液压与气压传动教程 气动技术 第5章 气动执行元件(15)

 同样对于真空发生器可能有两级，较小的喷咀的发生器的第一级，而第一级的扩压管对于第二级发生器的扩压管来说相当于喷咀,这种布置有两段产生真空。如图5.45所示。具有较小喷嘴的第一级能够产生高真空，相对而言有较大的扩压管的第二级能抽出更大体积的空气，就使得首先形成一个高流量并在达到一定真空后，利用控制阀转变力更高的真空度。

 真空吸盘是利用吸盘内形成的负压(真空)来吸附工件的一种气动元件，常用作机械手的抓取机构。其吸力为1—10000N，适用于抓取薄片状的工件，如塑料片、硅钢片、纸张(盒)及易碎的玻璃器皿等，要求工件表面平整光滑、无孔和无油污。

利用真空吸附工件，其最简单的方法是由真空发生器和真空吸盘构成一体的组件。典型的真空组件由真空发生器、真空吸盘、压力开关和控制阀构成。真空组件的结构、工作原理如下：

1) 真空发生器

 图4.46为其结构原理，由先收缩后扩张的喷嘴、扩散管和吸附口等组成。压缩空气从输入口供给，在喷嘴两端压差高于一定值后，喷嘴射出超声速射流或近声速射流。由于高速射流的卷吸作用，将扩散腔的空气抽走。使该腔形成真空。在吸附口接上真空吸盘，便可形成一定的吸力，吸起各种物体。

图5.47所示为真空发生器的特性曲线，图5.47a所示为几何尺寸一定的真空发生器，其最高真空度、空气消耗量和吸人流量与工作压力的关系。所谓吸人流量，是指吸附口通大气时，从吸附口吸入的流量。若吸附口完全被封闭，则吸附口内达最大真空度。图5.47b表示吸附口不完全封闭时，在一定工作压力下，吸人流量与真空度的关系。

真空发生器常设计成二级扩散管形式，如图5.45所示。采用二级式真空发生器与单级式产生的真空度是相同的，但在低真空度时吸入流量增加约一倍。这样，在保持低真空度的应用场合，吸附动作响应快。如用于吸取透气性工件时特别有效。

真空发生器的吸力可按下式计算：  式中 F一一吸力(N)；

P一一真空度(MPa)；A一一吸盘的有效面积(m2)；n一一吸盘数量；α一一安全系数。

吸力计算时，考虑到吸附动作的响应快慢。真空度一般取最高真空度的70％一80％。安全系数与吸盘吸物的受力、状态、吸附表面粗糙度、吸附表面有无油污和吸附物的材质等有关。水平起吊时(图5.48a)，标准吸盘(吸盘头部直杆连接)的安全系数α≥2；摇头式吸盘、回转式吸盘的α≥4。垂直起吊时的安全系数 (图5.48b)标准吸盘：α≥4；摇头式吸盘、回转式吸盘:α≥8。

2) 真空吸盘

吸盘常采用丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶和聚氨酯等材料制成碗状或杯状，如图5.49所示。根据工件的形状和大小，可以在安装支架上安装单个或多个真空吸盘。

3) 真空开关

一般在真空组件里内置真空开关，其用途有：①真空系统的真空度控制,②有无工件的确认,③工件吸着确认,④工件脱离确认。

4) 控制阀

真空组件里常用两种电磁阀，真空发生用电磁阀和真空释放用电磁阀。图5.49所示为一种真空组件动作原理图。图5.49a所示为真空发生电磁阀A通电时的工作状况，此时供气通路接通，压缩空气流人真空发生器产生真空，可以用来吸附工件。图5.49b所示为真空释放电磁阀B通电时的工作状况。当被吸附的工件到位需要释放时，真空发生电磁阀A和释放电磁阀B同时动作(A断电，B通电)。此时。停止产生真空,同时压缩空气经B从吸附口流向吸盘，将工件快速释放。由此可见，真空发生用的电磁阀A的作用是接通供气，真空释放电磁阀B的作用是加快工件释放。