海绵真空吸附机构设计+CAD图纸+ANSYS力学分析(14)
根据海面的长、宽、高，先确定其与海面贴合部分零件中孔的分布情况。
由于海绵是弹性物质，吸力大小决定吸附海绵的数量，根据一般的力学知识
来计算吸附海绵所需的吸力。
但吸力的大小与海绵贴合部分真空吸盘的尺寸成正比关系，同时真空吸盘中孔径的大小，孔的分布情况，孔距的限定都对真空吸盘的吸附能力有很大的影响。所以针对以上所述情况，我们对吸力根据真空吸盘的结构设计情况进行理论的分析。
在本课题中，我们研究的海绵是2×2.1×0.1米的海面规格，考虑到为了符合一般规格的海绵，我们将吸附海绵的机构设计成活动型的，并且能够按人们意愿能够自由调动，即与海绵贴合部分的部件分成几个部分，再将这些部分固定起来，来完成人为的工作。
首先由于海面是2×2.1×0.1米大小的尺寸，为了更方便的操作，同时更符合人们的需求，我们将海棉真空吸盘分成大概三部分，其海绵就是三部分去贴零件，两部分作为空隙，以便方人为的调节，同时这样设计的好处就是能够符合不同规格，不同大小，不同密度的海绵。
根据海绵的特质，初步估算，先将贴合海绵部分的零件中孔径取的较小，孔的分布及其孔距的大小，我们根据所画的图，列出常用的几种情况，然后，分析计算孔隙率对理论吸力的影响。所谓孔隙率，就是我们所指的孔的面积与海绵贴合部分面积的比值，即孔隙率= 。根据三文图纸，孔的分布方式如图3.1所示。
图3.1 孔的分布形式
由公式
孔隙率= NS/A×100% (3.1)
式中：S为全部孔的面积，A为与海绵贴合部分四边形的面积，N为与海绵贴合部分零件中的个数。
对于序号1中成优尔边形分布的的孔隙率的计算：
此分布中孔的个数N=14个，面积S= d2/4带入数据可得
S=3.14×42=50.24mm2 (3.2)
A=2000×400=800000 (3.3)
把(3-2)，(3-3)和孔个数带入(3-3)可得：
孔隙率Φ =NS/A×100%
=14×50.24/800000×100%
=0.09%
表3.1 孔径、孔距与孔隙率的关系
序号 孔径
(mm) 孔距
(mm) 孔隙率
%
1 100 8 0.15
2 120 8 0.15
3 140 8 0.13
4 160 8 0.13
5 180 8 0..11
6 200 8 0.094
由于海绵真空吸附机构的真空发生器改为风机，所以，由于风机的气体流量比较大，所以孔的距离比较大，即，孔的分布比较稀，但是，孔的直径是比较大的，以保证真空吸盘能够吸附起来不同大小的海绵。所以，应该选择孔隙率比较大的孔板分布方式。我根据老师的要求，将真空吸盘的中，孔的直径设为8毫米。
(1)理论吸力的计算
当控制孔的分布情况时，分析其他两个变量对理论吸力，真空度的影响情况，由于海绵会漏气，我们选择较小的真空度，选0.01MPa来计算理论吸力。理论吸力=孔的面积×压力差，另外根据常规真空吸盘的吸附原理，来计算压力差，即利用大气压和吸盘与工件之间的压力差来固定工件．将吸盘与真空发生装置连接．吸盘内部的空气被抽去。当吸盘接触到工件时，大气和吸盘之间形成了密封腔．吸气大小与大气压和吸盘内部空间的压力差成正比，与吸盘直径的大小成正比，用常用的物理知识可以得到公式，压力差=大气压-绝对压力。在这里我们取真空度为0.01-0.04MPa，绝对压力=大气压-真空度，根据实际计算，可以得到压力差的值与真空度的值相等。在孔的面积不变的情况下，理论吸力与压力差成正比，所以为了能够确保机构把海绵按要求吸附，我们取真空度为最小，即可得理论吸力为最小值。由上表可知，在真空度为0.01MPa时，不同的孔径与孔距就有对应不同的理论吸力。但此理论吸力为最小值。
下一篇：纸浆泵系列设计+CAD图纸