解析真空吸盘的受力情况,真空吸盘在两种工作情况下的力学模型,下面举例具体说明受力情况:
设:ΔPu为真空度;Fv为垂直负载;Aw为有效面积;Fh为水平负载;Pd为密封面的表面压力;Fr为摩擦力;Ad为密封面积;Ad为密封面积的受力;F为负载力;μ为真空吸盘与工件间的摩擦系数;Fs为吸力;Fa为加速度力;x、y为真空吸盘受力分析坐标。
由上述得出,要满足正常的吸持物体的要求,即能够正常作业的条件为:Fd=Pd·Ad>0,且水平安装时Fr= Fd•μ>Fh,垂直安装时Fr= Fd•μ>Fv。设,已知被吸持物体重mkg,真空度为ΔPu,则Fs=ΔPu•Aw。再设旋转角度φ ,旋转半径r,重力加速度g,夹持时间t,Fs1为静态吸力,Fs2为动态吸力。
a. 静态负载计算:
为静态吸力:Fs1=fv=mg;当取安全系数为n时,Fs1=nmg
b. 动态负载计算:
当真空吸盘处于水平位置时,受力处于平衡状态,即:
∑Fx=0 Fh-Fr=0 即 Fh=Fr
∑Fy=0 Fv+Fd-Fs2=0
即 Fd=Fs2-Fv
因为摩擦力Fr等于密封面积的受力和摩擦系数的乘积,即:
Fr=Fd•μ=(Fs2-Fv)•μ
又因为垂直负载力Fv等于物体质量与加速度的乘积,当真空吸盘处于垂直位置时,受力处于平衡状态。