上料機(jī)械手結(jié)構(gòu)中的真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算案例1.1真空原件介紹拉瓦爾噴管是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)最常用的構(gòu)件，其由兩個(gè)相對(duì)的錐形管構(gòu)成，一個(gè)的截面積由大到小收縮，而另一個(gè)的截面面積由小到大擴(kuò)張。氣體在經(jīng)過(guò)拉瓦爾噴管內(nèi)腔時(shí)，隨著截面面積的變化，速度也受到不同程度的加減速，最后，在氣體被噴發(fā)出的時(shí)候，能夠獲得極大的速度。在工業(yè)實(shí)踐中，這一元件也被大量使用在各種氣體裝置中。如圖3-17，真空發(fā)生器由拉瓦爾管、負(fù)壓腔、接受管三部分組成。壓縮空氣從入口處流入，經(jīng)拉瓦爾管壓縮后擴(kuò)張，然后形成高速氣流經(jīng)管道流入洗盤(pán)內(nèi)腔，盤(pán)腔內(nèi)部空氣隨著氣流一同高速流入大氣，因此產(chǎn)生真空，然后吸附工件。圖3-18真空發(fā)生器原理圖Figure3-17Principlediagramofvacuumgenerator1.2真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鈑金工件表面光滑，為了保證可靠的抓取，采用吸盤(pán)為最佳選擇，本設(shè)計(jì)采用兩兩一組的吸盤(pán)共同工作。板件有時(shí)候存在一定的傾斜角度，所以盡可能選用孔徑小，長(zhǎng)度短的風(fēng)琴式真空吸盤(pán)。圖3-18為真空系統(tǒng)原理圖，其由吸盤(pán)、真空壓力開(kāi)關(guān)、真空發(fā)生器、換向閥、壓力表、減壓閥、氣動(dòng)三聯(lián)件、氣源等構(gòu)件組成。手動(dòng)閥6打開(kāi)，當(dāng)需要產(chǎn)生真空壓力時(shí)，2YA得電后二位三通換向閥10接通，真空發(fā)生器11產(chǎn)生真空吸附鈑金工件；當(dāng)真空度達(dá)到真空壓力開(kāi)關(guān)13的設(shè)定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)會(huì)傳給控制器一個(gè)信號(hào)，令2YA失電，換向閥恢復(fù)原位，高速氣體停止流通，在單向閥12的控制下保持吸盤(pán)15真空度。當(dāng)端拾器即將放置工件時(shí)，控制器令1YA得電，破壞真空換向閥7接通 ，經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥9，氣流進(jìn)入真空發(fā)生器，破壞洗盤(pán)內(nèi)部真空度，工件脫落。當(dāng)壓力值降低到真空壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定值之下時(shí)，控制器發(fā)給1YA信號(hào)，使1YA失電，此時(shí)兩個(gè)換向閥均回歸原位。圖3-19真空系統(tǒng)原理圖Figure3-19Schematicdiagramofvacuumsystem1.3真空原件的計(jì)算選型（1）真空吸盤(pán)的計(jì)算選型鈑金工件尺寸為長(zhǎng)1200mm，寬600mm，厚度3mm，則重力W=ρVg=7.85×1.2×0.6×0.003×9.8≈18.85N吸盤(pán)個(gè)數(shù)規(guī)定為n=8，在洗盤(pán)中加有緩沖裝置。吸盤(pán)直徑的計(jì)算公式：D≥（3-19）式中：t-系統(tǒng)安全率，t≥4 ，取t=5；p-吸盤(pán)真空度，正常情況下，取真空發(fā)生器最大真空度的63％~95％，這里取65％。真空發(fā)生器以SMC公司的ZH系列為樣本，其最大真空度pv=88KPa。則，p=0.65pv=0.65×88=55.44KPa=0.055MPaD≥=在此取吸盤(pán)直徑為20mm。真空發(fā)生器的選型計(jì)算吸盤(pán)直徑確定為20mm后，洗盤(pán)內(nèi)腔需要達(dá)到的真空度為：p=高壓空氣在吸盤(pán)內(nèi)的平均流量為：Q=0.9(3-20）式中：V-真空發(fā)生器與吸盤(pán)相連的管道容積，以L為單位。吸盤(pán)選用的軟管長(zhǎng)度為0.5mm，內(nèi)徑為6mm，兩個(gè)吸盤(pán)對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)生器。V=則Q=0.9發(fā)生器所吸取的最大流量Qe=(3-21)式中：CQ-流量系數(shù)，等于。則Q e=根據(jù)相關(guān)系列表格，選擇0.5mm的噴嘴直徑，其空氣消耗量為13L/min，吸取得最大流量為5L/min。其余真空元件類型空氣過(guò)濾器減壓閥電磁閥消聲器真空壓力開(kāi)關(guān)型號(hào)AF30-F03BD-2RAR40-F06BE-1NVT307V-5G1-01AN20