1、真空元件与系统,SMC（中国）有限公司 上海分公司,SMC气动培训教程,真空元件,真空元件的选定,真空过滤器（ZF系列）,真空压力开关（ZS系列）,真空发生器 （ZH系列）,真空吸盘 （ZP系列）,概述,主要内容,真空系统的组成,概述,现状：用途：真空发生装置的分类：,真空泵,对于任何具有光滑表面的物体，特别对于非铁、非金属且不适合加紧的物体，如薄的纸张、塑料膜，铝箔，易碎的玻璃及其制品，集成电路等微型精密零件，都可使用真空吸附,适合连续、大流量工作，不宜频繁起停，适合集中使用,真空发生器,需供应压缩空气，宜从事流量不大的间歇工作,以真空压力为动力源，已成为实现自动化的一种手段,真空泵,真空泵
2、是吸入口形成负压，排气口直通大气，两端压力比很大抽出气体的机械,右图是运用真空泵的典型真空回路,真空泵,10,10,1IDF冷冻室干燥器 2AF空气过滤器 3AM油雾分离器 4AR减压阀 5真空破坏阀 6节流阀 7真空压力开关 8真空过滤器 9真空表 10真空吸盘 11真空切换阀 12真空罐 13真空减压阀 14真空泵 15消声器,如图所示：这个两位两通阀的作用在于，左位使得真空吸盘与真空泵相连，依靠真空泵抽吸空气，产生真空压力；而右位一旦与吸盘相通，则等同于吸盘与气源相连，破坏建立起的真空压力。,可改成,真空发生器组成的真空回路,典型真空回路,真空泵与真空发生器的特点,吸盘是直接吸吊物体的元
3、件,通常是由橡胶材料与金属骨架压制成型的,真空吸盘,真空吸盘的安装方式,螺纹连接（无缓冲能力）,带缓冲体的连接,吸盘真空口的取出方式,纵向（ZPT型）,横向（ZPR型快换接头和ZPY型带倒勾式）,橡胶材料如长时间在高温下工作，将缩短寿命。如橡胶出现脆裂，是橡胶老化的表现，所以应保管在冷暗的室内，避免受热或日光照射,材质区别,真空吸盘,真空吸盘,吸盘形状,ZPT,02,U,N,A5,真空吸盘式样,吸盘材质,真空取出口 的螺纹直径,吸盘垫直径,真空吸盘ZPT系列,ZPT,16,U,GS,K,20,0 6,A10,缓冲方式,冲程,真空取出口,真空取出口 的取付接线,吸盘形状,吸盘材质,不带缓冲,带缓
4、冲,ZPT大型高荷重,不带缓冲,ZPT,40,H,N,A14,带缓冲,ZPT,40,H,N,J,25,B01,A18,吸盘 形状,吸盘 材料,真空取出口,真空取出口,安装处螺纹,重！,ZPX不带缓冲高荷重真空吸盘,ZPX,40,H,N,B01,B8,高荷重,真空接管口径,安装,ZPX,40,H,N,J,25,B01,A18,不带缓冲,带缓冲,ZPT、ZPR系列可摆动型,此种类型的真空吸盘的头部可有 15。的摆动角度,真空发生器,基本原理,组成：真空发生器由先收缩后扩张的拉瓦尔喷管、负压腔和接收管等组成。有供气口、排气口和真空口。 气体流动：当供气口的供气压力高于一定值后，喷管射出超声速射流。形
5、成真空： 由于气体的粘性，高速射流卷吸走负压腔内的气体，使该腔形成很低的真空度。在真空口处接上真空吸盘，靠真空压力便可吸起吸吊物,真空发生器的工作原理,单级真空发生器,多级真空发生器,喷嘴,负压腔,扩张接收管,供气口,真空口,排气口,当供气口的压力超过一定值时，喷管射出超声速射流，并由于气体的粘性卷吸走负压腔内的气体，使该腔形成很低的真空压力，从而在真空口形成真空。,当喷嘴与接收管直径增大时，真空压力降低，而吸入流量增加,负压腔分成了前后两个，前面一个接收管直径较小，能够提供较高的真空压力，而后一个直径较大，能够实现较大的吸入流量。,真空发生器,分类,按性能分：,按连接方式分：,按外形分：,盒
6、式（B型） 在排气口带消声器,管式（D型） 不带消声器,标准型（S型）,大流量型（L型）,快换接头式,椎管螺纹连接式,ZU系列,最高真空压力 S：-85Kpa L：-48Kpa,喷嘴口径 05：0.5mm 07：0.7mm,05,ZU,S,ZH,B,07,S,06,06,ZH,D,07,S,01,01,01,喷嘴口径,最高真空压力,供气口接管口径,真空口接管口径,排气口接管口径,ZH系列,真空发生器,ZL系列多级真空发生器,标准形：,ZL112,带真空压力表形：,ZL112G,开真空压力数字开关：,ZL112E,开关/配线,真空发生器组件,真空发生器组件是将各种真空元件组合起来的多功能元件,真
7、空发生器组件的构成,真空发生器,消声器,抽吸过滤器,真空压力开关,ZM系列,ZX系列,ZR系列,真空发生器系统构成元件,系列,概要,真空发生器喷嘴口径（mm),构成元件,供给阀,破坏阀,真空压力开关,真空过滤器,ZX系列,ZM系列,ZR系列,电子元件等小件的真空搬运用 也可用于真空泵系统,使用2段式真空发生器，提高了真空发生器的使用效率,使用双电控制阀，有自保持功能 模块式设计，必要的功能可组合 也可用于真空泵系统,0.51.0,0.51.3,1.02.0,真空发生器组件,真空压力开关,概述,真空压力开关是用于检测真空压力的开关。当真空压力未达到设定值时，开关处于断开状态。当真空压力达到设定值
8、时，开关处于接通状态，发出电讯号指挥真空吸附机构动作。,作用,当真空系统存在泄漏，吸盘破损或气源压力变动等原因而影响到真空压力大小时，装上真空压力开关便可保证真空系统安全可靠的工作。,真空压力开关的分类,按功能分,按电触点的形式分,通用型,小孔口吸着确认型,无触点式（电子式）,有触点式（磁性舌簧开关式）,真空压力开关,ZSE4B真空压力开关,液晶显示：显示当时压力显示设定开/关值显示错误编号显示单位 发光二极管：（绿色）显示开关操作状态（红色）出错时，红灯闪亮 设定键：开动到设定状态下,上键：增加开/关设定数值 下键：减少开/关设定数值单位转换及输出型式 转换 复原键：同时按下上键及下键， 便
9、会产生复原功能。清除不正常显示，显示“0”,真空压力开关,ZSE5B真空压力开关,ZSE5B,L,配管式样,输出式样,3m长,PS1000正压 PS1100负压,开关,PS,00,R06,L,10：正压 11：负压,线长,口径,10,真空压力开关,应根据工件的大小选择合适能力的真空压力开关。如精密小零件，其使用的吸着口径很小，所以真空压力开关的闭合压力和开启压力之差很小，必须使用像ZSP1系列这种迟滞小，且精度高的吸着确认型开关 设定压力必须调到确认吸着的最低真空度以上，以避免吸着不稳定 ZSM1系列真空压力开关不要靠近磁场和动力线,确认吸着区,吸着不稳定区,不吸着区,供给压力,设定压力,大气
10、压力0,高真空,真空过滤器,基本概念：真空过滤器是将从大气中吸入的污染物（主要是尘埃）收集起来，以防止真空系统中的元件受污染而出现故障。,基本要求：滤芯污染程度的确认简单，清扫污染物容易，结构紧凑，不致使真空到达时间增长。,两个系列,ZFA系列（箱式结构）,ZFA 100 F 01,100,流量,螺纹,口径,托架,ZFA系列（管式连接）,ZFA 100 04,100,流量,输入输出口管外径,真空过滤器,进出口方向不得装反，配管处不得有泄漏 真空过滤器内流速不大，空气中的水分不会凝结，故该过滤器无需分水功能 不要用AF系列过滤器取代ZF系列过滤器，避免性能变差,真空元件的选定,利用真空发生器或真
11、空泵吸着工件的场合，真空压力和吸着响应时间受到配管条件和工件种类的影响。选定合适的真空元件，可使真空系统能有效的工作。,选定步骤,1、吸盘的选定 1-a求理论吸调力的方法 2-b求吸盘直径的方法,1、真空发生器、真空切换阀的选定 2-a求吸着相应时间的方法 2-b工件吸着时的泄漏量 2-c真空发生器、真空切换阀的尺寸（有漏气的场合） 2-d真空发生器、真空切换阀的尺寸（无漏气的场合）,真空元件的选定,选定步骤1 吸盘的选定,根据算出的吸盘的吸吊力求吸盘的直径。 有时，计算值作为参考值，还要进行必要的吸着试验来确认。 吸吊力的计算要根据工件的重量及移动时（上升、停滞、回转等）的加速度产生的惯性力
12、，给予充分的裕量。 还要考虑到吸盘个数及配置情况给予裕量。,1-a求理论吸吊力的方法,计算法,W=P*S*0.1*(1/t) (W=P/760*1.033*S*1/t),W:吸吊力(N) W:吸吊力(kgf) P:真空度（kpa) P:真空度(mmHg) S:吸盘面积（cm2) T:安全系数 水平吊：4以上垂直吊：8以上,W,吸盘,水平吊,W,垂直吊,（应当避免作为基本方法使用）,真空元件的选定,1-b求吸盘直径的方法,计算法,(4/3.14)*(720/P*1.033)*(W/n)*t*100 ),(D=,(4/3.14)*(1/P)*(W/n)*t*1000,D=,W:吸吊力(N) D:吸
13、盘直径(mm) W:吸吊力(kgf) n:吸盘数量 P:真空度（kpa) P:真空度(mmHg) t:安全系数 水平吊：4以上垂直吊：8以上,选定步骤2 真空发生器、真空切换阀的选定,真空元件的选定,2-a求吸着相应时间的方法,计算法,吸着响应时间T1=V*60/Q 吸着响应时间T2=3T1 配管容积V=3.14/4D2*L*(1/1000)(L),T1:最终真空度Pv的63%的到达时间(sec) T2:最终真空度Pv的95%的到达时间(sec) Q1:平均吸入流量L/min(ANR) D:配管内径(mm) L:从真空发生器或切换阀到吸盘的配管长度(m) V:从真空发生器或切换阀到吸盘的容积(
14、L) Q2:从真空发生器或切换阀到吸盘之间配管系统的最大流量Q2=S*11.1 L/min(ANR) Q:取Q1、Q2种的小流量L/min(ANR) S:配管的有效面积(mm2),真空元件的选定,2-b工件吸着时的泄漏量,QL=11.1*SL,2-c真空发生器、真空切换阀的尺寸（有漏气的场合）,1、求达到吸着响应时间所需的平均吸入流量 Q=V*60/T1+QL T2=3T1,QL:泄漏量L/min(ANR) SL:工件和吸盘间的间隙或共建开口处的有效面积(mm2),Q:平均吸入流量L/min(ANR) V:配管容积(L) T1:最终真空度Pv的63%的到达时间(sec) T2:最终真空度Pv的
15、95%的到达时间(sec) QL:工件吸着时的泄漏量L/min(ANR),真空元件的选定,2-c真空发生器、真空切换阀的尺寸（有漏气的场合）,2、最大吸入流量 QMAX=(23)Q L/min(ANR) 真空发生器的场合：应选定最大吸入流量比QMAX还大的真空发生器 真空切换阀的场合：有效截面积 S= QMAX /11.1 (mm) 应选定切换阀的有效面积比上式求出的有效面积S还大的阀,2-d真空发生器、真空切换阀的尺寸（无漏气的场合）,1、平均吸入流量 Q=V*60/T1 T2=3T1,Q:平均吸入流量L/min(ANR) V:配管容积(L) T1:最终真空度Pv的63%的到达时间(sec) T2:最终真空度Pv的95%的到达时间(sec),真空元件的选定,2-d真空发生器、真空切换阀的尺寸（无漏气的场合）,2、最大吸入流量 QMAX=(23)Q L/min(ANR) 真空发生器的场合：应选定最大吸入流量比QMAX还大的真空发生器 真空切换阀的场合：有效截面积 S= QMAX /11.1 (mm) 应选定切换阀的有效面积比上式求出的有效面积S还大的阀,谢谢各位,
