ทำไมแรงดูดตามค่าชื่อจึงไม่เพียงพอในการจัดการด้วยระบบสุญญากาศ

แรงยึดตามทฤษฎีเทียบกับความสามารถในการจัดการในปฏิบัติ

แรงยึดเกาะทางทฤษฎีของถ้วยดูดสามารถประมาณได้จาก ความแตกต่างของความดันระหว่างความดันบรรยากาศกับความดันสุญญากาศภายในถ้วย คูณด้วยพื้นที่ดูดที่มีประสิทธิภาพ

ในรูปแบบที่เรียบง่าย:

F = ΔP × A

โดยที่:

• F= แรงยึดเหนี่ยวตามทฤษฎี
• ΔP= ความต่างของความดัน
• A= พื้นที่ดูดที่มีประสิทธิภาพ

สมการนี้อธิบายแรงทางทฤษฎีที่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่สมบูรณ์แบบ อย่างไรก็ตาม การใช้งานในอุตสาหกรรมมักไม่ค่อยเป็นไปตามเงื่อนไขที่สมบูรณ์แบบ ดังนั้น วิศวกรจึงต้อง นำปัจจัยการออกแบบเพิ่มเติมมาใช้ก่อนที่จะกำหนดน้ำหนักการทำงานที่อนุญาต

สำหรับวิธีการคำนวณพื้นฐาน โปรดดู คู่มือของเราเรื่อง "วิธีคำนวณแรงดูดในสุญญากาศ "

ทำไมจึงจำเป็นต้องมีปัจจัยความปลอดภัย

ปัจจัยความปลอดภัยช่วยเพิ่มความสามารถในการรับแรงยึดเหนี่ยวให้เกินกว่า ค่าขั้นต่ำทางทฤษฎีที่จำเป็นเพื่อรองรับชิ้นงาน

ค่าเผื่อนี้ช่วยชดเชยความแปรปรวนที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการดำเนินงานจริง, รวมถึงการเปลี่ยนแปลงระดับสุญญากาศ สภาพของซีล พื้นผิวชิ้นงาน, การเร่งความเร็ว และการกระจายน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอ

ดังนั้น การคำนวณทางทฤษฎีจึงไม่ควรถูกตีความว่าเป็น น้ำหนักสูงสุดที่ระบบจัดการสามารถรับได้

ค่าสัมประสิทธิ์ความปลอดภัยที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานโดยรวม และควร กำหนดตามทิศทางการจัดการ การเคลื่อนไหว คุณสมบัติของชิ้นงาน และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของเครื่องจักรที่เกี่ยวข้อง

ทิศทางการโหลดส่งผลต่อแรงยึดที่จำเป็น

ทิศทางของชิ้นงานมีอิทธิพลอย่างมากต่อการจัดการด้วยระบบสุญญากาศ ถ้วยดูดที่รับน้ำหนักในทิศทางตั้งฉากกับพื้นผิวดูดจะทำงาน แตกต่างจากถ้วยดูดที่ถือชิ้นงานในทิศทางตั้งตรง

การขนส่งแบบแนวนอน

เมื่อชิ้นงานถูกยกขึ้นในแนวราบ แรงที่กระทำจะมักมี ทิศทางที่ดึงชิ้นงานให้ห่างออกจากพื้นผิวของถ้วยดูด

ดังนั้น แรงดูดที่มีอยู่จึงทำงานตรงกันข้ามกับน้ำหนักของชิ้นงาน โดยต้องคำนึงถึงปัจจัยความปลอดภัยที่กำหนดและแรงไดนามิก

การจัดการในแนวตั้ง

ระหว่างการยกในแนวตั้ง น้ำหนักของชิ้นงานจะก่อให้เกิดแรงเฉือนหรือแรงตามแนวรัศมี บนพื้นผิวของถ้วยดูด

ในสภาพนี้ การใช้งานไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับแรงยึดของสุญญากาศเท่านั้น แต่ ยังขึ้นอยู่กับแรงเสียดทานระหว่างถ้วยดูดกับชิ้นงานด้วย

การปนเปื้อนบนพื้นผิว ความชื้น น้ำมัน ฝุ่น และวัสดุของถ้วยดูด จึงสามารถส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการยกในแนวตั้งได้

การเร่งความเร็วก่อให้เกิดแรงไดนามิกเพิ่มเติม

ระบบจัดการด้วยสุญญากาศมักไม่ค่อยเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ตลอดทั้งวงจร หุ่นยนต์ ระบบกานทรี เครื่องจัดเรียง และอุปกรณ์การผลิตอัตโนมัติจะเร่งความเร็ว ลดความเร็ว และเปลี่ยนทิศทาง

ระหว่างการเร่งความเร็ว ระบบถ้วยดูดต้องรับน้ำหนักทั้งน้ำหนักสถิต ของชิ้นงานและแรงเพิ่มเติมที่เกิดจากการเคลื่อนไหว

ระบบจัดการที่ออกแบบมาโดยพิจารณาเพียงน้ำหนักสถิตเท่านั้น จึงอาจ มีขนาดไม่เพียงพอ เมื่อเครื่องทำงานด้วยความเร่งที่สูงขึ้น หรือในรอบการทำงานที่สั้นลง

สิ่งนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษในระบบอัตโนมัติความเร็วสูง การจัดการด้วยหุ่นยนต์ และ การเรียงชั้นกระจก ซึ่งชิ้นงานอาจถูกเคลื่อนย้ายอย่างรวดเร็วระหว่าง หลายตำแหน่ง

ระดับสุญญากาศไม่คงที่เสมอไป

การคำนวณแรงดูดของถ้วยดูดมักอิงจากระดับความว่างของสุญญากาศที่คาดการณ์ไว้ ในความเป็นจริง ความว่างของสุญญากาศจริงอาจเปลี่ยนแปลงได้ระหว่างวงจรการขนส่ง

สาเหตุที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่:

• การรั่วระหว่างถ้วยดูดกับชิ้นงาน
• วัสดุชิ้นงานที่มีรูพรุน
• ความหยาบของพื้นผิว
• ริมปากซีลที่เสียหายหรือสึกหรอ
• ปริมาณการไหลของสุญญากาศไม่เพียงพอ
• ท่อสุญญากาศที่ยาว
• การสูญเสียความดันในวาล์ว ตัวกรอง หรืออุปกรณ์ต่อท่อ
• ถ้วยดูดหลายตัวที่ใช้แหล่งสุญญากาศเดียวกัน

ด้วยเหตุนี้ การคำนวณควรใช้ระดับสุญญากาศในการทำงานที่สมจริง แทนที่จะใช้ระดับสุญญากาศสูงสุดตามทฤษฎีของเครื่องกำเนิด

การรั่วไหลบนพื้นผิวอาจทำให้แรงยึดที่ใช้งานได้ลดลง

ถ้วยดูดสามารถรักษาความต่างของความดันตามที่คาดไว้ได้ก็ต่อเมื่อมีการสร้าง การปิดผนึกที่เพียงพอระหว่างถ้วยดูดกับชิ้นงาน

พื้นผิวที่เรียบและกันอากาศ เช่น แก้วที่สะอาดหรือแผ่นโลหะที่เรียบ โดยทั่วไปจะปิดผนึกได้ง่ายกว่าวัสดุที่มีรูพรุน มีพื้นผิวขรุขระ หรือไม่เรียบ

บนพื้นผิวที่มีการรั่วไหลอย่างต่อเนื่อง เครื่องสร้างสุญญากาศต้องให้ ปริมาณการไหลที่เพียงพอเพื่อชดเชยอากาศที่ไหลเข้ามา ในกรณีการใช้งานเหล่านี้ ระดับสุญญากาศตามค่ามาตรฐาน เพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายประสิทธิภาพโดยรวมของระบบได้

การกระจายแรงระหว่างถ้วยดูดหลายตัว

สมมติฐานทางวิศวกรรมที่พบบ่อยคือ น้ำหนักของชิ้นงานถูกแบ่งอย่างเท่ากัน ระหว่างถ้วยดูดทั้งหมด สิ่งนี้ถูกต้องเฉพาะเมื่อถ้วยดูดสัมผัส พร้อมกัน และน้ำหนักถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอ

ในความเป็นจริง ความแตกต่างในความสูงของการติดตั้ง ความเรียบของชิ้นงาน การ บิดตัวของโครงสร้าง หรือการบีบอัดของถ้วยดูด อาจทำให้ถ้วยดูดบางชนิดต้องรับน้ำหนัก มากกว่าถ้วยดูดชนิดอื่น

ดังนั้น การออกแบบควรหลีกเลี่ยงการพึ่งพาการแบ่งโหลดอย่างสมบูรณ์แบบในการกำหนด จำนวนและขนาดของถ้วยดูดที่จำเป็น

ถ้วยดูดแบบแบนและแบบเบลโลว์มีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน

รูปทรงของถ้วยดูดยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการควบคุมรถในสภาพการขับขี่แบบไดนามิกด้วย

ถ้วยดูดแบบแบน

ถ้วยดูดสุญญากาศแบบแบน โดยทั่วไป มีปริมาตรภายในต่ำ และสามารถตอบสนองสุญญากาศได้อย่างรวดเร็วบน พื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบ

รูปทรงของพวกมันมักเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการการวางตำแหน่งที่แม่นยำ และวงจรการทำงานที่รวดเร็ว

ถ้วยดูดแบบเบลโลว์

ถ้วยดูดสุญญากาศแบบเบลโลว์ ช่วย เพิ่มความยืดหยุ่นและปรับความสูงได้

สิ่งนี้อาจมีประโยชน์ในกรณีที่พื้นผิวของชิ้นงานมีความสูงที่แตกต่างกัน หรือเมื่อถ้วยดูด ต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพการสัมผัสที่มีมุมเอียงเล็กน้อยหรือไม่เรียบ

วัสดุของถ้วยดูดก็มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพในการใช้งานจริงด้วย

การเลือกวัสดุมีผลต่อแรงเสียดทาน ความยืดหยุ่น ความทนทานต่อการสึกหรอ ความทนต่ออุณหภูมิ และความเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมของชิ้นงาน

วัสดุที่ใช้ทั่วไป ได้แก่ NBR, โพลียูรีเทน, ซิลิโคน, ยางธรรมชาติ และ FKM การเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งานมากกว่า แรงยึดเพียงอย่างเดียว

ดู คู่มือเกี่ยวกับวัสดุของถ้วยดูดสุญญากาศ ของเรา เพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกวัสดุ

ตัวอย่าง: ทำไมความจุแบบคงที่จึงไม่ใช่ความจุการออกแบบขั้นสุดท้าย

ให้พิจารณาชิ้นงานที่ถูกจับยึดด้วยถ้วยดูดสี่ตัว

การคำนวณแบบสถิตอย่างง่ายอาจชี้ให้เห็นว่าแรงดูดทฤษฎีรวม มีค่าสูงกว่าน้ำหนักชิ้นงานอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การประเมินทางวิศวกรรม ยังคงต้องพิจารณาถึง:

• ค่าความปลอดภัยที่กำหนด
• แนวแนวนอนหรือแนวตั้ง
• ความเร่งสูงสุดของเครื่อง
• ระดับสุญญากาศในการทำงานที่คาดการณ์
• การรั่วไหลบนพื้นผิว
• แรงเสียดทานระหว่างการยกและเคลื่อนย้ายในแนวตั้ง
• การรับน้ำหนักที่ไม่เท่ากันระหว่างถ้วยดูด
• สภาพและความสึกหรอของริมปากปิดผนึก

เพียงเมื่อพิจารณาปัจจัยเหล่านี้แล้ว วิศวกรจึงสามารถตัดสินได้ว่า จำนวนและขนาดของถ้วยดูดที่เลือกมาจะให้ความสามารถในการใช้งานที่เพียงพอหรือไม่

ใช้เครื่องคำนวณแรงดูดเป็นจุดเริ่มต้นในการออกแบบทางวิศวกรรม

EUROTECH มี เครื่องมือคำนวณขนาดและแรงยกของถ้วยดูดสุญญากาศ เพื่อ ช่วยประมาณพื้นที่ดูดที่จำเป็น โดยพิจารณาจากน้ำหนักของสิ่งของที่รับน้ำหนัก ระดับสุญญากาศ ทิศทาง และเงื่อนไขการใช้งานอื่นๆ

เครื่องคำนวณนี้ควรใช้เป็นการอ้างอิงทางวิศวกรรมขั้นต้นเท่านั้น ไม่ใช่ เพื่อแทนที่การออกแบบเครื่องขั้นสุดท้าย การทดสอบ และการประเมินความปลอดภัย ที่เฉพาะเจาะจงตามการใช้งาน

รายการตรวจสอบทางวิศวกรรมสำหรับการจัดการด้วยระบบสุญญากาศ

ก่อนเลือกถ้วยดูด ให้ตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:

• น้ำหนักชิ้นงาน
• จำนวนถ้วยดูด
• ระดับสุญญากาศในการทำงานจริง
• พื้นที่ดูดที่มีประสิทธิภาพ
• ทิศทางการเคลื่อนย้ายแบบแนวนอนหรือแนวตั้ง
• การเร่งความเร็วและการลดความเร็วสูงสุด
• ความหยาบของพื้นผิวและความซึมผ่าน
• ค่าความปลอดภัยที่จำเป็น
• วัสดุของถ้วยดูด
• การติดตั้งให้สอดคล้องกับข้อกำหนดและการกระจายน้ำหนัก

หากต้องการคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งาน โปรดดู คู่มือการเลือกถ้วยดูดสุญญากาศ ของเรา

ถ้วยดูดสูญญากาศแบบอุตสาหกรรม สำหรับการใช้งานในการจัดการวัสดุ

EUROTECH จัดจำหน่าย ถ้วยดูดสูญญากาศแบบอุตสาหกรรม ในรูปทรง แบน แบบเบลโลว์ รูปไข่ และแบบที่ออกแบบเฉพาะสำหรับการใช้งานใน ระบบจัดการวัสดุอัตโนมัติ

การเลือกตัวดูดสุญญากาศที่เหมาะสมที่สุดควรพิจารณาจากสภาพการทำงานโดยรวม รวมถึงรูปทรงของชิ้นงาน สภาพพื้นผิว ประสิทธิภาพของระบบสุญญากาศ ทิศทางการเคลื่อนย้าย และแรงโหลดแบบไดนามิก

ต้องการความช่วยเหลือในการประเมินการใช้งานระบบจัดการด้วยสุญญากาศหรือไม่?

เมื่อขอความช่วยเหลือทางเทคนิค โปรดระบุน้ำหนักของชิ้นงาน ขนาด วัสดุ สภาพพื้นผิว ทิศทางการเคลื่อนย้าย ระดับความว่างของสุญญากาศ การเคลื่อนไหวของเครื่อง และรูปแบบของถ้วยดูดที่มีอยู่

ติดต่อ EUROTECH เพื่อรับการประเมิน การใช้งานและคำแนะนำในการเลือกถ้วยดูด