Vakum had pam tanpa minyak hanya 90 kPa, mengapa masih boleh memegang bahan kerja

Pada jadual pemilihan, vakum had V3, V8, V10, V16 ditulis 90 kPa. Ramai orang melihat angka ini akan mula ragu: kurang daripada satu atmosfera, bolehkah menyedut barang. Cawan sedutan pada barisan pemasangan elektronik, kepala ambil dan letak mesin pita, hujung lengan robot, banyak gerakan sebenarnya digerakkan oleh pam tahap ini. Masalahnya bukan pada pam, tetapi pada cara daya sedutan dikira.

90 kPa ialah tahap vakum, bukan 90% udara telah disedut keluar

90 kPa dalam jadual merujuk kepada tahap vakum relatif kepada atmosfera. Mengikut tekanan atmosfera piawai 101.3 kPa, tekanan absolut di port pam kira-kira 11 kPa. Halaman produk juga menandakan “tahap vakum penggunaan 85 kPa”, maksudnya semasa operasi berterusan port pam secara kasar dikekalkan pada tekanan absolut 16 kPa. Perbezaan antara dua nilai ialah 5 kPa, yang berbeza ialah kehilangan tekanan paip dan kebocoran cawan sedutan—nilai had nominal hanya dapat dibaca apabila port masuk tersumbat sepenuhnya.

Daya yang dikenakan pada cawan sedutan hanya berkaitan dengan beza tekanan dan luas kawasan yang dikenakan daya:

F = ΔP × A

Cawan sedutan φ50 mempunyai luas 19.63 cm², pada tahap vakum 60 kPa beza tekanan dikira sebagai 60 kPa, F = 0.001963 m² × 60000 Pa ≈ 118 N, kira-kira 12 kgf. Ini ialah nilai teori, di bawah disenaraikan mengikut diameter:

Diameter cawan sedutan	Luas berkesan	Pada vakum 60 kPa	Pada vakum 85 kPa
φ20	3.14 cm²	18.8 N / 1.9 kgf	26.7 N / 2.7 kgf
φ30	7.07 cm²	42.4 N / 4.3 kgf	60.1 N / 6.1 kgf
φ40	12.57 cm²	75.4 N / 7.7 kgf	106.8 N / 10.9 kgf
φ50	19.63 cm²	117.8 N / 12.0 kgf	166.9 N / 17.0 kgf
φ80	50.27 cm²	301.6 N / 30.7 kgf	427.3 N / 43.6 kgf
φ100	78.54 cm²	471.2 N / 48.0 kgf	667.6 N / 68.1 kgf

Jadual yang sama dikira pada 85 kPa, nilai didarab dengan 1.42. Apabila beza tekanan berganda, daya juga berganda, tidak mempunyai hubungan langsung dengan kuasa pam.

Faktor keselamatan: nilai teori perlu dibahagi dua

Cawan sedutan bukan jasad tegar, permukaan bahan kerja mempunyai filem minyak, tekstur, ubah bentuk, dan bibir pengedap juga tidak mungkin melekat sepenuhnya. Dalam kejuruteraan, faktor diambil mengikut arah sedutan: sedutan mendatar ke atas tanpa pecutan, ambil 2 kali; sedutan sisi, dengan pecutan atau permukaan bahan kerja kasar, ambil lebih daripada 3 kali.

Contoh: plat aluminium 2 kg, 4 cawan sedutan φ30, tahap vakum 60 kPa. Setiap satu 4.3 kgf, jumlah 17.2 kgf, dengan faktor 2 kali dibenarkan 8.6 kgf, rezab lebih 4 kali. Bahan kerja yang sama ditukar kepada 2 cawan sedutan φ20, jumlah 3.8 kgf, selepas dibahagi dua tinggal 1.9 kgf, lebih rendah daripada berat bahan kerja—kejadian bahan kerja terjatuh sekali-sekala yang tidak kerap berlaku, begitulah asalnya.

Kadar pengepaman menentukan berapa lama untuk melekat, bukan menentukan sama ada boleh melekat

Cukup atau tidak daya sedutan ialah masalah beza tekanan, cepat atau tidak sedutan ialah masalah kadar pengepaman. Kadar pengepaman V8 ialah 6.8 m³/h (50 Hz), iaitu 1.89 L/s. Di bahagian peralatan terdapat satu tangki penampan 20 L, mengepam dari tekanan atmosfera ke tekanan absolut 40 kPa:

t = V / S × ln(P₁/P₂) = 20 / 1.89 × ln(101.3 / 40) ≈ 9.8 s

9.8 s ini hanya mengira pengepaman udara, belum mengira kebocoran sebelum bahan kerja melekat rapat. Dalam keadaan sama, tukar kepada V16 (16 m³/h, 4.44 L/s), isipadu tangki 50 L, kira-kira 10.5 s. Masa kitaran memerlukan sedutan dalam 3 s, bergantung pada membesarkan pam selalunya kurang berkesan daripada mengecilkan tangki penampan: isipadu tangki turun dari 20 L ke 5 L, masa pengepaman V8 turun kepada kira-kira 2.5 s.

Keupayaan mengekalkan bergantung pada kadar kebocoran, bukan pada vakum had

Bahan berliang (kadbod, buih, fabrik, bahagian bersinter), sambungan hos, sambungan berputar semuanya akan bocor. Kadar pengepaman nominal V8 ialah 133 L/min, jika sistem bocor 20 L/min pada beza tekanan 60 kPa, kadar pengepaman berkesan tinggal 113 L/min, titik tekanan masih dapat dikekalkan, cuma pam berjalan pada beban penuh untuk jangka panjang, kenaikan suhu dan bunyi bising turut meningkat. Apabila kadar kebocoran menghampiri kadar pengepaman nominal, pam tidak dapat mengekalkan titik set, ditunjukkan sebagai cawan sedutan menjatuhkan bahan secara berselang-seli.

Bilakah 90 kPa benar-benar tidak mencukupi

Tiga jenis keadaan kerja:

Pertama, pengepaman vakum yang memerlukan tekanan absolut ruang lebih rendah daripada 10 kPa, seperti pembungkusan vakum, impregnasi, penyahbuih; vakum 90 kPa tidak dapat dicapai secara fizikal; Kedua, sebagai peringkat awal untuk salutan filem dan rawatan haba, memerlukan tahap 0.1 mbar, perlu menggunakan pam bilah berputar bermeterai minyak; vakum had V0025A 0.5 mbar, V0040A hingga V0100 ialah 0.1 mbar; Ketiga, stesen jauh dengan saluran paip panjang dan banyak siku, kehilangan tekanan mengambil beberapa belas kPa; pada masa ini kira diameter paip dahulu, belum tentu perlu menukar pam.

Tiga soalan pemilihan

Berapa besar beza tekanan diperlukan untuk memegang bahan kerja. Kira secara songsang berdasarkan berat bahan kerja, bilangan cawan sedutan dan faktor keselamatan, kemudian tentukan sama ada menggunakan 60 kPa atau 85 kPa untuk pengiraan.
Dalam berapa saat vakum perlu dibentuk. t = V/S·ln(P₁/P₂), V mesti merangkumi jumlah isipadu cawan sedutan, hos dan tangki penampan, jangan isi tangki sahaja.
Berapa banyak kebocoran. Untuk bahan berliang, ukur secara sebenar; untuk bahagian kepingan logam biasa, tinggalkan rezab mengikut 20 hingga 30 L/min.

Selepas tiga soalan dijawab, antara V3 (3.4 m³/h), V8 (6.8 m³/h), V10 (10 m³/h), V16 (16 m³/h) pada asasnya boleh menentukan gred; jika soalan pertama dijawab “perlu tekanan absolut di bawah 10 kPa”, terus beralih kepada pam bermeterai minyak lebih mudah.

Sebahagian model tidak sesuai untuk kawasan 60 Hz, kadar pengepaman juga berubah mengikut kelajuan putaran (V8 ialah 6.8/8.6 m³/h, V10 ialah 10/12 m³/h, V16 ialah 16/18.2 m³/h, semuanya 50/60 Hz). Untuk projek luar negara, sila sahkan konfigurasi voltan dan frekuensi dengan pihak kami sebelum membuat pesanan.