施迈茨真空讲座课件

Innovative Vacuum Automation施施迈茨真空培茨真空培训真空真空讲座座-真空技术-空气空气压力力m空气空气压力于海平面的关系力于海平面的关系空气压力就是空气的流体静压力可描述为大气中在某一平面或者物体上空气柱的重量空气压力与海平面有关，随着海拔的升高而降低（平均每升高100m空气压力减小12.5mbar）。正常条件下，海平面的空气压力为1013mbar海拔高度为2000m时，空气压力为760mbar；而在喜马拉雅山顶（8850m），空气压力只 有320mbar因此，所能达到的最大真空度随着 海平面的升高而降低真空技真空技术基基础知知识-真空的性真空的性质-2024/6/282-精品精品-力与力与压力的关系力的关系m力与力与压力是如何力是如何联系起来的呢系起来的呢?当一定的压力差作用于一定面积上时，此时作用力就产生了它与作用在这一定面积上的压力差值为正或者为负没有关系。.作用力来自于与压力差与有效面积。F=p x AF=力 p=压力差A=有效面积计算实例:扁平吸盘 PFYN80 的有效直径 =74 mm,真空度 0,6 bar F=6 N/cm x(7,4 cm)x 3,14 x 1/4=260 N通过改变压力差值和有效面积，受力也随之改变，从而可根据具体工况来进行调节真空技真空技术基基础知知识-真空的性真空的性质-2024/6/283-精品精品-能量消耗能量消耗m真空和能量消耗真空和能量消耗高真空度需要高能量消耗真空度从-0,6 bar 增加到-0,9 bar，吸力增加1.5倍所需的抽吸时间和能量增加3倍 在搬运技术中，过高的真空度是很不经济的真空技真空技术基基础知知识-真空的性真空的性质-2024/6/284-精品精品-为什么要在搬运中使用真空什么要在搬运中使用真空?m在真空的帮在真空的帮组下，工件下，工件.提升翻转支撑运送真空技真空技术基基础知知识-工工业搬运中的真空搬运中的真空-2024/6/285-精品精品-为什么要在搬运中使用真空什么要在搬运中使用真空?与其他搬运方式相比，真空搬运具有许多优势 以机械式搬运为例对工件更加轻柔 无损伤简单，通过真空开关可实现“零部件控制”根据实际情况，单个夹具可被用于抓取不同的工件成本低真空技真空技术基基础知知识-工工业搬运中的真空搬运中的真空-2024/6/286-精品精品-真空系真空系统的的组成元件成元件真空吸真空吸盘安装部件安装部件过滤和和连接部件接部件控制控制阀技技术开关和系开关和系统监控控真空真空发生器生器真空技真空技术基基础知知识-工工业搬运中的真空搬运中的真空-2024/6/287-精品精品-真空吸真空吸盘 真空吸真空吸盘2024/6/288-精品精品-应用和重要性用和重要性m真空吸真空吸盘是工件与真空系是工件与真空系统之之间的的连接元件。接元件。m所所选真空吸真空吸盘的特性的特性对整个真空系整个真空系统的功能有基本的的功能有基本的影响影响真空吸真空吸盘-应用和重要性用和重要性-2024/6/289-精品精品-真空吸真空吸盘的的结构构图可替换吸盘密封唇直径内部直径波纹接头内部结构密封唇密封法兰吸盘柄安装尺寸真空吸真空吸盘-结构构图-2024/6/2810-精品精品-物理的基本原理物理的基本原理与真空系统的环境相比，吸盘和工件之间是一个低压区（真空）由于压力差，工件被反压在吸盘上p=p1 p2作用力与压力差和有效面积成比例关系、F p and F A F=p x A p2p1m工件是怎工件是怎样吸附在真空吸吸附在真空吸盘上的上的?真空吸真空吸盘-功能原理功能原理-2024/6/2811-精品精品-真空吸真空吸盘的重要特性的重要特性真空吸真空吸盘-功能原理功能原理-内部容积内部容积：真空吸盘被抽空的内部容积，直接影响抽气时间。最小曲率半径最小曲率半径：能够被吸盘抓起的工件最小半径。2024/6/2812-精品精品-真空吸真空吸盘的重要特性的重要特性真空吸真空吸盘-功能原理功能原理-密封唇的行程密封唇的行程是指吸盘抽真空后压缩的距离。它直接影响密封唇的相对运动。吸盘的行程吸盘被抽气时的提升效果。2024/6/2813-精品精品-主要主要类型型m常用的常用的类型型扁平吸盘波纹吸盘椭圆吸盘真空吸真空吸盘-主要主要类型型-2024/6/2814-精品精品-扁平吸扁平吸盘m性能性能定位精度高小巧的设计和小的内部容积能使抓取时间最小化实现高侧向力在平整的工件表面，宽密封唇具有最佳的密封特性抓取工件时，具有良好的稳定性大直径吸盘的嵌入式结构可实现高的抽吸力(例如：盘型结构吸盘)底部支撑大而有效的吸盘直径吸盘材料种类多m典型的典型的应用区域用区域:搬运表面平整或稍微粗糙的扁平或轻微碟形的工件，如：金属板,纸箱,玻璃板,塑料件和木板真空吸真空吸盘-主要主要类型型-2024/6/2815-精品精品-波波纹吸吸盘m特性特性1.5折,2.5折和 3.5折波纹对与不平整的表面有良好的适应性抓取工件时有提升的效果不同高度的补偿轻柔地抓取易损工件柔软的底部波纹吸盘的柄部和上部波纹硬度高柔软的适应性强的锥形密封唇底部支撑吸盘材料种类多m典型的典型的应用用领域域:搬运碟形的不平整的工件,如：汽车金属板，纸箱，塑料件，铝箔/热塑包装的产品，电子零件。真空吸真空吸盘-主要主要类型型-2024/6/2816-精品精品-波波纹吸吸盘m波波纹吸吸盘的技的技术参数参数当在相同的直径下，为什么波纹吸盘的吸力小于扁平吸盘？有效的吸取面积:吸取的工作面比外径小波纹吸盘中吸力和脱卸力有什么区别？在计算时哪个力重要？扁平吸盘波纹吸盘deffdeff真空吸真空吸盘-主要主要类型型-2024/6/2817-精品精品-椭圆吸吸盘m性能性能最佳的利用可吸取面适用于长的凸面工件硬度增强的真空吸盘尺寸小吸力大像扁平和波纹吸盘一样通用多样的吸盘材料嵌入式结构有高的抓取力（盘型吸盘）m典型的典型的应用区域用区域:搬运狭长而且抓取面很小的工件：如 管件，几何形工件，木条，窗架，纸箱，锡箔/热塑包装的产品。真空吸真空吸盘-主要主要类型型-2024/6/2818-精品精品-选择真空吸真空吸盘的材料的材料真空吸真空吸盘-材料材料-m标准准抗磨损耐用柔韧性防止永久变形抗侵蚀性可抵抗:臭氧油燃料酒精 和乙醇溶剂酸性物质抗高温(短期/长期)不含硅胶不含 PWIS（水性油漆干扰物）肖氏硬度冲压行业可用于食品行业2024/6/2819-精品精品-真空真空发生器生器 真空真空发生器生器2024/6/2820-精品精品-应用和重要性用和重要性m在搬运技在搬运技术中，真空中，真空发生器用来提供真空。生器用来提供真空。m根据不同的操作需求，有根据不同的操作需求，有类型和功能（气型和功能（气动式或者式或者电动式）不同的多种真空式）不同的多种真空发生方式，可以提供最生方式，可以提供最优的真的真空空环境。境。m类型和功能原理的不同（气型和功能原理的不同（气动或或电动）可可给每个操作每个操作提供最提供最优的真空的真空真空真空发生器生器-应用和重要性用和重要性-2024/6/2821-精品精品-气气动真空真空发生器的工作原理生器的工作原理真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-m工作原理工作原理基于“文丘里原理”来产生真空压缩空气 直接进入真空发生器(A)由于流经在发生器狭窄处B，压缩空气被加速了。于是，动压力增加而静压力 减小。2024/6/2822-精品精品-气气动真空真空发生器的工作原理生器的工作原理m工作原理工作原理因此，在真空入口和喷嘴后部接收处之间的区域中产生了真空。空气就由真空入口D处被“吸入”了真空发生器。被“吸入”的空气，同压缩空气一起，通过消音器离开了真空发生器。真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2823-精品精品-气气动真空真空发生器的工作原理生器的工作原理m重要特征参数重要特征参数工作工作压力力 抽吸抽吸时间 声声压PV喷嘴尺寸嘴尺寸空气消耗量空气消耗量抽吸能力抽吸能力 负压R真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2824-精品精品-线性真空性真空发生器生器m性性质基于文丘里原理压缩空气的流向和真空产生的方向沿着管子的方向在一条直线上轻质，集成式设计，安装位置可与吸盘接近喷嘴尺寸:0.5 到 0.9 mmm典型典型应用用领域域:普遍用于直接位于吸盘上的真空系统中。适用于短周期高加速的过程。真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2825-精品精品-线性真空性真空发生器生器m工作原理工作原理压缩空气空气真空真空排气排气真空真空真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-压缩空气空气2024/6/2826-精品精品-多多级真空真空发生器生器mSEM型型具有多级文丘里喷嘴抽吸能力强效率高在低真空区域，抽气时间短抽吸能力:332 l/min 至 2370 l/min阀和控制系统可选m典型典型应用用领域域:适用于搬运多孔透气性材料，如木材，板材或者绝缘材料真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2827-精品精品-多多级真空真空发生器生器m多多级型真空型真空发生器生器SEM的工作原理的工作原理通过多个文丘里喷嘴线性排列在一起而产生真空1级2级3级压缩空气空气真空真空排气排气真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2828-精品精品-m吸取能力吸取能力 阀芯内径芯内径07集成式集成式发生器生器 ZK2A 07在300 mbar以下吸取流量大在高于300 mbar情况下SCPs 07 吸取流量更大针对不透气工件（如金属，玻璃，等等）需要大于600 mbar的真空度m抽真空速度抽真空速度 阀芯内径芯内径07集成式集成式发生器生器ZK2A 07达到350 mbar稍微快一些SCPs 07在更高的真空度抽真空明显快SCPs 07达到安全的真空度（550 mbar）需要的时间比ZK2少40%SCPs 07达到节能功能开启的真空度（750 mbar）需要的时间比ZK2少40%-差距取决于阀芯内的第二级的止回片质量-脏污会高度影响此效果m吸取能力吸取能力 阀芯内径芯内径10集成式集成式发生器生器 ZK2A 10在250 mbar以下吸取流量大在高于250 mbar情况下SCPs 10 吸取流量更大针对不透气工件（如金属，玻璃，等等）需要大于600 mbar的真空度多级式阀芯没有任何优势m抽真空速度抽真空速度 阀芯内径芯内径10集成式集成式发生器生器达到250 mbar之前两个发生器速度相等SCPs 10在更高的真空度抽真空明显快SCPs 10达到安全的真空度（550 mbar）需要的时间比ZK2少40%SCPs 10达到节能功能开启的真空度（750 mbar）需要的时间比ZK2少40%-差距取决于阀芯内的第二级的止回片质量-脏污会高度影响此效果m吸取能力吸取能力 阀芯内径芯内径15集成式集成式发生器生器 ZK2A 15在120 mbar以下吸取流量大在高于120 mbar情况下SCPs 15 吸取流量更大针对不透气工件（如金属，玻璃，等等）需要大于600 mbar的真空度多级式阀芯没有任何优势m抽真空速度抽真空速度 阀芯内径芯内径15集成式集成式发生器生器达到50 mbar之前两个发生器速度相等SCPs 15在更高的真空度抽真空明显快SCPs 15达到安全的真空度（550 mbar）需要的时间比ZK2少30%SCPs 15达到节能功能开启的真空度（750 mbar）需要的时间比ZK2少30%-差距取决于阀芯内的第二级的止回片质量-脏污会高度影响此效果集成式真空集成式真空发生器生器m性性质基于文丘里原理集成了阀，从而具有控制“抽吸”和“吹起”的功能使用真空开关来进行系统控制集成了消音器和过滤器具有节气功能的版本可选喷嘴尺寸:0.5 mm 至 3.0 mmm典型典型应用用领域域:普遍应用与集成式真空发生系统中。可代替需要使用一连串真空发生器。真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2835-精品精品-集成式真空集成式真空发生器生器m集成式真空集成式真空发生器的生器的结构构真空开关真空开关吸气吸气阀 NO 或者或者 NC吹起吹起阀NC消音器消音器过滤器器真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2836-精品精品-集成式真空集成式真空发生器生器m集成式真空集成式真空发生器的工作原理生器的工作原理 抽气排气排气压缩空气空气真空真空真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2837-精品精品-集成式真空集成式真空发生器生器m集成式真空集成式真空发生器的工作原理生器的工作原理吹气压缩空气空气压缩空气空气真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2838-精品精品-集成式真空集成式真空发生器生器m节气功能的工作原理气功能的工作原理 过程分析程分析不带节气功能 ASFTime sPu mbar-100-200-300-400-500-600-800-900-700最大真空值最低真空值吹“吸“真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2839-精品精品-集成式真空集成式真空发生器生器m节气功能的工作原理气功能的工作原理 过程分析程分析带有节气功能 ASFTime sPu mbar-100-200-300-400-500-600-800-900-700最大真空值最低真空值l吹“吸“ASF真空真空发生器生器-气气动式真空式真空发生器生器-2024/6/2840-精品精品-节能能 Air-Saving FunctionH2H2-h2VacuumH1H1-h1Cycle/TIME0 mbar(750 mbar/75%)()=factory setting(600 mbar/60%)(h1=-150)(550 mbar/55%)(h2=-10)Vacuum ON signal from PLCPart present signal (H2)to PLCPump OFF by air-saving system(internal)Vacuum OFF(blow-off)signal from PLCVacuum level drops due to a leakagePump is switched on by air-saving system经济性考性考虑EconomySchmalz真空真空发生器原理共同特点生器原理共同特点真空真空泵真空真空发生器生器-电动式真空式真空发生器生器-m工作原理工作原理 干式干式转动叶片叶片泵真空泵中含有一个带有叶片的偏心转子，形成了柱形密闭空间。通过转动叶片，由于离心力的作用，叶片被向外推。叶片离心转动，产生了不同体积的腔体。腔B体积的增大，里面的空气膨胀，由此产生真空真空。.由于腔C体积减小，于是在腔C中产生一个正压，真空泵能够产生一个高真空，而且能够提供高的抽吸能力。2024/6/2842-精品精品-真空真空泵m工作原理工作原理 干式干式转动叶片叶片泵排气排气结束束(AE)排气端打开排气端打开排气开始排气开始(AB)开始吸气开始吸气(SB)在吸气端打开在吸气端打开吸气吸气结束束(SE)SBAEABSE吸气吸气阶段完成段完成由于腔体体由于腔体体积减小，空气被减小，空气被压缩真空真空发生器生器-电动式真空式真空发生器生器-2024/6/2843-精品精品-真空真空泵m工作原理工作原理 干式干式转动叶片叶片泵压缩阶段完成段完成ABSBSEAE腔体打开，与外面的腔体打开，与外面的大气相接触大气相接触排气端排气端排气排气ABAESBAB真空真空发生器生器-电动式真空式真空发生器生器-2024/6/2844-精品精品-真空鼓真空鼓风机机m工作原理工作原理 旁路鼓旁路鼓风机机真空鼓风机是根据脉冲原理来工作的空气在旋转叶片(A)是被带入，使得空气被加速和压缩。动能由叶轮传向空气。通过叶片来将空气导出，从而在吸气端产(B)生真空。压缩空气通过打开的排出口(C)离开.真空鼓风机的抽吸能力高，但是真空度较真空发生器和电动式真空泵低。CBA真空真空发生器生器-电动式真空式真空发生器生器-2024/6/2845-精品精品-真空真空发生器的生器的选择m真空真空发生器的生器的应用用领域域集成式真空发生器 SCPM线性真空发生器 SLP/VR0(1013 mbar)真空度真空度%抽抽吸吸能能力力 m/h60集成式真空发生器 SCP/SMP基本型真空发生器 SBP/SEG真空鼓风机 SGBL多级真空发生器 SEM真空泵 EVE-TR/OG/WR非常透气非常透气透气透气气密气密20真空真空发生器生器-真空真空发生器的生器的选择-工件性质2024/6/2846-精品精品-系系统监控控 系系统监控控2024/6/2847-精品精品-应用和重要性用和重要性m对真空系真空系统的状的状态进行行监控。通控。通过控制信号或者控制信号或者显示示的状的状态来来获取系取系统的状的状态信息。信息。m通通过系系统监控，真空系控，真空系统的安全性得到了的安全性得到了显著的提高，著的提高，可能出可能出现的的错误也能也能够更早的被辨更早的被辨识。此外，通。此外，通过控控制，系制，系统的的经济效益也得到了提高。效益也得到了提高。系系统监控控-应用和重要性用和重要性-2024/6/2848-精品精品-应用用实例例m真空开关和真空开关和传感器感器Pu bart s1 V5 Vt sU V模模拟EPAP数字数字01系系统监控控-工作原理工作原理-2024/6/2851-精品精品-安装部件安装部件 安装部件安装部件2024/6/2852-精品精品-应用和影响用和影响m安装部件是真空吸安装部件是真空吸盘的承接件。的承接件。m不同的安装部件可不同的安装部件可为吸吸盘提供了良好的承接，并且适提供了良好的承接，并且适应于各种于各种应用的用的调整。元件的模整。元件的模块化概念。化概念。安装部件安装部件-应用和影响用和影响-2024/6/2853-精品精品-控制控制阀技技术控制控制阀技技术2024/6/2854-精品精品-应用和重要性用和重要性m阀在真空系在真空系统中用来控制真空的供中用来控制真空的供给、真空回路的开、真空回路的开关和关和压缩空气的控制（真空空气的控制（真空发生器的控制）。生器的控制）。m在真空系在真空系统中，中，阀增加了工增加了工艺过程的安全性，同程的安全性，同时确确保了真空系保了真空系统操作的操作的经济性。性。控制控制阀技技术-应用和重要性用和重要性-2024/6/2855-精品精品-电磁磁阀控制控制阀技技术-电磁磁阀-m性性质通过电信号控制24V DC230V AC阀的初始位置:NO(常开 无电流时开启状态)NC(常闭 无电流时关闭状态)直接控制型(线圈直接控制阀槽)气动先导控制型，(线圈控制一个先导阀，由先导阀来控制真正的阀)公称流量:33 l/min 至 5167 l/minm典型典型应用用领域域:普遍用于高度自动化的真空系统中。2024/6/2856-精品精品-直接控制型直接控制型阀控制控制阀技技术-电磁磁阀-m开关功能开关功能 NO 和和 NC常开:常闭:1=出气口2=吸盘3=真空发生器1=出气口2=吸盘3=真空发生器2024/6/2857-精品精品-节流流阀和止回和止回阀m性性质智能真空监控自主开关功能无需外部驱动减小未使用吸盘的泄露保护真空系统m典型典型应用用领域域:用于有部分吸盘未使用且吸盘随机（无法预测）分布的真空系统。控制控制阀技技术-节流流阀和止回和止回阀-2024/6/2859-精品精品-止回止回阀m止回止回阀 SVK,SVV 和和 SVN功能原理.吸盘被非透气性工件覆盖：球阀位于打开的位置，使得吸盘里的真空度得以安全的建立。工件没有覆盖吸盘：止回阀立刻关闭，以确保整个系统的真空度。控制控制阀技技术-节流流阀和止回和止回阀-2024/6/2860-精品精品-mTV and TVN型型机械式驱动，2位2通阀带有弹簧支杆当感应到吸盘已被覆盖，真空管路打开当吸盘没有完全被覆盖时，对真空损失无保护TV 型带有外部螺纹，尤其适用用于吸盘（suction plates）TVN型带有吸盘接头m典型典型应用用领域域:应用于并非所有的吸盘被同时被覆盖的情况。感感应阀控制控制阀技技术-机控机控阀-2024/6/2861-精品精品-施施迈茨真空培茨真空培训真空真空讲座座-真空技术知识-Innovative Vacuum Automation