)例如:V=500Lt=30sP1=760TorrP2=50Torr则: S=2.303V/t Log(P1/P2)=2.303x500/30xLog(760/50)=35.4L/s当然上式只是理论计算结果,还有若干变量因素未考虑进去,如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。
实际上还应当将安全系数考虑在内。
目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等一般的要求是:1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容积类设备。
2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。
SMC真空系统

T
1.0
V:真空发生器或真空切换阀至吸盘的配容积
v d 2l
4000
d:配管的内径(mm)
L:配管的长度(m)
T:真空到达时间
39
真空系统
真空系统案例选型
响应时间
T1
60v Q
T2 3T1
供给阀 (切换阀)
的动作
ON OFF
Pv
真 空
Pvx95%
压力
Pvx63%
P
T1
2T1
3T1
T1 达到时间(sec) T2
1.13 2.01 3.14 5.32
8.04
12.6
19.6
32.2
50.4
78.4 38
真空系统
真空系统案例选型
2.选用标准型发生器,其最大真空度PV=88kpa,因P/PV=0.757,由图1-1 查得到达时间T=1.41T,算出平均吸入流量Q1;
Q 1.4160v 1.41 60 0.1 8.5L / min
48
真空扩展产品
工作原理
49
真空扩展产品
规格
50
真空扩展产品
型号表示
51
真空系统案例选型
• 例:水平上吊20kg平板玻璃,已知吸附容积V=0.1L,连接管长L=1m,要求 吸着响应时间T≤1.0s,选吸盘及真空发生器.
解:1.工件重W=20X9.8=196N,因板玻璃面积较大,预选6个直径为 50 mm的吸盘,选安全率t=4,求出吸吊所需的真空度
p
4wt D2n
4196 4 502 6
11
12
真空发生器系统----组件
13
真空发生器系统----组件
真空吸附回路设计及气动元件选型

CTP(Computer-to-plate) 即脱机直接制版。
CTP 就是计算机直接到印版,是一种数字化印版成像过程。
CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。
起制版设备均是用计算机直接控制,用激光扫描成像,再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。
计算机直接制版是采用数字化工作流程,直接将文字、图象转变为数字,直接生成印版,省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。
以前CTP供版过程大部分靠人工来完成,而且版材位置容易摆放不准确,造成版材不同程度损伤,而且也大大增加了劳工费用。
为了解决这一问题,提高CTP的自动化程度,我们在现有的CTP设备上面增加了一套外围自动供版设备,使供版更加的安全和效率,大大的省去了劳动力。
该设备主要通过真空泵进行抽气,使抽气端达到真空负压,然后靠在版材附近的吸盘因真空引力来垂直吸附版材,同时排气端对上升一定角度的版材吹气,产生向上的气流,吹落可能连带吸起的版材或者衬纸。
真空泵吸附系统设计1- 减压阀2- 真空供应电磁阀3- 气控换向阀4- 真空发生器5- 真空压力开关6- 过滤器7-真空电磁破坏阀8- 消声器9- 工作缸真空发生器系统原理图如图所示, 图中的PV 为供压口,真空供应电磁阀 2 通电后,气控换向阀3 左端进气,压缩空气通过气控换向阀 3 和真空发生器4 喷射,使真空吸取口Ⅰ产生负压吸住工件。
当吸稳工件,真空度达到真空压力开关 5 所设定的压力时,则发出电信号,进行工作。
当真空破坏电磁阀7 通电后(真空供应电磁阀 2 同时断电),空气经真空破坏电磁阀7、密闭腔Ⅱ处进入真空吸附夹具密封腔,消除真空,释放工件。
但是由于我们要求是用真空泵来产生真空负压,并需要排气端对版材进行吹气,所以真空发生器无法满足要求。
一般真空泵吸附物体的整个系统需要有过滤器,电磁阀,消声器等气动元件组成,为了满足真空泵抽气端吸气产生真空负压,排气端吹气产生正压,设计了2套不同气压回路,如图所示:图1图1 这套回路主要有1- 喷嘴、2- 气泵、3- 两位三通电磁阀、4- 过滤器、5- 气源、6- 减压阀、7-压力表、8-单向阀、9-消音器、10-两位三通电磁阀、11-过滤器、12-吸盘组合、13-版材或者衬纸。
气动组合台真空吸附机械手系统设计

9 工作原理
在造纸工业、 电子工业以及包装机械等工业中, 广泛地使用了真空吸附机械手吸取纸张、 薄板和小 型元器件。我们在所研制的气动组合台上, 采用了 真空吸附机械手, 用于将料盘上的薄铜板件吸起并 运送到工作台上。 该真空吸附回路原理图见图 #。图 # 中: #F 气 源, !F 冷冻式干燥器, ,F 空气过滤器, ’F 减压阀, %F 真空破坏阀, GF 节流阀, *F 真空压力开关, HF 真空过 滤器, &F 真空表, #"F 真空吸盘, ##F 被吸吊物, #!F 供气阀, #,F 真空发生器, #’F 消声器, #%F 单向阀。 当供气阀 #! 电磁铁通电时, 供气阀气路导通。净化 后的压缩空气经供气阀 #!、 真空发生器 #,、 消音器 #’ 向外喷射。因真空发生器的最小喷咀喉部直径 很小, 故设置了冷冻式干燥器 ! 和空气过滤器 , 进 行除水、 除油、 除尘。以保证空气净化度。 真空发生器 #, 的结构原理如图 ! 所示, 它是由 先收缩后扩张的拉瓦尔喷管 #、 负压腔 ! 和接收管 , 等组成。有供气口, 排气口和真空口。当供气口的
收稿日期: !""#$"%$#& 作者简介: 田玲 (#&’%$) , 女, 湖南省常德市人, 教授。
图# K13D #
真空回路图
L7899: ;??> C173B7:
当真空破坏阀 % 通电时, 压缩空气经真空破坏
万方数据
>)
真
空
第!期
阀 !、 节流阀 " 进入吸盘。从而破坏了吸盘内的真 空状态, 使工件脱离吸盘。真空系统中的节流阀 " 用于控制真空破坏的快慢, 节流阀出口的压力不得 高于# $ ! %&’; 以保护真空压力开关 ( 和真空过滤器 )。图 * 中真空压力开关 ( 用于检测真空压力的大 小。当真空压力未达到设定值时, 开关处于断开状 态。当真空压力达到设定值时, 开关处于接通状态, 发出电信号指挥真空吸附机构动作。若真空系统有 泄漏, 或其它原因影响到真空压力大小时, 装上真空 压力开关可保证真空系统安全可靠工作, 可调节电 容器旋钮, 调节到设定的压力, 设定压力必须调到确 认吸着的最低真空度以上, 以避免吸着不稳定。但 真空度不宜设定过高, 以防因高真空度达不到, 而开 关不能接通的情况。 单向阀 *! 的作用, 一是当供给阀 *+ 停止供气 时, 保持吸盘内的真空压力不变, 可节省能量; 二是 一旦停电, 可延缓吸吊工件脱落的时间, 以便采取安 全对策。 在吸盘与真空发生器之间设置了真空过滤器 ) 以防止真空系统中的元件受污染出现故障, 当过滤 器两端压降大于 # $ #+ %&’ 时, 滤芯应卸下清洗或更 换。过滤器入口压力不要超过 # $ ! %&’, 这可以靠 调节减压阀和节流阀来保证。 真空发生器的排气口安装有消音器, 不仅可以 降低噪音, 而且能起过滤作用, 以提高真空系统工作 的可靠性。 减压阀 , 用于将气源的压力降到较低的稳定值 向系统供气。因减压阀 , 处在压力管路中, 所以应 使用一般减压阀 (若减压阀处在真空管路中时, 应使 用真空减压阀) 。
空压气动元件原理选型及应用细节简述

空压气动元件原理选型及应用细节简述 1空压机机型选择排气量是空压机的主要参数之一,选择空压机的气量要和所需的排气量相匹配,如果用气量大而空压机排气量小,风动工具一开动,会造成空压机排气压力的大大降低,而不能驱动风动工具。
当然盲目追求大排气量也是错误的,因为排气量越大压缩机配的电机越大,不但价格高,而且浪费购置资金,使用时也会浪费电力能源。
另外,在选排气量时还要考虑高峰用量和通常用量及低谷用量。
如果低谷用量较大,而通常用量和高峰用量都不大,国外通常的办法是以较小排气量的空压机并联取得较大的排气量,随着用气量增大而逐一开机,这样不但对电网有好处,而且能节约能源。
一般工厂用平均消耗量和为依据求设计容量q2的计算方法q2=σq0k (1+φ1+φ2+φ3)m3/hq2─设计容量m3/hσq0─用气设备或车间平均消耗量总和m3/hk─消耗量不平等系数1.2~1.4φ1─管道漏损系数.当管道全长小于1km时取0.1;小于1.5km时,取0.15;大于2 km时取0.2φ2─用气设备磨损增耗量系数0.15~0.2φ3─未预见的消耗量系数为0.1机械工厂常采用这种计算方法来确定压缩空气站设计容量。
当然以上为参考计算方法,各行业应根据行业的自身特点、传统习惯和经验进行选用。
当净化系统中采用有热或无热再生吸附干燥器时,其设计容量还需分别增加8%~10%或15%~20%再生自耗气量。
1、一般工厂都采用平均消耗量和为依据求设计容量q 2的计算方法2、活塞机淘汰可以根据铭牌气量或者电机的功率并留有15%的余量。
2排气压力的确定因为对风动工具而言其压力余量太小,输气距离稍远一些就不能使用,首先保证使用的最高压力的基础上要充分考虑到气体在管内流动时,在直线管段产生摩擦阻力;在阀门、三通、弯头、变径管等处产生局部阻力,从而导致气体压力损耗。
一段管路长度内的压力降可从表中查取计算得到根据经验总的压力损失在管路长100米内应不超过0.4kg/cm2为宜,如果超过上述数据,就必须增加设计压力2真空阀的分类及标准真空阀是其工作压力低于标准大气压应用于真空系统的阀门。
真空吸盘在自动化设备中的简单应用及选型

真空吸盘在自动化设备中的简单应用及选型发表时间:2018-08-09T11:36:14.877Z 来源:《基层建设》2018年第17期作者:吴帅韩文斌[导读] 摘要:随着工业自动化的普及,真空设备在拾取、传送等领域被广泛使用。
沈阳明匠智能科技研发有限公司辽宁沈阳 110000 摘要:随着工业自动化的普及,真空设备在拾取、传送等领域被广泛使用。
本文是笔者结合自身工作中所遇到的实例,向大家分享一下如何选择真空吸盘及真空发生器。
关键词:真空吸盘真空发生器流量真空设备属于气动元件,因此,一套完整的真空设备也需要包括气源、空气处理元件(空气过滤器、气动三联件等)、气动控制元件(压力控制阀等、电磁阀等)、气动辅助元件(消音器、气管接头等)以及真空系统(真空产生设备、真空发生器、真空过滤器等)。
下面笔者结合某厂的一台上料设备中所应用到的真空元件选型过程,向大家介绍一下在日常中遇到真空元件改如何计算选型。
某厂的一台上料设备长2100mm、宽800mm、高1200mm,物料为长1500-3000mm、宽12-50mm、厚4-40mm的木板,木板密度为1.2g/cm3。
那么,通过公式质量=密度×体积得出:长度为3000mm宽度为50mm厚度为40mm的木板的质量为7.2kg。
知道了物料的质量,下面我们开始选择真空吸盘,真空吸盘的形状有以下几种:1. 平直型:适合吸吊表面平整的物料;2. 平直带肋型:适合吸吊易变性的物料;3. 深凹型:适合吸吊表面为曲面的物料;4. 风琴型:适用于没有安装缓冲的空间或者物料吸吊面倾斜的场合。
本案例中的物料为木板,表面平整且不易变形,放置的平台足够平整、空间充足,因此选择吸盘时选择平直型即可。
按照设备的设计布局,初步选定真空吸盘的数量为6个,吸吊方式为水平吸吊,由以下公式得出D≥26.4mm。
因此在使用时选择的真空吸盘直径大于等于26.4mm即可满足使用要求,由于吸盘为平直型,在选择金具的时候我们就要选择带有缓冲的金具进行搭配,以避免真空吸盘在运动的过程中与物料发生碰撞导致吸盘金具变形甚至折断。
真空吸盘真空发生器选型说明

特征: ① 使各种功能独立、各种规格可搭
配组合使用。 ② 搭载真空发生用电磁泵,控制简
单。
CVF 过滤器一体型 z 铝合金
特征: ① 内含过滤器的空霸睦。 ② 只有搭载真空发生控制电磁阀空
霸睦。
CVK 多功能排气量 型 z 铝合金
特征: ① 超大排气量型的空霸睦 ② 若选用内含逆止阀型、可大幅度
节省空气消费量。 ③ 最高可 5 连连座。 ④ 可选配附有控制电磁阀功能的传
了解更多产品,请至电深圳大洋气动 13728945345 18926466609
吸盘特征
丁晴橡胶(N)
● 识别色:黑 ● 硬度/基本硬度:55°
一般工业用的橡胶,适用于各种 密封件,耐油性、耐磨耗性、耐 老化性优
POINT 丁晴橡胶(N)用途广泛。 ● 比其他的橡胶耐油性强。 ● 与其他橡胶相比,最便宜、耐
MCA 多功能大排气量型 z 铝合金
特征: ①塑胶本体,质量最轻的空霸睦。 ②可直接插管固定 ③选用配置螺丝型式,可直接安装 吸盘的固定金具。
省配线对应空霸睦 特征:
特殊规格品
① 控制器可利用一条双芯传输线借由串连
接传输方式对空霸睦电磁阀输出电压、同
时接受来自传感器的输入信号。 ② 若其它气动元件控制可同时使用省配线
PDTM
特征:最适用于 BGA/CSP 等有类似半园球的表面 凹凸不平工件吸着搬运。小型泡绵橡胶。
PE 系列 特征:特殊形状吸盘,小型椭圆形吸盘等。
PF 系列 特征:标准平形吸盘。 适用于钢板等表面平坦的工件
PH 系列
特征:深型吸盘。 因为吸盘,能抓住吸着面内侧的凹凸进行吸着。 深型万向型式。
PJ 系列
POINT 在通常的丁晴橡胶中加入炭粉, 可导除 IC 等电子部品于吸着时 产生的静电。
真空元件的选型典型案例分析

真空元件的选型典型案例分析公式计算,气动回路气动系统一个重要元件为真空发生器(产生真空的装置),真空发生器产生的真空输入到吸嘴时,将元件吸取,关闭真空时将元件贴放[52]。
真空排气量的计算公式:V=Κ×D式中,V—吸取物需要的排气量;D—吸嘴(吸盘)直径;K—物体表面对应吸嘴直径的出气量比率(表7-5)。
表7-5 排气量计算对照表吸嘴直径mm 金属板材和玻璃m3/h 木箱和纸板m3/h2-10 0.15 0.3010-20 0.30 0.60 吸嘴吸取的元件规格2×3.5×1.5mm,质量为0.07g,吸嘴的直径为Φ2,查表7-5可知,需要0.15m3/h,即排气量为0.15m3/h。
选择规格比较小的一款真空发生器ZH05BS-0606(smc),最高真空度-88kpa,最大出气量0.3 m3/h,空气消耗量0.78 m3/h,可满足吸取要求。
气动系统的三联件—空气过滤器、减压阀和油雾器及其他动元件名称和型号见表6-6,气动回路的连接见图7-11所示。
表7-6 混联运动贴片机气动元件表序号产品型号名称数量1 AW10-M5BG 空气过滤器 12 KQ2T06-00 接头 23 KQ2H06-M5 接头104 SY3120-5G-M5 五通阀 15 AN120-M5 消声器 26 CDJ2KB10-15-B 气缸 17 AR10-M5BG 减压阀 18 VQ21A1-5G-C6 二通阀 19 ZH05BS-0606 正空发生器 110 ZFC100-06B 低真空机械 111 TU0604BU-20 软管 1图7-11 气动回路图。
变压吸附装置中真空泵的设计选型与计算

2 变压吸附装置中真空泵选型计算
在变压吸附装置中,由于吸附塔内的吸附剂中
被吸附的气体在抽真空的过程中不断地脱附解吸,
44
天然气化工
2009 年第 34 卷
开发应用
变压吸附装置中真空泵的设计选型与计算
陈丽萍
(四川天一科技股份有限公司,成都 610225)
摘要:介绍并推导真空系统抽空时间与管道系统特性的关系,提出变压吸附装置中真空泵设计选型与抽空管道直径的计
算方法,为评价变压吸附装置的抽空系统设计的技术经济合理性提供判据。
由题可知, 每小时抽空的塔数为 n=3600/120= 30 个,而吸附塔的当量容积为:
V=Q1/n/[9.8716(P1-P2)] =2400/30/[9.8716(0.12-0.02)]=81m3
又设管道内径为 0.20m, 管道当量长度为 90m, 管道糙度为 0.25mm,则摩擦系数
λ=85/[10.5-8ln(ε/d)]2=0.0207
实际上,上式是有使用条件限制的,即仅适用
于真空泵与容器之间的管道阻力很小,即连接管道
直径足够大、长度足够短的场合。
但是,连接管道直径多大才算足够大,有个定
量的问题,即应该有估算的基准。 又由于变压吸附
装置抽空管道通常有 2~3 个程控阀或其他阀门,管
道直径过大,投资将增加,从而造成不必要的浪费。
本文通过推导,得出管道系统特性(即管道阻
吸附塔的当量容积为:
真空吸盘的气缸选型原则
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真空吸盘的气缸选型原则(大纲)一、真空吸盘气缸概述1.1真空吸盘气缸的定义及工作原理1.2真空吸盘气缸的分类及结构特点二、气缸选型原则2.1负载能力2.1.1确定所需吸取物体的重量2.1.2选择合适负载能力的气缸2.2工作速度2.2.1分析工作过程中的速度要求2.2.2选择合适工作速度的气缸2.3工作行程2.3.1根据工作需求确定气缸行程2.3.2选择合适行程的气缸2.4安装方式2.4.1根据设备空间和布局选择安装方式2.4.2确定气缸连接方式2.5气源条件2.5.1确定气源压力2.5.2选择适合气源条件的气缸2.6环境因素2.6.1分析工作环境对气缸的影响2.6.2选择适合工作环境的气缸2.7额外功能需求2.7.1确定是否需要附加功能(如磁性开关、传感器等)2.7.2选择满足额外功能需求的气缸三、气缸选型实例分析3.1实例背景3.2选型过程3.3选型结果及应用效果四、气缸选型注意事项4.1选择正规厂家和品牌4.2验证气缸性能及质量4.3考虑售后服务及维护成本五、总结5.1气缸选型的重要性5.2真空吸盘气缸选型的一般规律5.3持续优化和改进气缸选型工作一、真空吸盘气缸概述1.1 真空吸盘气缸的定义及工作原理真空吸盘气缸是一种利用气压和真空相转换的原理,实现对物料的吸取和释放的执行元件。
真空吸盘系统介绍及各部件选型

Pvx95%
压力
Pvx63%
P
T1
2T1
3T1
T1 达到时间(sec) T2
Pv:最终真空压力
T1:到达最终真空压力Pv的63%的时间 3T1:到达最终真空压力Pv的95%的时间
真空系统
真空系统案例选型
3.计算真空发生器最大吸入流量Qe
Qe 28.5 17 L / min
真空发生器:Q1 CQ • Qe
Q 1.4160v 1.41 60 0.1 8.5L / min
T
1.0
V:真空发生器或真空切换阀至吸盘的配容积
v d 2l
4000
d:配管的内径(mm)
L:配管的长度(m)
T:真空到达时间
真空系统
真空系统60v Q
T2 3T1
供给阀 (切换阀)
的动作
ON OFF
Pv
真 空
1.84 3.27 5.10 8.65
13.1
20.4
31.9
52.3
81.9
127
1.70 3.02 4.71 7.98
12.1
18.8
29.5
48.2
75.6
118
1.56 2.77 4.32 7.32
11.1
17.3
27.0
44.2
69.3
108
1.42 1.27
2.52 2.26
3.93 3.53
真空系统
真空系统案例选型
• 例:水平上吊20kg平板玻璃,已知吸附容积V=0.1L,连接管长L=1m,要求 吸着响应时间T≤1.0s,选吸盘及真空发生器.
解:1.工件重W=20X9.8=196N,因板玻璃面积较大,预选6个直径为 50 mm的吸盘,选安全率t=4,求出吸吊所需的真空度
真空吸板机电气控制系统设计

图 2部分梯 形图程序 三 、结 束 语 在现代工业制造中,真空吸板机得 到越来越广泛 的应用 , 在 不 同的应用场 合,有效的选择 、设计真 空吸板机是现在化 自动控制设备成 功的关键。本文介绍 了真 空吸板机 电气控制 系统的设计方法 ,真空吸板机结 构简 单、成本低 、稳 定好、 适合大面积 推广使用 。 参考文献: [ 1 ] 王兆明 . 可编程序控制器原理、应 用与 实训 【 M1 . 北京 :
一
、
( 二)工作流程 首 先按 开 始按 钮,再 按复 位键 ,看 看吸 盘 是否 向下移 动 ,当到 达下 限位 后 ,开始手 动选 择 是上 下运 输还 是左右 运输 。当上 下运输时 ,真 空泵 开始 工作 ,吸盘吸 附 P C B板, 延时 2 s后 上升 ,达 到上 限位后再 次选择 是左右运 输还 是放 下P C B板 进行 加工 。如 果 是上下 运 输 ,则 吸 盘松 板 ,再 向 下运输 以此循环 。当左右运输 时,先 向右运输 ,到右 限位后 , 真 空泵 工作 ,吸盘吸板 ,再选 择上下运输还是左右 运输 ,如 果 是左 右运输 ,则 向左运 输,到达右 限位后吸 盘松 板 ,以此 循环 ( 如图 1 )。 ( 三)程序 设计 该梯形图程序 ( 如 图2 ) 主要是按照工作流程图来编写的, 其 中要 注意程序 的分 支和 联系。 比如说 ,在上 下运 输后选择 左 右运输;或是先左右运 输再上下运输 ;或是直上直下 ,直 左直右运输 。
吸盘吸取 P C B板,然后依次循环 。 二 、电气控制系统设计 ( 一 )控 制 器 P L C是一种 专 门为在 工业环境 下应用而设计 的数字运 算 操作的 电子装 置,具有可靠性 高,抗干扰能力强 ,硬件配 套 齐全,功能完 善,适用性强 ,易学易用 ,系统的设计、安装 、 调试工作量 小,维护方便 ,容 易改造等特点 。本控制 系统选 用丰炜 P L C , 丰炜 P L C 特 点是贴近 市场 , 创新而实用, 功 能齐全 , 性能稳定 。其 使用方式与三菱 P L C 有 较多类似 ,学 习起 来十 分方便 。丰炜 P L C降低 了配线工作 ,这 样的接线方式 降低 了 错误率 ,也给维修带来 方便 ,拆 、装都只需拔一次 。
真空吸附装置
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真空吸附技术介绍及应用近年来,真空吸附技术在工业自动化生产中的应用越来越广泛。
真空吸附是利用真空发生装置产生真空压力为动力源,由真空吸盘吸附抓取物体,从而达到移动物体,为产品的加工和组装服务。
对任何具有较光滑表面的物体,特别是那些不适合于夹紧的物体,都可使用真空吸附来完成。
真空吸附已广泛应用于电子电器生产、汽车制造、产品包装、板材输送等作业中。
在一个典型的真空吸附系统中,常用的元件有:真空发生装置(真空泵或真空发生器),真空开关,真空破坏阀,真空过滤器和真空吸盘等。
一、真空发生装置真空发生装置是产生真空的元件,有真空泵和真空发生器两种类型。
1.真空泵真空泵的结构形式和工作原理与空气压缩机相类似,在气动系统中多采用容积型真空泵,如回转式真空泵、膜片式真空泵和活塞式真空泵。
2.真空发生器真空发生器由于它获取真空容易,结构简单,体积小,无可动机械部件,使用寿命长,安装使用方便,因此应用十分广泛。
真空发生器产生的真空度可达88 kPa,尽管产生的负压力(真空度)不大,流量也不大,但可控、可调,稳定可靠,瞬时开关特性好,无残余负压,同一输出口可正负压交替使用。
(1)工作原理典型真空发生器结构原理如图1所示。
它是由先收缩后扩张的拉瓦尔喷管1、负压腔2和接收管3等组成,有供气口、排气口和真空口。
当供气口的供气压力高于一定值后,喷管射出超声速射流。
由于气体的粘性高速射流卷吸走负压腔内的气体,使该腔形成很低的真空度。
(2)在真空口A处接上真空吸盘,靠真空压力和吸盘吸附面积可吸取物体。
图1真空发生器工作原理1-拉瓦尔喷管 2-负压腔 3-接收管 4-真空腔(2)真空发生器的性能1)真空发生器的耗气量真空发生器耗气量是由工作喷嘴直径决定的,但同时也与工作压力有关。
同一喷嘴直径,其耗气量随工作压力的增加而增加。
喷嘴直径是选择真空发生器的主要依据。
喷嘴直径越大,抽吸流量和耗气量越大,而真空度越低;喷嘴直径越小,抽吸流量和耗气量越小,但真空度越高。
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引言CTP(Computer-to-plate)即脱机直接制版。
CTP就是计算机直接到印版,是一种数字化印版成像过程。
CTP直接制版机与照排机结构原理相仿。
起制版设备均是用计算机直接控制,用激光扫描成像,再通过显影、定影生成直接可上机印刷的印版。
计算机直接制版是采用数字化工作流程,直接将文字、图象转变为数字,直接生成印版,省去了胶片这一材料、人工拼版的过程、半自动或全自动晒版工序。
以前CTP供版过程大部分靠人工来完成,而且版材位置容易摆放不准确,造成版材不同程度损伤,而且也大大增加了劳工费用。
为了解决这一问题,提高CTP的自动化程度,我们在现有的CTP设备上面增加了一套外围自动供版设备,使供版更加的安全和效率,大大的省去了劳动力。
该设备主要通过真空泵进行抽气,使抽气端达到真空负压,然后靠在版材附近的吸盘因真空引力来垂直吸附版材,同时排气端对上升一定角度的版材吹气,产生向上的气流,吹落可能连带吸起的版材或者衬纸。
真空泵吸附系统设计一般真空吸附通过真空发生器进行吸附,如下图所示:1-减压阀 2-真空供应电磁阀 3-气控换向阀 4-真空发生器 5-真空压力开关 6-过滤器 7-真空电磁破坏阀 8-消声器 9-工作缸真空发生器系统原理图如图所示, 图中的PV 为供压口,真空供应电磁阀2 通电后,气控换向阀3 左端进气,压缩空气通过气控换向阀3 和真空发生器4 喷射,使真空吸取口Ⅰ产生负压吸住工件。
当吸稳工件,真空度达到真空压力开关 5 所设定的压力时,则发出电信号,进行工作。
当真空破坏电磁阀7 通电后(真空供应电磁阀2 同时断电),空气经真空破坏电磁阀7、密闭腔Ⅱ处进入真空吸附夹具密封腔,消除真空,释放工件。
但是由于我们要求是用真空泵来产生真空负压,并需要排气端对版材进行吹气,所以真空发生器无法满足要求。
一般真空泵吸附物体的整个系统需要有过滤器,电磁阀,消声器等气动元件组成,为了满足真空泵抽气端吸气产生真空负压,排气端吹气产生正压,设计了2套不同气压回路,如图所示:图1图1这套回路主要有1-喷嘴、2-气泵、3-两位三通电磁阀、4-过滤器、5-气源、6-减压阀、7-压力表、8-单向阀、9-消音器、10-两位三通电磁阀、11-过滤器、12-吸盘组合、13-版材或者衬纸。
当供版系统准备吸附版材时,2-真空泵和10-两位三通电磁阀通电工作,2-真空泵进行抽气,10-两位三通电磁阀换向。
气体从12-吸盘进入,通过11-过滤器过滤掉外界气体中的杂质,防止气体的夹带的小颗粒物体损坏和堵塞后面的气动元件。
然后推开9-单向阀,进入到6-减压阀,调节6-减压阀来控制回路中气体的压力,从来达到调节吸盘吸附力的效果。
吹气时,3-两位三通电磁阀通电换向,气体由5-气源进入经过4-过滤器,对板材进行吹气;而12-吸盘处将不再进行抽气,8-单向阀防止气体回流,保持吸盘附近的回路的真空度。
当供版过程完成时,10-两位三通电磁阀通电换向,由于1-吸盘处存在真空负压,气体将从9-消音器进入,调节吸盘中的气压,从而释放工件。
为了防止泄气产生噪音加装了9-消声器,减轻整个系统的噪音。
该回路的优点是可以调节流量和真空度,针对不同的吸附物体可以调节不同的吸附力,而且具有延时功能,能有效地对版材进行吹气;缺点是由于整个回路中各种气动元件容易产生泄露现象,回路比较复杂,系统协调程度要求比较高。
图2图2的回路是由1-消声器、2-喷嘴组合、3-真空泵、4-三位四通电磁阀、5-气源、、6-真空泵、7-过滤器、8-精密泄压阀、9-吸盘组合这些气动元件组成。
该系统回路释放和吸附的过程主要由4-三位四通电磁换位进行。
4-三位四通电磁阀左端通电,3-真空泵启动,9-吸盘吸附版材,并通过8-精密泄压阀来调节抽气端的负压;排气端气体从2-喷嘴吹出。
当整个供版过程完成时,电磁阀右端通电,抽气端与1-消音器端连接,气体从外界进入,打破真空罐内的真空度,压力减小,释放工件。
当4-三位四通电磁阀不通电时,可作为一个保压回路,在供版过程中,负压由6-真空罐来保持。
吸附起吊能力吸盘的吸附起吊能力受吸附版材表面的光洁程度和平整度很大的影响。
如果在光洁平整的版材上面的完全吸附力可以用吸盘的吸附面积和真空度的乘积来表示。
但是在实用过程中还要考虑安全系数S。
水平调运时,并且版材表面状态良好,安全系数S可以选小些。
移动搬运时要考虑加速度的问题,一般我们安全系数S取3左右。
垂直搬运时要考虑吸盘到版材重心的之间的距离、重量等因素。
查阅资料了解,计算吸盘的吸附面积时不考虑在吸附状态下吸盘直径要扩大5%-20%,而且真空度只能取最高值的90%。
版材吸附表面比吸盘面积要大,并由足够的空间余量。
真空起吊力的计算公式:F=VA760W=FS =VA760×13F-完全吸附能力(Kg) V-真空度(mm汞柱) W-真空起吊力(kg)A-吸盘吸附面积(cm²)S-安全系数(取为3)已知气泵的真空度为-50KPa,版材最大重量约为1Kg,由于版材只在前段吸附,重心位置偏离起吊力W要大于1Kg,W取2Kg。
则通过计算得:W=VA760×132KG=50000Pa*π*D²*4/760/3/133.32D=0.98cm通过计算吸盘的半径要大于0.98cm。
当然,这只是计算结果,在实际吸附过程中,只要在不损坏版材的情况下,吸盘一般吸附面积越大吸附力就越大。
抽气和吸附时间的计算查阅资料得,真空泵对密闭容器抽真空时,容器内部真空度的提高与抽气时间的函数关系如下:式中:P为容器内的压力(即:绝对真空度);t为自变量,是抽气时间K3为泵的极限真空度值,K1、K2为与泵、容器大小、环境压力等相关的常数。
函数曲线示意图如下:已知真空泵绝对真空度为50KPa,极限真空度一般取40KPa左右,容积取3L,流量为15L/min,计算得抽气时间约21S左右。
下面计算吸附时间,由于存在真空罐,所以原理跟真空发生器类似。
设吸盘内的压力从大气压降至真空度达63%P的到达时间为T 1 , 降至真空度达95% P 的到达时间为T 2, 有T1=60V/Q T2=3T1V为真空泵到吸盘之间的配管容积,L为真空泵到吸盘之间的配管长度,为了减少吸附时间,L应该尽量取少一点,假设L=2m,配管内径为4mm。
V=πd²L/4000=3.14*4*4*2/4000=0.025LQ 是通过真空泵的平均吸入流量Q1 和通过配管的平均吸入流量Q2 中的小者, 单位为L/ min。
因P1 / P极限= 0.8, 由压力时间函数图查得到达时间T = 2T 1 , 根据机器的运行节拍要求吸盘吸着响应时间小于等于1.0s。
则有Q=60*0.025*2/1=3L/min。
所以气泵的平均流量为3L/min。
阻尼系数为0.2,但是实际上阻尼系数基本在0.8左右,所以真空泵流量15L/min偏大,可以通过节流阀进行调节。
则实际吸附时间 T=2*60*0.025/0.8*15=0.25s回路吸附时间在0.25s左右,小于1秒,符合设计要求。
版材质量计算由于气泵吸附版材和运行过程中所受的阻力主要为版材的重力,所以我们要对版材的最大质量进行计算。
对14#版材进行计算:L(版长)=1160mm S(版宽)=940mm H(版厚)=0.3mmM(版材)=L*S*H=1160mm*940mm*0.3mm=327120mm³版材的主要材料为铝,查阅得铝的密度约为2.702g/cm³。
通过计算可以得出版材的最大质量约为0.9Kg,所以吸盘的吸附力约为9N。
由此,查阅资料气泵可以初步选择微型真空泵和气体采样泵。
气泵选型从上面计算,我们气泵初步选定为微型真空泵和气体采样泵。
微型真空泵,是指在密闭容器内具备一进一出的抽气嘴、排气嘴各一个,并且在进口处能够持续形成真空或负压;排气嘴处形成微正压;工作介质主要为气体,体积小巧的一种仪器,微型真空泵一般的最大承重质量都在1Kg以上。
而气体采样泵工作腔内压差较小,带载能力也比较小,当抽气端有真空(内部压强低于大气压)时,泵不能通电启动,否则会损坏微型泵。
综上所述,气泵选择微型真空泵,可以满足设计要求。
微型真空泵根据不同工作要求,型号可以分为VM系列、VAA系列、PK系列、PC系列、VCA系列、VCC系列、VCH系列、PH系列、VBH系列、FM系列、FAA系列、PCF系列。
下面要对气泵的工作情况进行细分:①判断微型真空泵抽气端工况由于微型真空泵抽气端连着气管和吸盘,并且要吸附版材,抽气端口几乎完全堵塞,所以抽气端端口几乎完全堵塞,阻力较大。
②判断微型真空泵排气端的工况微型真空泵排气端也有一定的要求,要将版材和纸张进行吹起,排气端有一定的阻力,所以排气端需要提供一定的正压(10-100KPa)。
对于这种情况,我们气泵型号可以选择FM系列、FAA系列、PCF系列。
由于微型真空泵种类繁多,而且现在的微型真空泵一般都是电动的,即电机和泵体集成一体,通过直流供电让泵工作。
所以可以从电机的种类分为:有刷微型真空泵、无刷微型真空泵。
①有刷微型真空泵优点:采用大力矩的有刷电机作为驱动,所以流量和负载都会比较高。
缺点:有刷微型真空泵的寿命要比无刷微型真空泵的短。
②无刷微型真空泵优点:寿命较长,特别是采用高档无刷电机的,寿命往往接近上万小时(满负荷下);特别适合昼夜不停连续运转的场合,比如做长期在线采样气泵使用;有的甚至可以连续运转1年以上,如果是间断使用,甚至可能到几年。
而且还有“调速”功能,即可以采用占空比调电机的转速(PWM调速),从而达到间接调泵流量目的,配合相应的控制电路,甚至可以实现恒压、恒流、恒速等高级应用。
缺点:负压、正压、流量等参数比有刷的要小;成本较有刷的要高。
其次,由于版材之间有一张白纸相隔,所以选择气泵时最好能选用可以调节流量和负载的真空泵。
所以在参数能达到的情况,应该尽量选择无刷微型真空泵。
气泵其他选型要求微型真空泵对介质温度也有要求,CTP的工作环境一般在室温情况下,介质为气体,所以可以选择普通耐温型的微型真空泵就可以了。
其次就是泵的可靠性问题,根据微型泵出故障后产生后果的严重性而定,完全根据自己的要求。
优质品的平均无故障连续运行时间都大于1000小时,有的高到数千小时。
特别注意,这项参数是在满负荷、不间断的运行状态下测定的,是最恶劣的工况,如果实际使用不是满载或连续运行,该数值会高一些,高多少视泵的工况而定。
另外一个问题就是抗电磁干扰问题,由于气泵要进行机械运动,并受到电路控制,所以需要考虑选用配置无刷电机的微型泵(调速泵)。
因为无刷电机调速泵基本无干扰,低干扰性能甚至比一些有刷微型真空泵的低干扰型号效果还要好。
还有版材要求表面平整洁净,所以在选真空泵时,最好选用无油型,震动小,噪音低的气泵。