SMC气动基础8--真空元件与系统

T1:最终真空度Pv的63%的到达时间(sec)
T2:最终真空度Pv的95%的到达时间(sec) Q1:平均吸入流量L/min(ANR) D:配管内径(mm) L:从真空发生器或切换阀到吸盘的配管长度(m) V:从真空发生器或切换阀到吸盘的容积(L) Q2:从真空发生器或切换阀到吸盘之间配管系统 的最大流量 Q2=S*11.1 L/min(ANR) Q:取Q1、Q2种的小流量L/min(ANR) S:配管的有效面积(mm2)
在排气口带消声器
不带消声器
分类
按性能分：
按连接方式分：
Z H 系 列
ZU
05
S
喷嘴口径 05：0.5mm 07：0.7mm
最高真空压力 S：-85Kpa L：-48Kpa
ZH 07 ZH 07
B D
S S
06 01
06 01
真空口接管口径 排气口接管口径
01
喷嘴口径 最高真空压力
供气口接管口径
真空发生器
真空元件的选定
选定步骤1 吸盘的选定
根据算出的吸盘的吸吊力求吸盘的直径。
有时，计算值作为参考值，还要进行必要的吸着试验来确认。
吸吊力的计算要根据工件的重量及移动时（上升、停滞、回转等）的加速度产生的惯性力，给予充分的裕量。 还要考虑到吸盘个数及配置情况给予裕量。
1-a求理论吸吊力的方法 计算法 W=P*S*0.1*(1/t) (W’=P’/760*1.033*S*1/t) W:吸吊力(N) W’:吸吊力(kgf)
真空发生器
可达 88kPa 不能同时达到最 大值 不大 简单 很小 很轻 无可动件，寿命长 较大 低 方便 不需要 容易 快 无脉动，不需真空罐 需供应压缩空气，宜从事流量不 大的间歇工作，适合分散使用
真空吸盘
吸盘是直接吸吊物体的元件,通常是由橡胶材料与金属骨架压制成型的
螺纹连接（无缓冲能力） 真空吸盘的安装方式
使用双电控制阀， 有自保持功能
模块式设计，必 要的功能可组合 1.0~2.0
ZR系列
也可用于真空泵 系统
真空压力开关
概述
真空压力开关是用于检测真空压力的开关。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，发出电讯号指挥真 空吸附机构动作。
作用
当真空系统存在泄漏，吸盘破损或气源压力变动等原因而影响到真空压力大小时， 装上真空压力开关便可保证真空系统安全可靠的工作。 通用型 按功能分 真空压力开关的分类 小孔口吸着确认型 无触点式（电子式） 按电触点的形式分 有触点式（磁性舌簧开关式）
真空压力开关
ZSE4B真空压力开关
液晶显示：
显示当时压力 显示设定开/关值 显示错误编号 显示单位
上键：
增加开/关设定数值
下键：
减少开/关设定数值 单位转换及输出型式
转换 发光二极管： （绿色）显示开关操作状态 复原键： （红色）出错时，红灯闪亮
设定键：
开动到设定状态下
同时按下上键及下键， 便会产生复原功能。清除不正 常显示，显示“0”
真空发生器
真空吸盘
ZP, ZPT, ZPR, ZPX
真空压力开关
ZSE
真空调压阀
调节真空压力，重量轻，安装方便
IRV
概述
• 现状：
以真空压力为动力源， 已成为实现自动化的 一种手段
• 用途： 对于任何具有光滑表面的物体，特别对于非铁、非金属且不适合加紧的物体，
如薄的纸张、塑料膜，铝箔，易碎的玻璃及其制品，集成电路等微型精密零件， 都可使用真空吸附
平型带肋
工件易变形的场合和工件可靠脱离的场合
深型
工作表面是曲面的场合
风琴型
没有安装缓冲空间的场合
椭圆形
吸着面小的工件
摆动型
吸着面不是水平的工件
长行程缓冲型
工件的高度不确定的需缓冲的场合
大型
重型工件
导电性吸盘
抗静电、使用电阻率低的橡胶
真空吸盘ZPT系列
ZPT
02
U
N
A5
ZPT 16
U
GS
K
20
06
A10
真空泵
最大真空度 吸入流量 结构 体积 重量 寿命 消耗功率 价格 安装 维护 与配套件复合化 真空的产生与解除 真空压力脉动 应用场合 可 达 101.3kPa 能同时达到最大值 可很大 复杂 大 重 有可动件，寿命较长 较大 高 不便 需要 困难 慢 有脉动，需设真空罐 适合连续、大流量工作，不宜频繁 起停，适合集中使用
气体流动：当供气口的供气压力高于一定值后，喷管射出超声速射流。
形成真空： 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。在真空口处接上真空吸盘，靠真空压力便可吸起吸吊物
真空发生器的工作原理
单级真空发生器
喷嘴 当供气口的压力超过一定 值时，喷管射出超声速射 流，并由于气体的粘性卷 吸走负压腔内的气体，使 负压腔 该腔形成很低的真空压力， 从而在真空口形成真空。 排气口
带缓冲体的连接
纵向（ZPT型） 吸盘真空口的取出方式 横向（ZPR型快换接头和ZPY 型带倒勾式）
真空吸盘
材质区别
材质 NBR橡胶（黑色）N
硅橡胶（白色） S 聚氨脂（褐色）U 氟橡胶（黑色，绿色）F
用途 硬壳纸、胶合板、铁板、其它一般工件
半导体、金属成型制品、薄工件、食品类工件 硬壳纸、胶合板、铁板 药品类工件
真空泵 • 真空发生装置的分类：
适合连续、大流量工作，不宜频繁起停，适合集中使用
真空发生器
需供应压缩空气，宜从事流量不大的间歇工作
真空泵
•真空泵是吸入口形成负压，排气口直通大气，两端压力比很大抽出气体的机械
右图是运用真空泵的典型真 空回路
真空泵
可改成
10 10
如图所示：这个两位两通阀的作用在于， 左位使得真空吸盘与真空泵相连，依靠真空 泵抽吸空气，产生真空压力；而右位一旦与 吸盘相通，则等同于吸盘与气源相连，破坏 建立起的真空压力。
供气口
真空口
扩张接收管
当喷嘴与接收管直径增大时，真空压力降低，而吸入流量增加
多级真空发生器
负压腔分成了前后两个， 前面一个接收管直径较小， 能够提供较高的真空压力， 而后一个直径较大，能够 实现较大的吸入流量。
真空发生器
按外形分：
盒式（B型）
管式（D型） 标准型（S型） 大流量型（L型） 快换接头式 椎管螺纹连接式 Z U 系 列
不带缓冲
ZPX 40 H N 高荷重 B01 真空接管 口径 B8 安装 ZPX 40 H N J 25 B01
带缓冲
A18
ZPT、ZPR系列可摆动型
此种类型的真空吸盘的头部可有 15
。
的摆动角度
真空发生器
基本原理
组成：真空发生器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。
基本要求：滤芯污染程度的确认简单，清扫污染物容易，结构紧凑，不致使真空到达 时间增长。 ZFA系列（箱式结构）
ZFA 100 100 F 01
流量 螺纹 口径 托架
两个系列
ZFA系列（管式连接）
ZFA 100 100 04
流量 输入输出 口管外径
真空过滤器
•进出口方向不得装反，配管处不得有泄漏 •真空过滤器内流速不大，空气中的水分不会凝结，故该过滤器无需分 水功能 •不要用AF系列过滤器取代ZF系列过滤器，避免性能变差
真空元件的选定
利用真空发生器或真空泵吸着工件的场合，真空压力和吸着响应时间受到配管条件 和工件种类的影响。选定合适的真空元件，可使真空系统能有效的工作。
选定步骤 1、吸盘的选定
1-a求理论吸调力的方法 2-b求吸盘直径的方法
1、真空发生器、真空切换阀的选定
2-a求吸着相应时间的方法 2-b工件吸着时的泄漏量 2-c真空发生器、真空切换阀的尺寸（有漏气的场合） 2-d真空发生器、真空切换阀的尺寸（无漏气的场合）
导电性NBR橡胶（黑色，1 白点）GN
导电性硅橡胶（黑色，2 白点） GS
半导体的一般工件（抗静电）
半导体（抗静电）
橡胶材料如长时间在高温下工作，将缩短寿命。如橡胶出现脆裂，是橡胶老化的表现， 所以应保管在冷暗的室内，避免受热或日光照射
真空吸盘
吸盘形状
吸盘形状 用途 平型 工作表面是平面且不变形等的场合
W’:吸吊力(kgf) n:吸盘数量
P:真空度（kpa) P’:真空度(mmHg) t:安全系数 水平吊：4以上 垂直吊：8以上
(4/3.14)*(1/P)*(W/n)*t*1000 Φ D= √
真空元件的选定
选定步骤2 真空发生器、真空切换阀的选定 2-a求吸着相应时间的方法 计算法 吸着响应时间T1=V*60/Q 吸着响应时间T2=3T1 配管容积V=3.14/4D2*L*(1/1000)(L)
系列 概要
真空发生 器喷嘴口 径（mm)
构成元件
供 给 阀 破 坏 阀
真 空 压 力 开 关 真 空 过 滤 器
真 空 发 生 器 系 统 构 成 元 件
电子元件等小件 的真空搬运用 也可用于真空泵 系统 ZX系列 使用2段式真空发 生器，提高了真 空发生器的使用 效率 ZM系列
0.5~1.0
0.5~1.3
吸盘垫直径 真空吸盘 吸盘材质 真空取出口 吸盘形状 的螺纹直径 式样
吸盘材质 缓冲方式 真空取出口 真空取出口 冲程 的取付接线
不带缓冲
带缓冲
ZPT大型高荷重 重！
不带缓冲 ZPT 40 H N A14
带缓冲
吸盘 形状
吸盘 材料
真空取出口
ZPT
40
H
N
J
25
B01
A18
真空取出口
安装处螺纹
ZPX不带缓冲高荷重真空吸盘
标准形： ZL112
ZL系列多级真空发生器
ZL112—G 带真空压力表形：
ZL112—E 开真空压力数字开关： 开关/配线
真空发生器组件
真空发生器 真空发生器组件是将各种 真空元件组合起来的多功 能元件 真空发生器组件的 构成 消声器 抽吸过滤器
真空压力开关
ZX系列 ZR系列
ZM系列
真空发生器组件
真空元件的选定
2-b工件吸着时的泄漏量 QL=11.1*SL QL:泄漏量L/min(ANR) SL:工件和吸盘间的间隙或共建开口处的有 效面积(mm2) 2-c真空发生器、真空切换阀的尺寸（有漏气的场合） 1、求达到吸着响应时间所需的平均吸入流量 Q=V*60/T1+QL T2=3T1 Q:平均吸入流量L/min(ANR) V:配管容积(L) T1:最终真空度Pv的63%的到达时间(sec) T2:最终真空度Pv的95%的到达时间(sec) QL:工件吸着时的泄漏量L/min(ANR)
吸盘
W
水平吊
P:真空度（kpa)
P’:真空度(mmHg) S:吸盘面积（cm2)
垂直吊
（应当避免作为基本方 法使用）
T:安全系数
水平吊：4以上
垂直吊：8以上
W
真空元件的选定
1-b求吸盘直径的方法 计算法 W:吸吊力(N) (4/3.14)*(720/P’*1.033)*(W’/n)*t*100 (Φ D= √ ) Φ D:吸盘直径(mm)
1—IDF冷冻室干燥器 2—AF空气过滤器 3—AM油雾分离器 4—AR减压阀 5—真空破坏阀 6—节流阀 7—真空压力开关 8—真空过滤器 9—真空表 10—真空吸盘 11—真空切换阀 12—真空罐 13—真空减压阀 14—真空泵 15消声器
真空发生器组成的真空回路
典型真空 回路
真空泵与真空发生器的特点
SMC气动培训教程
真空元件与系统
SMC（中国）有限公司 上海分公司
真空元件
主要内容
概述
真空吸盘 （ZP系列）
真空发生器 （ZH系列）
真空压力开关 （ZS系列）
真空过滤器 （ZF系列）
真空元件的选定
真空系统的组成
名称 特点 最大真空压力可以达到-85KPa，吸 入流量可以达到200l/min，可以单 独使用也可以集装使用，同时还有 真空发生器组件。 具有多种材料和口径的吸盘，能够 满足从精密部件到重载应用场合的 使用，同时也有其它特殊形状的吸 盘，并且也配置有缓冲功能 集成，数字显示控制真空状态，传 感器部与输出部安装在一起，单位 变换容易，输出方式为NPN，PNP 和模拟输出三种，同时具有简单编 程和多级控制功能。 系列 ZX, ZM, ZH, ZU, ZR, ZL 备注
•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
•ZSM1系列真空压力开关不要靠近磁场和动力线
高真空
供给压力 设定压力
大气压力0
] ] ]
确认吸着区 吸着不稳定区 不吸着区
源自文库
真空过滤器
基本概念：真空过滤器是将从大气中吸入的污染物（主要是尘埃）收集起来，以防止 真空系统中的元件受污染而出现故障。
真空压力开关
ZSE5B真空压力开关
ZSE5B L
配管式样
输出式样 3m长
PS1000正压 开关 PS1100负压
PS
10
00
R06
L
10：正压 11：负压
口径
线长
真空压力开关
•应根据工件的大小选择合适能力的真空压力开关。如精密小零件，其 使用的吸着口径很小，所以真空压力开关的闭合压力和开启压力之差很 小，必须使用像ZSP1系列这种迟滞小，且精度高的吸着确认型开关