¿Cómo calcular la fuerza de succión al vacío para encontrar las ventosas adecuadas?

A utilização de ventosas industriais em linhas de produção automatizadas tornou-se predominante devido à sua conveniência. Para encontrar as ventilações mais adequadas para um rendimento ótimo, é importante saber como calcular a potência de sucção ao vazio.

Como calcular a força de sucção ao vácuo?

A fórmula básica F = P x A é utilizada para calcular a força da ventilação, onde:

- F es la fuerza de retención (o la fuerza de vacío de la ventosa).

- P é a pressão.

- A é a área de contacto (o tamanho da superfície da ventilação).

Esta fórmula deriva da definição de pressão, que é P = F / A.

Explicação da equação da força de vácuo F = P x A

Como funciona a força de sucção ao vazio?

A gravidade e a fricção são as duas principais forças que fazem com que a sucção do vácuo funcione. Enquanto que a gravidade atrai as moléculas do ar para a terra, criando uma pressão atmosférica, a ventosa e a bomba de vácuo causam uma diferença de pressão, unindo ambas as superfícies.

A ventosa entra em contacto com a superfície da peça de trabalho, criando um espaço vendido. A proteção de vácuo ou a bomba de vácuo extraem o ar dentro da copa.

Ao eliminar a pressão de ar dentro da ventilação, cria-se uma pressão de vácuo na superfície da peça de trabalho. A diferença de pressão de ar é utilizada para calcular a força de retenção da ventilação.

O cálculo da força de retenção

Teóricamente, o cálculo da força de retenção é afetado por estes factores:

- Tipo de material da peça de trabalho (acero, vidrio o madera...).

- Propriedades da superfície (suave, uniforme, rugosa ou aceitosa...).

- Dimensões da peça de trabalho.

- Masa de la pieza de trabajo m (multiplicando a longitude, o ancho, a altura e a densidade).

- Aceleração do sistema (m/s²).

- Aceleração devido à gravidade (9,81 m/s²).

Calcular a massa, a força de retenção e a força de rutura é o primeiro passo para ajudar a conceber ventosas industriais adequadas.

O cálculo da força também requer atenção ao coeficiente de fricção μ, ao fator de segurança S, à posição do agarre e às direcções de movimento (vertical ou horizontal).

Fator de segurança S

Na fórmula detalhada para calcular a potência de aspiração, acrescenta-se o fator de segurança S ou valor de segurança S para prevenir possíveis acidentes durante o funcionamento do equipamento de aspiração.

O valor de segurança S regula-se de acordo com as caraterísticas da superfície das peças de trabalho e a posição do agarre de sucção, detalhado da seguinte forma

- Valor mínimo de 1,5, aplicável a peças de trabalho com superfícies lisas e compactas.

- Entre 1,5 e 2,0 para uma posição horizontal do agarre de sucção, em que a carga aplicada actua verticalmente sobre a ventosa.

- Pelo menos 2.0 para peças de trabalho heterogéneas, materiais porosos ou superfícies rugosas.

- O valor de segurança S para peças de trabalho aceitosas, posição vertical do agarre de sucção ou movimentos giratórios também deve ser de 2,0 ou superior.

Coeficiente de fricção μ

Outro fator crítico que deve ser considerado ao calcular a força de vazio é a fricção que define as forças tangenciais.

A fórmula de cálculo da pressão de vácuo utiliza o coeficiente de fricção μ para descrever a resistência entre a superfície da peça de trabalho e a ventilação.

A diferencia del fator de seguridad S, las especificaciones precisas del coeficiente de fricción μ solo pueden determinarse mediante experimentos adecuados.

Este valor varia consoante o material de que é feita a peça de trabalho e as propriedades da sua superfície.

Os seguintes valores são valores guía teóricos para referência:

- Para superfícies aceitosas: μ = 0,1

- Para superfícies húmidas: μ varía de 0.2 hasta 0.3

- Para a maioria dos materiais (por exemplo, metal, madera, piedra, vidrio): μ = 0,5

- Para superfícies rugosas: μ = 0,6

Caso de carga

Continuando com o tutorial sobre como calcular a força de sucção ao vácuo para selecionar as ventosas corretas, a melhor maneira é desglosar em três casos específicos em que a posição do agarre e as direcções de movimento são diferentes.

Ventosa horizontal, direção de força vertical

Este é o caso mais simples quando a ventosa se coloca horizontalmente sobre a superfície de uma peça de trabalho. Para além de levantar a peça de trabalho para cima e para baixo, não há qualquer outro movimento. Por conseguinte, a fórmula para o cálculo da força é a seguinte:

Fuerza F = m x (g + a) x S

Onde:

- m é a massa da peça de trabalho.

- g es la gravedad (9.81 m/s²).

- a é a aceleração do sistema (m/s²).

- S é o valor de segurança.

Por exemplo: m = 0,314 kg; a = 5 m/s²; S = 1,5

Fuerza F = 0,314 x (9,81 + 5) x 1,5 = 6,97551 ≈ 7 N

Ventosa horizontal, direção de força horizontal

O caso seguinte é quando a ventosa se coloca horizontalmente sobre a superfície de uma peça de trabalho.

Além de levantar a peça de trabalho para cima e para baixo, há um movimento transversal. Assim, a fórmula para o cálculo da força de retenção é a seguinte:

Fuerza F = m × (g + a ⁄ μ) × S

Onde:

- m é a massa da peça de trabalho.

- g es la gravedad (9.81 m/s²).

- a é a aceleração do sistema (m/s²).

- μ é o coeficiente de fricção.

- S é o valor de segurança.

Por ejemplo: m = 0,314 kg; a = 5 m/s²; μ = 0,1; S = 1,5

Fuerza F = 0,314 x (9,81 + 5/0,1) x 1,5 = 28,17051 ≈ 28 N

Ventosa vertical, direção de força vertical

O caso final é quando a ventosa se coloca verticalmente na superfície lateral de uma peça de trabalho e a peça se levanta hacia arriba e hacia abajo. Por conseguinte, a fórmula para o cálculo da força de retenção é a seguinte:

Fuerza F = (m ⁄ μ) × (g + a) × S

Onde:

- m é a massa da peça de trabalho.

- μ é o coeficiente de fricção.

- g es la gravedad (9.81 m/s²).

- a é a aceleração do sistema (m/s²).

- S é o valor de segurança.

Por ejemplo: m = 0,314 kg; a = 5 m/s²; μ = 0,1; S = 2

Fuerza F = (0,314/0,1) x (9,81 + 5) x 2 = 93,0068 ≈ 93 N

Selecionar as ventosas corretas pode ser complicado devido às diversas categorias e requisitos de qualidade. Se a sua empresa enfrenta este desafio, depois de calcular corretamente a potência de sucção ao vazio, o passo seguinte é contactar a EUROTECH para ajudar a sua empresa na escolha das ventosas mais adequadas para a instalação.

Como fornecedor de peças de reposição e componentes de ventosas de vácuo de classe mundial, a EUROTECH Vacuum Technologies tem o conhecimento e a capacidade de recomendar aos seus clientes empresariais a melhor cópia para a aplicação sem problemas.