Zašto sisaljka drži radni predmet ?
Atmosferski pritisak je veći nego pritisak između sisaljke i predmeta. Zbog toga se predmet „zakači“ za sisaljku. Ova razlika pritisaka je postignuta na taj način što se sisaljka zakači za vakum generator koji evakuiše vazduh između sisaljke i radnog predmeta. Ukoliko je sisaljka prilepljena uz radni predmet atmosferski vazduh ne može prodreti u prostor između sisaljke i predmeta pa se zbog toga stvara vakum. Sila držanja se povećava proporcionalno povećanju vakuma, odnosto proporcionalno povećanju razlike pritisaka van i unutar sisaljke
Kako vakum ejektror radi?
Vakum ejektor generiše vakum na osnovu tzv. Venturijevog principa. Komprimovani vazduh ulazi na priključku A i prolazi kroz mlaznik B. Ovo rezultuje padom pritiska upravo iza mlaznika i vazduh se uvlači kroz otvor D. Ovaj vazduh, zajedno sa komprimovanim prolazi kroz suženje i izlazi kroz otvor C na prigušnici.
Ovo je jednostepeni ejektor. Ukoliko se više mlaznika poveže dobija se multistepeni vakum ejektor.
Procedure projektovanja
Ovde opisujemo procedure projektovanja sistema korak po korak. U nameri da se to napravi što razumljivije obradićemo jedan tipičan primer. U tu svrhu nam može pomoći SCHMALZ-ov kalkulator koji se može besplatno skinuti sa sajta. U primeru koji ćemo obrađivati rukuje se sledećim materijalom:
Predmet:
- Materijal: čelična tabla na paleti,
- Površina: glatka, suva, ne uvija se
- Dimenzije: 2500 x 1250 x 2,5mm
- Masa: 60kg
Sistem rukovanja:
- Portalni kran
- Raspoloživ vazduh: 8bar
- Kontrolni napon: 24VDC
- Procedura transporta: horizontalno-horizontalno
- Maksimalno ubrzanje: X=Y=Z=5m/s ^2
- Planirano vreme: uzimanje < 1s, otpuštanje <1s
Za kalkulasije koje sledi bitno je da znamo masu radnog komada. Možemo je izračunati iz sledeće formule:
- Masa m(kg): m= L x W x H x ρ
- L= dužina (m)
- W = širina (m)
- H=visna(m)
- ρ = specifična gustina (kg/m^3)
primer: m = 2,5 x 1,25 x 0,0025 x 7850 = 61,33kg
Sila – koliko je sisaljki potrebno _?
U nameri da izračunamo potrebnu silu držanja, prethodno izračunata masa nam je nužna. Sisaljke moraju biti sposobne da izdrže sile koje nastaju zbog ubrzanja radnog predmeta koje u automatskim sitemima nisu zanemarive. U nameri da pojednostavimo kalkulaciju obradićemo tri najčešće korišćena slučaja.
VAŽNO: U naredna tri obrađena slučaja, najnepovoljniji uslov mora biti uzet u obzir pri kalkulaciji
Slučaj I- sisaljka horizontalna, sila vertikalna
- Fth = m x (g + a) x S
- Fth= teoretska sila držanja (N)
- m =masa (kg)
- g = gravitaciono ubrzanje (9,81m/s2)
- a = ubrzanje sistema (uključimo situaciju sigurnosnog zaustavljanja u razmatranje)
- S= sigurnosni faktor (minimalna vrednost 1,5; za kritične, nehomogene materijale ili okrugle površine 2 ili više)
Fth= 61,33 x (9,81 + 5) x 1,5 = 1363N
Slučaj II – sisaljka horizontalna, sila horizontalna
- Fth = m x (g + a/μ) x S
- Fth= teoretska sila držanja (N)
- m =masa (kg)
- g = gravitaciono ubrzanje (9,81m/s2)
- a = ubrzanje sistema (uključimo situaciju sigurnosnog zaustavljanja u razmatranje)
- μ = koeficijent trenja
= 0,1 za zauljene površine
= 0,2…0,3 za mokre površine
= 0,5 za metal, drvo, staklo, kamen..
= 0,6 za hrapave površine - S = sigurnosni faktor (minimalna vrednost 1,5; za kritične, nehomogene materijale ili okrugle površine 2 ili više)
Fth= 61,33 x (9,81 + 5/0,5) x 1,5 = 1822N
Slučaj III – sisaljka vertikalna, sila vertikalna
- Fth = (m/μ) x (g + a) x S
- Fth= teoretska sila držanja (N)
- m =masa (kg)
- g = gravitaciono ubrzanje (9,81m/s2)
- a = ubrzanje sistema (setimo se da uključimo situaciju sigurnosnog zaustavljanja u razmatranje)
- μ = koeficijent trenja
= 0,1 za zauljene površine
= 0,2…0,3 za mokre površine
= 0,5 za metal, drvo, staklo, kamen..
= 0,6 za hrapave površine - S = sigurnosni faktor (minimalna vrednost 1,5; za kritične, nehomogene materijale ili okrugle površine 2 ili više)
Fth= (61,33/0,5) x (9,81 + 5) x 1,5 = 3633N
S obzirom da u zatatku nemamo treći slučaj kretanja uzećemo u razmatranje samo prva dva. Fth=1363N i Fth=1822N. U daljim kalkulacijama dakle koristimo nepovoljniji slučaj Fth=1822N
Pozicioniranje vakum sisaljke
Pozicija sisaljke je u skladu sa veličinom, oblikom, krutošću i td. proizvoda koji treba da bude podignut. Pogledati ilustracije dole.
Kruti objekti: Pozicionirati sisaljku u centar ili u uglove komada
Fleksibilni tanki objekti Sisaljka treba da bude postavljena preko celokupne širine proizvoda
Veličina vezne cevi sisaljke Za jednu sisaljku, ako je OD (spoljnji prečnik) sisaljke manji od ¾“ koristiti 3/16“ ili ¼“ ID (unutrašni prečnik) cevovoda. Ukoliko je sisaljka veća od ¾“ koristiti ¼“ ili 3/8“ ID cevovoda
Za vezu više sisaljki
Napravite da je suma površina individualnih linija sisaljki jednaka ili manja od površine glavnog cevovoda.
Odabir sisaljke
Sisaljke se normalno odabiraju na osnovu sledećih kriterija:
- Radni uslovi (jedna ili više operacija pomeranja, očekivani životni vek, agresivna sredina, temperatura i dr.) su presudni za selekciju sisaljke
- Materijal. Hvataljke su napravljene od različitih materijala kako bi se ispunili zahtevi aplikacije. Neki od njih su pogodni za ravne ili hrapave površine, nauljene površine ili lako „pokvraljive“ radne površine. Postoje takođe antistatik sisaljke za rukovanje elektronskim komponentama. Za izbor pogodne sisaljke koristiti tabele proizvođača
- Površina radnog komada je takođe veoma bitna. Za pravilan izbor koristiti tabele proizvođača . Neke od tabela su prikazane dole. Za konkretnu aplikaciju odabiramo tip PFYN/PFG, NBR materijal od proizvođača SCHMALZ.
Izračunavanje sile sisaljke
- Fs=Fth/n
- Fs= sila hvataljke
- Fth=teoretska sila držanja
- n=broj hvataljki
primer:
Za srednje veličine (2500 x 1250mm) metalnih listova normalno je da koristimo 6 do 8 sisaljki. Najvažniji kriterijum za broj sisaljki u ovom primeru je savijanje metalnog lista za vreme transporta.
Fs = 1822/6=304 N.
Shodno tehničkim podacima za sisaljke PFYN/PFG iz kataloga, potrebna je sisaljka 6-PFYN/PFG 95 NBR sa silom držanja 340N
Fs = 1822/8=228 N.
Shodno tehničkim podatcima za sisaljku PFYN/PFG iz kataloga, potrebna je sisaljka 8-PFYN/PFG 80 NBR sa silom držanja 260N
Odabraćemo 6-PFYN/PFG 95 NBR zbog toga što je ovaj broj sisaljki dovoljan za prenos materijala.
Važno:
Nosivost svake hvataljke mora biti veća od kalkulisane vrednosti za teret koji nosimo. U ovom slučaju kalkulisana nosivost za predmet je 304N, odnosno 228N pa smo odabrali sisaljku 340N, odnosno 260N
Vakum sisaljke su raspoložive u tri, najviše korišćena, tipa materijala koji odgovaraju različitim tipovima aplikacija za različite radne uslove.
- Vinil : Najviše korišćen, niska cena, širok temperaturni opseg, otporan na kidanje
- Silikon: Korišćen za visoko temperaturne aplikacija
- Guma: Takođe dosta korišćena u većini aplikacija
Više informacija: ICM electronics d.o.o., Vase Miskina Crnog 4, 21000 Novi Sad, Srbija, Tel: +381 21 518-458, Tel: +381 21 518-777, http://www.icm.rs