Technika podciśnieniowa — często zadawane pytania

Technika podciśnieniowa

Technika podciśnieniowa

Dlaczego generatory podciśnienia muszą być zawsze zasilanie nieolejonym sprężonym powietrzem?

Jeśli używane jest naolejane sprężone powietrze, zassane cząstki pyłu i kurzu obecne w tym powietrzu mogą osadzać się w tłumiku hałasu lub nawet w dyszy podciśnieniowej, obniżając w ten sposób wydajność ssania.

 

Up

Jaki wpływ mają zmiany ciśnienia powietrza na podciśnienie?

Ciśnienie spada wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza. Prowadzi to do obniżenia maksymalnej różnicy ciśnienia, co z kolei oznacza zmniejszenie maksymalnej siły zrywania chwytaka podciśnieniowego.

 

Poniższa tabela przedstawia właściwości tego samego generatora podciśnienia i czaszy przyssawki na wysokościach różniących się o 2000 m:

Wysokość Ciśnienie powietrza Podciśnienie Ciśnienie absolutne Ciśnienie różnicowe
do środowiska
Siła zrywania — czasza przyssawki o średnicy 50 mm
0 m n.p.m. 1013 70 % 303,9 mbar 709,1 mbar 105,8 N
2000 m n.p.m. 789 70 % 236,7 mbar 552,3 mbar 82,4 N

Up

Jaka jest różnica między generatorami podciśnienia typu H i L?

H = wysokie podciśnienie

L = szybkie wysysanie (duży przepływ)

Vacuum suction rate

Typ H jest optymalizowany do wytworzenia dużego podciśnienia > -0,4 bar. Urządzenia te nadają się do wszystkich standardowych zastosowań.

Typ L jest optymalizowany do wytwarzania wysokiego stopnia wysysania przy umiarkowanym poziomie podciśnienia do -0,4 bar. Urządzeń tych można używać w przypadku porowatych elementów roboczych. Zwiększony stopień wysysania oznacza lepszą pracę w przypadku nieszczelności.

Up

Co to jest ekonomiczny obwód powietrzny?

W przypadku wykorzystywania generatora podciśnienia bez dodatkowych funkcji wymagane jest jego zasilanie, gdy włączony jest obwód podciśnienia.

W przypadku generatora podciśnienia z monitorowaniem podciśnienia przy użyciu czujnika i z wbudowanym zaworem zwrotnym podciśnienie jest wytwarzane tylko wtedy (i tylko wtedy pobierana jest energia), gdy jego wartość spadnie poniżej ustalonego poziomu.

Gdy podciśnienie w układzie pozostaje w zadanym zakresie, generator podciśnienia wyłącza się w celu oszczędzania energii.

Taki układ oszczędzania energii może być sterowany przy użyciu sterownika PLC. Układ sterowania może być także całkowicie zintegrowany z generatorem podciśnienia.

Up

Podciśnienie spada, ponieważ czasza przyssawki jest nieszczelna. Co trzeba zrobić?

Zawór ISV zabezpieczający podciśnienie zamyka gniazdo zaworu przed pewnym przepływem przełączania, ograniczając w ten sposób przepływ przez nieszczelność do określonej wartości.

Uniemożliwia to całkowity zanik podciśnienia.

Można jednak użyć ograniczonej liczby zaworów ISV zabezpieczających podciśnienie niezależnie od stopnia wysysania generatora podciśnienia.

ISV

Up

Dlaczego w generatorach podciśnienia należy używać otwartych tłumików hałasu?

Wraz z upływem czasu zamknięty tłumik hałasu ulega zanieczyszczeniu od wewnątrz cząstkami pyłu, które są większe niż pory na powierzchni tłumika. W miarę wzrostu zanieczyszczenia w generatorze podciśnienia powstaje stopniowo ciśnienie wsteczne (powoduje to obniżenie wydajności i konieczność wykonania konserwacji).

W przypadku otwartego tłumika hałasu cząstki pyłu mogą być odsysane dyszą Lavala, co pozwala na zachowanie przepływu powietrza.

Zalety: niezawodna, bezpieczna praca i bezobsługowość.

 

offener Schalldaempfer

offener Schalldaempfer 11

Up

W jaki sposób można monitorować podciśnienie?

Istnieje wiele rozwiązań do monitorowania podciśnienia.

  • Próżniomierz (wskaźnik analogowy), np. VMA
  • Wyłącznik podciśnieniowy (wyłącznik mechaniczny/elektryczny), np. VPEV
  • Wyłącznik podciśnieniowy (wyłącznik elektryczny), np. SDE
  • Czujniki ciśnienia wbudowane w generator podciśnienia, np. OVEM

 

Up

Jakie są zalety zdecentralizowanego wytwarzania podciśnienia?
  • Wytwarzanie podciśnienia tylko wtedy, gdy jest ono potrzebne i w pobliżu obszaru chwytania (skuteczność ekonomiczna)
  • Minimalna długość linii/przewodu i maksymalna wydajność
  • Krótki czas wytwarzania próżni i czas cyklu
  • Kontrolowane ustawianie dzięki niezawodnemu impulsowi wyrzutowemu
  • Dzięki niewielkiej długości przewodu można często uzyskać krótszy czas wytwarzania próżni przy mniejszym generatorze podciśnienia (mniejszy pobór powietrza)

Up

Jaki wpływ ma przewód podciśnienia i zasilania ciśnieniem wraz ze złączami na cały system podciśnienia?
  • Rozmiar przewodu zasilania ciśnieniem musi odpowiadać poborowi powietrza generatora podciśnienia.
  • Rozmiar przewodu podciśnienia musi odpowiadać zastosowanej czaszy przyssawki.
  • Rozgałęziacz należy dostosować do rury i liczby dobranych czasz przyssawek.
  • Rozmiar przewodu podciśnienia musi odpowiadać zastosowanemu generatorowi podciśnienia.
  • Długie i cienkie przewody są często przyczyną powstawania wąskiego gardła i obniżają sprawność generatora podciśnienia. W konsekwencji generator podciśnienia zużywa więcej powietrza, ale nie wytwarza więcej podciśnienia (większy czas wytwarzania próżni).

  

 

Venturi nozzle 

 

Wzór na średnicę nominalną [mm]

Złącze P1 (1) ≥ 2 x ≥ Ø dyszy Venturiego

Złącze V (2) ≥ 3 x ≥ Ø dyszy Venturiego = wysokie podciśnienie

Złącze V (2) ≥ 4 x ≥ Ø dyszy Venturiego = wysoka wydajność wysysania

Obowiązuje dla długości przewodu <= 0,5 m

Dla długości przewodu > 0,5 m należy dobrać większą średnicę.

 

 

Up

W jaki sposób można obliczyć siłę trzymania i siłę zerwania?

Aby określić wymaganą siłę trzymania, należy znać obliczoną masę, przyspieszenie systemu i współczynnik tarcia.

 

Wymagana siła trzymania zależy od sytuacji związanej z obciążeniem. Poniżej przedstawiono trzy główne sytuacje obciążenia:

 

  • Sytuacja 1: czasza przyssawki w położeniu poziomym, ruch w kierunku pionowym (najlepszy przypadek)
  • Sytuacja 2: czasza przyssawki w położeniu poziomym, ruch w kierunku poziomym
  • Sytuacja 3: czasza przyssawki w położeniu pionowym, ruch w kierunku pionowym (najgorszy przypadek)

 

W większości cykli pick & place można wyróżnić kilka różnych ruchów. W poniższych obliczeniach należy zawsze wziąć pod uwagę najgorszy przypadek z największą teoretyczną siłą trzymania.

 

Do obliczenia siły trzymania potrzebne są waga elementu roboczego i przyspieszenie.

 

Sytuacja 1

Czasza przyssawki w położeniu poziomym, ruch w kierunku pionowym (najlepszy przypadek)

Calculation formula 1

 

Sytuacja 2

Czasza przyssawki w położeniu poziomym, ruch w kierunku poziomym

Calculation formula 2

 

Sytuacja 3

Czasza przyssawki w położeniu pionowym, ruch w kierunku pionowym (najgorszy przypadek)

Calculation formula 3

 

FH = teoretyczna siła trzymania chwytaka przyssawkowego [N]

m = masa [kg]

g = przyspieszenie ziemskie (9,81 m/s²)

a = przyspieszenie układu [m/s²]

Ostrzeżenie: należy pamiętać o marginesie bezpieczeństwa dla przyspieszenia.

 

S = współczynnik bezpieczeństwa

= co najmniej 1,5 dla ruchu liniowego

= co najmniej 2 dla ruchu obrotowego

µ = wartość tarcia

 

Empiryczna wartość tarcia (powierzchnia)

Zaolejona: µ = 0,1

Mokra: µ = 0,2–0,3

Szorstka: µ = 0,6

Drewniana: µ = 0,5

Metalowa: µ = 0,5

Szklana: µ = 0,5

Kamienna: µ = 0,5

Ostrzeżenie: są to wartości uśrednione — należy je sprawdzić w przypadku danego elementu roboczego.

 

Empiryczne wartości przyspieszenia

Napęd elektryczny ze śrubą: 6 m/s²

Napęd elektryczny z paskiem zębatym: 20 m/s²

Napęd serwopneumatyczny: 25 m/s²

Napęd pneumatyczny: 30 m/s²

Napęd pneumatyczny obrotowy: 40 m/s²

 

 

Up

Które właściwości elementu roboczego są ważne podczas planowania aplikacji podciśnieniowej?
  • Ciężar
  • Porowatość (porowaty/hermetyczny)
  • Powierzchnia (gładka/szorstka)

 

Ciężar i powierzchnia odgrywają ważną rolę podczas obliczania siły trzymania i siły zrywania (siła, współczynnik tarcia).

Porowatość elementu roboczego należy uwzględnić podczas doboru wymaganej wydajności (upływ powietrza i wynikowy zanik podciśnienia).

Up

Czy Festo oferuje także filtry do podciśnienia?

Filtry podciśnieniowe VAF-DB są dostępne w następujących rozmiarach: ¼", 3/8" i ½".

Up

Definicja podciśnienia

Podciśnienie to stan gazu, w którym gęstość cząstek jest niższa niż gęstość atmosfery ziemskiej na poziomie morza. Ogólnie rzecz biorąc, ciśnienie w pneumatyce jest określane jako dodatnie lub manometryczne (względem ciśnienia otoczenia). To z kolei oznacza, że podciśnienie ma zawsze wartość ujemną (mierząc w dół od poziomu ciśnienia otoczenia). Ciśnienie jest zwykle podawane w barach lub milibarach (mbar) (1 bar = 1000 mbar). Jest to jednostka pochodna podstawowej jednostki układu SI — paskala (Pa). Stosowane dawniej jednostki ciśnienia, takie jak torr, Kp/cm2, at, atm, mWS i mm Hg, nie powinny być już używane.

 

 

Up

Jaka jest zasada działania generatora podciśnienia?

 

Vacuum generator

 

Generator podciśnienia Festo działa zgodnie z zasadą Venturiego. Sprężone powietrze przepływa z portu zasilającego do wyrzutnika. Zwężenie w dyszy Venturiego zwiększa prędkość powietrza do prędkości naddźwiękowej. Po wyjściu z dyszy Venturiego powietrze rozszerza się i przepływa przez dyszę wylotową w porcie wyjściowym (tłumiku hałasu). W procesie tym w komorze między dyszą Venturiego a dyszą wylotową powstaje podciśnienie, które powoduje zasysanie powietrza z przyłącza podciśnienia. Odessane powietrze i powietrze wywiewane opuszczają urządzenie przez port wyjściowy (tłumik hałasu).

Up

Jaka musi być średnica przewodu, gdy używany jest generator podciśnienia serii VN-...?
Generator podciśnienia Przyłącze pneumatyczne:
średnica zewnętrzna przewodu
Przyłącze podciśnienia,
wysoki zakres przepływu:
średnica zewnętrzna przewodu
Przyłącze podciśnienia,
wysokie podciśnienie:
średnica zewnętrzna przewodu
VN-05 4 4 4
VN-07 4 6 4
VN-10 4 6 6
VN-14 6 8 6
VN-20 6 12 8
VN-30 10 16 12

 

Up

Z jaką prędkością powietrze przepływa przez generator podciśnienia?

Prędkość powietrza w generatorze podciśnienia ponadtrzykrotnie przekracza prędkość dźwięku (Mach 3).

  • Mach 1 = prędkość dźwięku
  • Mach 2 = dwukrotna prędkość dźwięku
  • Mach 3 = trzykrotna prędkość dźwięku itd.

Up

Z jakiego typu materiału są wykonane czasze przyssawek Festo i do czego są używane?

 

Materiał czaszy przyssawki Kolorowy Zakres temperatury [°C] Odporność na ścieranie Element roboczy
Kauczuk nitrylowy (N) Czarny -10 ... +70 ++ Zaolejony i gładki
Poliuretan (U) Niebieski -20 ... +60 +++ Zaolejony, gładki i szorstki
Silikon (S) Biały, przezroczysty -30 ... +180 + Żywność, ciepła i zimna
Guma fluorowa (F) Szary -10 ... +200 + Zaolejony, gładki i gorący
Kauczuk nitrylowy, antystatyczny (NA) Czarny z białą kropką -10 ... +70 ++ Elektronika, zaolejony
Poliuretan, odporny na temperaturę (T) Brązowy przezroczysty -20 ... +60 +++ Zaolejony i szorstki

 

Up

W jaki sposób dobrać czaszę przyssawki do elementu roboczego?

 

Standardowa czasza przyssawki

Do płaskich, pofałdowanych i zakrzywionych powierzchni

 

 

 

Bardzo głęboka przyssawka

Do okrągłych i zakrzywionych elementów roboczych

 

 

 

Owal

Do wąskich, wydłużonych elementów roboczych, takich jak profile i rury

 

 

 

Mieszek

  • Do powierzchni nachylonych

  • Do zakrzywionych okrągłych powierzchni, elastycznych elementów roboczych o dużych powierzchniach płaskich
  • Do delikatnych elementów roboczych, takich jak szklane butelki lub żarówki
  • Ekonomiczny kompensator wysokości

 

Up

Co określa czas zasilania powietrzem?
Czas zasilania powietrzem odnosi się do czasu wymaganego do obniżenia podciśnienia 6 bar do szczątkowego podciśnienia -0,05 bar dla objętości 1000 cm³. (Powietrze jest podawane wstecznie przez tłumik hałasu za pośrednictwem dyszy Lavala.)

Up

Co określa czas wytwarzania próżni?
Czas wytwarzania jest wymagany do opróżnienia objętości 1000 cm³ do określonego poziomu podciśnienia.

Up

Jakie rodzaje podnośników obejmują generatory podciśnienia?

Należy zapoznać się z informacjami na temat różnych typów zasysania:

Chwytak przyssawkowy ESG, owalny

Chwytak przyssawkowy VAS/VASB

Chwytak przyssawkowy, standardowy

 

 

Up

Czy można wymienić wkładkę filtrującą filtra podciśnienia VAF-...?
Nie. Nie można wymienić wkładki filtrującej tego elementu.

Up

Czy generator podciśnienia VADMI-...LS-... może być używany wraz z kablami przeznaczonymi do innych zaworów?

Nie. Generator podciśnienia z funkcją oszczędzania powietrza wymaga zastosowania specjalnego, dostarczonego w zestawie zestawu kabli.

Up

Czy generator podciśnienia VADMI-... może być także używany z kablami przeznaczonymi do generatora podciśnienia VADMI-...-LS-...?

Nie. Generator podciśnienia VADMI-... nie może być używany z kablami przeznaczonymi do generatora podciśnienia VADMI-...-LS-... z funkcją oszczędzania powietrza.

Up

Czy dostępne są zbiorniki dopuszczone do pracy z podciśnieniem?
Wszystkie zbiorniki ze stali nierdzewnej (CRVZS-...) mogą być także używane w przypadku podciśnienia aż do -0,95 bar.

Up