真空吸引力を計算して適切な吸盤を見つける方法は？

工業用吸着パッド

自動生産ラインにおける産業用真空吸盤の活用

自動化生産ラインで産業用真空吸盤が広く使用される理由は、その利便性にあります。最適な性能を発揮するために適切な吸盤を見つけるには、真空吸引力の計算方法を理解することが必須です。

真空吸引力の計算方法

基本の計算式は以下の通りです：

F = P × A

• F：保持力（または吸盤の真空力）

• P：圧力

• A：接触面積（吸盤表面のサイズ）

この式は、圧力の定義である P = F / A から導かれます。

真空吸引力の仕組み

真空吸引には、重力と摩擦という2つの主な力が関与します。重力は空気中の分子を地球に引き寄せ、吸盤と真空ポンプが圧力差を生じさせ、双方の表面を密着させます。

吸盤はワークピースの表面に接触し、密閉された空間を作り出します。その後、真空ポンプが内部の空気を取り除くことで、ワークピース表面に真空圧が生まれます。この圧力差によって保持力が計算されます。

理論的には、保持力の計算には以下の要因が影響を及ぼします：

• ワークピースの材質：鋼、ガラス、木材など

• 表面の性質：滑らか、平ら、粗い、または油分がある等

• ワークピースの寸法および質量

• システムの加速度 (m/s²)

• 重力加速度：9.81 m/s²

これらの要因を踏まえ、適切な真空吸盤を設計するためには、質量、保持力、破断力の計算が不可欠です。

1. 安全係数 (S)：真空装置の運用中に事故を防ぐために追加されます。

• S ≥ 1.5：滑らかで密度が高い素材のワークピースに適用

• S 1.5から2.0の範囲：水平方向に配置された吸着具で、荷重が垂直方向にかかる場合

• S ≥ 2.0：粗い表面や油分があるワークピース

2. 摩擦係数 (μ)：表面間の抵抗を示す係数。

• 理論値：油性表面の場合 μ = 0.1、湿った表面の場合 μ = 0.2~0.3、ほとんどの材質では μ = 0.5、粗い表面では μ = 0.6

選択すべき吸盤は、カテゴリーや品質要件がさまざまなため選定が難しい場合があります。もし貴社がこのような課題に直面している場合、真空吸引力を正確に計算した後、最適な吸盤選定のサポートをするためにぜひEUROTECHにご相談ください。

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