中國(guó)SMC真空發(fā)生器

SMC止動(dòng)氣缸#SMC磁性開關(guān)



  真空發(fā)生器廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化中機(jī)械，電子，包裝，印刷，塑料及機(jī)器人等領(lǐng)域。真空發(fā)生器的傳統(tǒng)用途是吸盤配合，進(jìn)行各種物料的吸附，搬運(yùn)，尤其適合于吸附易碎，柔軟，薄的非鐵，非金屬材料或球型物體。在這類應(yīng)用中，一個(gè)共同特點(diǎn)是所需的抽氣量小，真空度要求不高且為間歇工作。筆者認(rèn)為對(duì)真空發(fā)生器的抽吸機(jī)理和影響其工作性能因素的分析研究，對(duì)正負(fù)壓氣路的設(shè)計(jì)和選用有著不可忽視的實(shí)際意義。

1 日本SMC真空發(fā)生器的工作原理

SMC真空發(fā)生器的工作原理是利用噴管高速噴射壓縮空氣，在噴管出口形成射流，生卷吸流動(dòng)。在卷吸作用下，使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走，使吸附腔內(nèi)的壓力降至大氣壓以下，形成一定真空度。如圖1所示：

圖1 真空發(fā)生器工作原理示意圖

由流體力學(xué)可知，對(duì)于不可壓縮空氣氣體(氣體在低速進(jìn)，可近似認(rèn)為是不可壓縮空氣)的連續(xù)性方程

A1v1= A2v2

式中A1，A2----管道的截面面積，m2

v1，v2----氣流流速，m/s

由上式可知，截面增大，流速減小；截面減小，流速增大。

對(duì)于水平管路，按不可壓縮空氣的伯努里理想能量方程為

P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22

式中P1，P2----截面A1，A2處相應(yīng)的壓力，Pa

v1，v2----截面A1，A2處相應(yīng)的流速，m/s

ρ----空氣的密度，kg/m2

由上式可知，流速增大，壓力降低，當(dāng)v2>>v1時(shí)，P1>>P2。當(dāng)v2增加到一定值，P2將小于一個(gè)大氣壓務(wù)，即產(chǎn)生負(fù)壓。故可用增大流速來(lái)獲得負(fù)壓，產(chǎn)生吸力。

按噴管出口馬赫數(shù)M1(出口流速與當(dāng)?shù)芈曀僦?分類，真空發(fā)生器可分為亞聲速器管型(M1<1)，聲速噴管型(M1=1)和超聲速噴管型(M1>1)。亞聲速噴管和聲速噴管都是收縮噴管，而超聲速噴管型必須是先收縮后擴(kuò)張形噴管(即Laval噴嘴)。為了得到大吸入流量或高吸入口處壓力，真空發(fā)生器都設(shè)計(jì)成超聲速噴管型。

2 日本SMC真空發(fā)生器的抽吸性能分析

2.1 SMC真空發(fā)生器的主要性能參數(shù)

①空氣消耗量：指從噴管流出的流量qv1。

②吸入流量：指從吸口吸入的空氣流量qv2。當(dāng)吸入口向大氣敞開時(shí)，其吸入流量大，稱為大吸入流量qv2max。

③吸入口處壓力：記為Pv。當(dāng)吸入口被*封閉(如吸盤吸著工件)，即吸入流量為零時(shí)，吸入口內(nèi)的壓力低，記作Pvmin。

④吸著響應(yīng)時(shí)間：吸著響應(yīng)時(shí)間是表明真空發(fā)生器工作性能的一個(gè)重要參數(shù)，它是指從換向閥打開到系統(tǒng)回路中達(dá)到一個(gè)必要的真空度的時(shí)間。

2.2 影響日本SMC真空發(fā)生器性能的主要因素

SMC真空發(fā)生器的性能與噴管的小直徑，收縮和擴(kuò)散管的形狀，通徑及其相應(yīng)位置和氣源壓力大小等諸多因素有關(guān)。圖2為某真空發(fā)生器的吸入口處壓力，吸入流量，空氣消耗量與供給壓力之間的關(guān)系曲線。圖中表明，供給壓力達(dá)到一定值時(shí)，吸入口處壓力較低，這時(shí)吸入流量達(dá)到大，當(dāng)供給壓力繼續(xù)增加時(shí)，吸入口處壓力增加，這時(shí)吸入流量減小。

①大吸入流量qv2max的特性分析：較為理想的真空發(fā)生器的qv2max特性，要求在常用供給壓力范圍內(nèi)(P01=0.4---0.5MPa)，qv2max處于大值，且隨著P01的變化平緩。

②吸入口處壓力Pv的特性分析：較為理想的真空發(fā)生器的Pv特性，要求在常用供給壓力范圍內(nèi)(P01=0.4---0.5MPa)，Pv處于小值，且隨著Pv1的變化平緩。

③在吸入口吵*封閉的條件下，對(duì)特定條件下吸入口處壓力Pv與吸入流量之間的關(guān)系如圖3所示。為獲得較為理想的吸入口處壓務(wù)與吸入流量的匹配關(guān)系，可設(shè)計(jì)成多級(jí)真空發(fā)生器串聯(lián)組合在一起。

④擴(kuò)散管的長(zhǎng)度應(yīng)保證噴管出口的各種波系充分發(fā)展，使擴(kuò)散管道出口截面上能獲得近似的均勻流動(dòng)。但管道過(guò)長(zhǎng)，管壁摩擦損失增大。一般管工為管徑的6---10倍較為合理。為了減少能量損失，可在擴(kuò)散管直管道的出口加一個(gè)擴(kuò)張角為6°---8°的擴(kuò)張段。

⑤吸著響應(yīng)時(shí)間與吸附腔的容積有關(guān)(包括擴(kuò)散腔，吸附管道及吸盤或密閉艙容積等)，吸附表面的泄漏量與所需吸入口處壓力的大小有關(guān)。對(duì)一定吸入口處壓力要求來(lái)說(shuō)，若吸附腔的容積越小，響應(yīng)時(shí)間越短；若吸入口處壓力越高，吸附容積越小，表面泄漏量越小，則吸著響應(yīng)時(shí)間亦越短；若吸附容積大，且吸著速度要快，則真空發(fā)生器的噴嘴直徑應(yīng)越大。

⑥SMC真空發(fā)生器在滿足使用要求的前提下應(yīng)減小其耗氣量(L/min)，耗氣量與壓縮空氣的供給壓力有關(guān)，壓力越大，則真空發(fā)生器的耗氣量越大。因此在確定吸入口處壓務(wù)值勤的大小時(shí)要注意系統(tǒng)的供給壓力與耗氣量的關(guān)系，一般真空發(fā)生器所產(chǎn)生的吸入口處壓力在20kPa到10kPa之間。此時(shí)供華表壓力再增加，吸入口處壓力也不會(huì)再降低了，而耗氣量卻增加了。因此降低吸入口處壓力應(yīng)從控制流速方面考慮。

⑦有時(shí)由于工件的形狀或材料的影響，很難獲得較低的吸入口處壓力，由于從吸盤邊緣或通過(guò)工件吸入空氣，而造成吸入口處壓力升高。在這種情況下，就需要正確選擇真空發(fā)生器的尺寸，使其能夠補(bǔ)償泄漏造成的吸入口處壓力升高。由于很難知道泄漏時(shí)的有效截面積，可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)來(lái)確定泄漏造成的吸入口處壓力升高。由于很難知道泄漏時(shí)的有效截面積，可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)來(lái)確定泄漏量。試驗(yàn)回路由工件，真空發(fā)生器，吸盤和真空表組成，由真空表的顯示讀數(shù)，再查真空發(fā)生器的性能曲線，可很容易知道泄漏量的大小。

當(dāng)考慮泄漏時(shí)，真空發(fā)生器的特性曲線對(duì)正確確定真空發(fā)生器非常重要。泄有時(shí)是不可避免的，當(dāng)有泄漏時(shí)確定真空發(fā)生器的大小的方法如下：把名義吸入流量與泄漏流量相加，可查出真空發(fā)生器的大小。

3 提高日本SMC真空發(fā)生器吸入流量的方法

3.1 真空發(fā)生器分高真空型和高抽吸流量型，前者曲線斜率大，后者平坦。在噴管喉部直徑一定的情況下，要獲得高真空，必然降低抽吸流量，而為獲得大吸入流量，必然增加其吸入口處壓力。

3.2為增大真空發(fā)生器吸入流量，可采取設(shè)計(jì)多級(jí)擴(kuò)大壓管方式。如采取兩個(gè)三級(jí)擴(kuò)壓管式真空發(fā)生器并聯(lián)，如圖所示，吸入流量將再增加一倍。

4 結(jié)束語(yǔ)

4.1 日本SMC真空發(fā)生器是一種小巧而經(jīng)濟(jì)的真空產(chǎn)生元件，應(yīng)用在有正壓氣源的地方，使真空回路大大簡(jiǎn)化。因此，有利于降低機(jī)器的制造成本，有利于提高機(jī)器的可靠性，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械的高速化和自動(dòng)化，具有廣闊的應(yīng)用前景。

4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮真空發(fā)生器的各種性能參數(shù)，選擇與系統(tǒng)相匹配的性能指標(biāo)。一般較佳的供氣供給壓力為：0.4---0.5MPa，吸入口處壓力一般為：20kPa---10kPa



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產(chǎn)品介紹SMC內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥@smc中國(guó)有限公司

設(shè)定壓力：0.05～0.7Mpa于先導(dǎo)活塞式減壓閥。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過(guò)導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過(guò)流面積的大小，實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。先導(dǎo)式減壓閥——該閥門的減壓比必須在一定程度上高于系統(tǒng)值；

即使在大或者小流量時(shí)它也應(yīng)該能夠?qū)φ饔没蛘叻醋饔每刂菩盘?hào)做出響應(yīng)。這些閥門應(yīng)該針對(duì)有用控制范圍選擇，即大流量的20%到80%。正常為等比型或者具有等比特性。這些類型的閥門本身具有比例控制所要求的佳流量特性及流量范圍。

SMC減壓閥，SMC進(jìn)口先導(dǎo)式減壓閥是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時(shí)借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，在進(jìn)口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力在設(shè)定的范圍內(nèi)，保護(hù)其后的生活生產(chǎn)器具。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。

是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的一個(gè)*配件，主要作用是將氣源的壓力減壓并穩(wěn)定到一個(gè)定值，以便于調(diào)節(jié)閥能夠獲得穩(wěn)定的氣源動(dòng)力用于調(diào)節(jié)控制。按結(jié)構(gòu)形式可分為膜片式、彈簧薄膜式、活塞式、杠桿式和波紋管式；按閥座數(shù)目可人為單座式和雙座式；按閥瓣的位置不同可分為正作用式和反作用式

自力式減壓閥的工作由閥后壓力進(jìn)行控制。當(dāng)壓力感應(yīng)器檢測(cè)到閥門壓力指示升高時(shí)，減壓閥閥門開度減??；當(dāng)檢測(cè)到減壓閥后壓力減小，減壓閥閥門開度增大，以滿足控制要求。

減壓閥是一種利用介質(zhì)自身能量來(lái)調(diào)節(jié)與控制管路壓力的智能型閥門。用于生活給水、消防給水及其他工業(yè)給水系統(tǒng),通過(guò)調(diào)節(jié)閥減壓導(dǎo)閥,即可調(diào)節(jié)主閥的出口壓力。出口壓力不因進(jìn)口壓力、進(jìn)口流量的變化而變化，安全可靠地將出口壓力維持在設(shè)定植上，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)設(shè)定值達(dá)到減壓的目的。該閥減壓精確，性能穩(wěn)定、安全可靠、安裝調(diào)節(jié)方便，使用壽命長(zhǎng)。

減壓閥是一種自動(dòng)降低管路工作壓力的專門裝置，它可將閥前管路較高的水壓減少至閥后管路所需的水平。減壓閥廣泛用于高層建筑、城市給水管網(wǎng)水壓過(guò)高的區(qū)域、礦井及其他場(chǎng)合，以保證給水系統(tǒng)中各用水點(diǎn)獲得適當(dāng)?shù)姆?wù)水壓和流量。

SMC內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥@smc中國(guó)有限公司

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