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      真空吸盤,，又稱真空吊具,，是真空設(shè)備執(zhí)行器之一。一般來說,，利用真空吸盤抓取制品是較廉價(jià)的一種方法,。真空吸盤品種多樣,，吸盤材料采用丁腈橡膠制造,具有較大的扯斷力,因而廣泛應(yīng)用于各種真空吸持設(shè)備上,如在建筑、造紙工業(yè)及印刷,、玻璃等行業(yè),實(shí)現(xiàn)吸持與搬送玻璃,、紙張等薄而輕的物品的任務(wù)。
      在產(chǎn)品包裝,、物體傳輸和機(jī)械裝配等自動作業(yè)線,，使用真空吸盤來抓取物體的案例越來越多,。柔而有彈性的吸盤可以很方便地實(shí)現(xiàn)諸如工件的吸持、脫開,、傳遞等搬運(yùn)功能,，并確保不損壞其作用之對象。而吸持力靠真空系統(tǒng)維持,，真空的產(chǎn)生可以是由電動機(jī),、真空泵以及各種真空器件所組成的真空系統(tǒng)來提供，也可以由壓縮空氣通過真空發(fā)生器所產(chǎn)生的二次真空來提供,。前者需要配置獨(dú)立的真空系統(tǒng),，而后者可以利用一般生產(chǎn)過程中已有的空氣壓縮系統(tǒng)。因此,，特別在各種包裝作業(yè)過程中,，利用二次真空方法顯得十分方便、經(jīng)濟(jì),。
      真空發(fā)生器的原理是：壓縮空氣通過收縮的噴嘴后,，從噴嘴噴射出的高速氣流卷吸周圍的靜止流體和它一起向前流動，從而在接受室形成負(fù)壓,，誘導(dǎo)二次真空,。這樣的真空系統(tǒng)，尤其對于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性,。作者在《大氣噴射器的真空發(fā)生機(jī)制及其主要參數(shù)的設(shè)計(jì)》一文中對真空發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析,，可以根據(jù)所需的真空度設(shè)計(jì)出所需的真空發(fā)生器。
      用真空吸盤來抓取物體,，可以根據(jù)物體的不同形狀來實(shí)現(xiàn)任意角度的傳遞,。以下將從兩種特 殊位置，即水平和垂直兩個方向,，對真空吸盤的受力進(jìn)行動態(tài)分析,。
      1 真空吸盤安裝方位
      真空吸盤用于兩種不同位置工作時的安裝方位。在吸盤水平安裝時,，除了要吸持住工件負(fù)載外,，還應(yīng)該考慮吸盤移動時因工件的慣性力對吸力的影響。而吸盤垂直安裝時,，吸盤的吸力與吸盤與工件間的摩擦力有密切關(guān)系,。
      2 受力分析
      真空吸盤良種工作情況下的力學(xué)模型，參數(shù)說明如下：ΔPu為真空度,；Fv為垂直負(fù)載,；Aw為有 效面積；Fh為水平負(fù)載,；Pd為密封面的表面壓力,；Fr為摩擦力,；Ad為密封面積；Ad為密封面積的受力,；F為負(fù)載力,；μ為真空吸盤與工件間的摩擦系數(shù)；Fs為吸力,；Fa為加速度力,；x、y為真空吸盤受力分析坐標(biāo),。
      由真空吸盤工作原理及上述受力可知,，要滿足正常的吸持物體的要求，即能夠正常作業(yè)的條件為：Fd=Pd·Ad＞0,，且水平安裝時Fr= Fd?μ＞Fh,，垂直安裝時Fr= Fd?μ＞Fv。設(shè),，已知被吸持物體重mkg,，真空度為ΔPu，則Fs=ΔPu?Aw,。再設(shè)旋轉(zhuǎn)角度φ ，旋轉(zhuǎn)半徑r,，重力加速度g,，夾持時間t，F(xiàn)s1為靜態(tài)吸力,，F(xiàn)s2為動態(tài)吸力,。
      a． 靜態(tài)負(fù)載計(jì)算：
      為靜態(tài)吸力：Fs1=fv=mg；當(dāng)取安 全系數(shù)為n時,，F(xiàn)s1=nmg
      b． 動態(tài)負(fù)載計(jì)算：
      當(dāng)真空吸盤處于水平位置時,，受力處于平衡狀態(tài)，即：
      ∑Fx=0 Fh-Fr=0 即 Fh=Fr
      ∑Fy=0 Fv+Fd-Fs2=0
      即 Fd=Fs2-Fv
      因?yàn)槟Σ亮r等于密封面積的受力和摩擦系數(shù)的乘積,，即：
      Fr=Fd?μ=(Fs2-Fv)?μ
      又因?yàn)榇怪必?fù)載力Fv等于物體質(zhì)量與加速度的乘積,，當(dāng)真空吸盤處于垂直位置時，受力處于平衡狀態(tài),。
      c.安 全系數(shù)
      上述計(jì)算所得的吸力或者側(cè)向力的數(shù)值只是理論值,，在實(shí)際的應(yīng)用中還得考慮很多因素，比如吸盤的大小及形狀,，工件的表面粗糙度,、形狀、硬度,，搬運(yùn)速度,，翻轉(zhuǎn)動作等等,，這樣在真空吸盤選型時就必 須考慮安 全系數(shù)。
      一般情況下,，安 全系數(shù)K≥2,。
      3 吸盤的選用
      上面即為真空吸盤吸持物體時所需要的動態(tài)吸力計(jì)算公式。對面積大的吸吊物,，重的吸吊物,，有振動的吸吊物或要求快速搬運(yùn)的吸吊物，在應(yīng)用公式時,，必 須計(jì)及工作環(huán)境系數(shù),、安 全系數(shù)。實(shí)際中,，為防止吸吊物脫落,，通常使用多個吸盤進(jìn)行吸吊，此時應(yīng)注意使這些協(xié)同工作的吸盤合理配置,，使吸吊合力作用點(diǎn)與被吸吊物的重心盡量靠近,。
      4 結(jié)論
      真空吸盤的動態(tài)設(shè)計(jì)使吸盤的工作更安 全可靠。在對吸盤兩個典型工位的受力進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)分析和比較的基礎(chǔ)上,，為真空吸盤的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供更科學(xué),、更安 全的設(shè)計(jì)依據(jù)。
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