真空发生器原理.doc

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1、真空发生器原理真空元件以真空压力为动力源,作为实现自动化的一种手段,已在电子、半导体元件组装、汽车组装、自动搬运机械、轻工机械、食品机械、医疗机械、印刷机械、塑料制品机械、包装机械、锻压机械、机器人等许多方面得到广泛的应用.真空发生装置有真空泵和真空发生器两种。真空泵是吸入口形成负压,排气口直接通大气,两端压力比很大的抽除气体的机械。真空发生器是利用压缩空气的流动而形成一定真空度的气动元件,与真空泵相比,它的结构简单、体积小、质量轻、价格低、安装方便,与配套件复合化容易,真空的产生和解除快,宜从事流量不

2、大的间歇工作,适合分散使用。随着自动化生产中,精密控制的要求日趋严格,需要比较精确地知道真空发生器动作后吸盘处的吸附响应时间,而以往对真空系统中吸附响应时间的预估,是由经验公式T=V×60/Q得到的,其中V为吸管容积(L);Q为平均吸入流量(NL/min),由经验方法确定。该经验公式有三大不足之处:一是没有考虑真空发生器本身的吸附响应时间;二是稀疏波在配管中的传播;三是没有考虑供气压力对流量的影响。因此使用该经验公式常常会与实际情况有很大的出入。本文的目的是建立更为精确的真空发生器及其配管在各种运行工况

3、下的吸附响应时间的计算模型,为自动化中的精密控制奠定理论基础。   典型的真空发生器的结构原理及其图形符号如图1所示,它是由先收缩后扩张的拉瓦尔喷管1、压腔2和接收管3等组成。有供气口、排气口和真空口。当供气口的供气压力高于一定值后,喷管射出超声速射流。 图1　真空发生器的结构原理图   由于气体的粘性,高速射流卷吸走负腔内的气体,使该腔形成很低的真空度。在真空口处接上配管和真空吸盘,靠真空压力便可吸起吸吊物。图2为真空系统的示意图,该系统由气源1,调压阀2,电磁阀3,真空发生器4,消声器5,配管6和吸

4、盘7组成。 （a）（b）图2　真空发生器系统示意图2、真空发生器的主要性能参数　　由原理图可以看出真空发生器的性能主要由真空度—吸入流量特性与排气特性两部分组成。真空度—吸入流量特性是指供给压力为0.5MPa的条件下，真空口处于变化的不封闭状态下，吸入流量与真空度之间的关系。排气特性则表示最大真空度、空气耗气量和最大吸入流量(真空流量)与供给压力之间的关系。如图3所示。　　其中最大真空度是指真空口被完全封闭时，真空口的真空度。空气消耗量是指喷管流出的流量(标准状态下)。最大吸入流量是指真空口向大气敞开时

5、，从真空口吸入的流量(标准状态下)。图3真空发生器的排气特性和真空度-吸入流量特性曲线示意图