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成都新为诚科技有限公司
基本理论
一.微型水泵(水气两用)
 

关于用微型真空泵吸附物体的问题(新解)

1.真空吸附的含义:

是指把真空泵抽气口通过吸盘、管子等元件与待吸附物体连接,此时吸盘类似密闭容器,对吸盘抽真空,造成内部气压由常压变为负压,利用外界大气压和这个负压之间的压差作用,达到吸附住物体的目的。
    因此,必须选择真正意义上的微型真空泵,如PK、PC、VCH等系列产品等,而不能选用气体取样泵,如SA、SB、PM系列(详见《微型真空泵、气泵分类》)。

2.计算吸附力的理论公式:

 F≈0.01(101-P 绝对压力 )S 吸盘面积
(即F≈0.01×泵的最大负压×吸盘面积)


    上式中, F:理论吸附力大小,单位:Kgf(公斤力)
             P绝对压力:为微型真空泵的绝对真空度,单位取:KPa(千帕)
             S吸盘面积:为吸盘有效面积,单位取:cm 2(平方厘米)

从上式可以看到,吸附力的大小理论上与泵的流量无关,但在实际使用中与流量参数是相关的。原因如下:因为气路系统不可能做到理论密封,总有一定的泄漏。在这种情况下,微型真空泵的流量越大,泄漏量所占的比例越小,越有利于泵维持较高的真空度,从而得到更大的吸附力。比如,有2台极限真空度相同的泵,A泵流量为1L/min,B泵流量为20L/min,同样在0.1L/min的泄漏情况下,A泵的真空度会降低很多,因为0.1L/min的泄漏对它而言太大了。但0.1L/min的泄漏对B泵来说不算什么,仍然可以维持较高的真空度。因此,虽然二者真空度相同,但在实际中,B泵产生的吸附力更大。

因此,泵选型时必须同时考虑真空度和流量两个指标,只重视真空度指标是不切实际的。

关于吸附时间快慢问题可参见 《对密闭容器抽气时,容器内真空度随抽气时间的变化曲线和计算工具》

关于物体被吸住后的释放问题。当需要释放被吸住的物体时,首先必须使泵停机,不要继续抽真空。泵停机后,物体不一定会立即脱落,因为泵都有一定的保压能力,真空还将继续维持一会儿。要想立即释放,气路系统应再增加一条支路,连接一开关阀,泵停机并同时打开阀门,立即消除气路系统真空,这样才能可靠地释放物体。

3.常见微型真空泵能提供的最大抽吸力(吸附力)+吸住物体重量列表(蓝色代表最常被使用的型号)

系列
型号
最大负压(kPa)
(通常按当地大气压=100kPa计算)
最大吸附力(Kgf公斤力)
(假设吸盘面积为1平方厘米)
能从下往上提住物体的
最大重量(克)(理论上)
VM
VM8001
-20
0.2
200
VM7002
-30
0.3
300
VM6503
-35
0.35
350
VM6005
-40
0.4
400
VAA
VAA6005
-40
0.4
400
VAA5008
-50
0.5
500
PK
PK5008
-50
0.5
500
PK4512
-55
0.55
550
PC
PC4020N
-60
0.6
600
PC3025N
-70
0.7
700
VCH
VCH1028
-90
0.9
900
VCA
VCA5038
-50
0.5
500
FAA
FAA4002
-30
0.3
300
FAA6003
-40
0.4
400
FAA8006
-50
0.5
500
PCF
PCF5015N
-50
0.5
500

注意:
1.负压相同下,流量大的微型真空泵,比流量小的实际抽吸力要强(因为补充的快,对系统来说,维持这个负压的能力就强)。比如VCA5038的峰值流量为38L/MIN,和PCF5015的15L/MIN相比,虽然负压一样,但实际吸附力要强于PCF5015N。  
2.以上吸附重量都是指垂直向上吸附的情况(即泵的抽吸力向上,对抗物体向下的重力);而垂直向下吸附及侧面吸附要复杂得多,因为涉及到接触面摩擦系数不同和受力情况不同等因素影响,甚至还有吸附后要移动等问题,就不能简单依据上表进行选择了。     (结束)

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