1、SMC（广州）（广州）SMC公司气动系统培训讲义公司气动系统培训讲义主讲：聂助坤主讲：聂助坤 （深圳营业所）（深圳营业所）20111021SMC培训内容培训内容1 12 23 34 4SMC全球分布图SMC中国技术中心SMC CORPORATION 成立于1959年，总部设在日本东京。SMC产品以其品种齐全、可靠性高、经济耐用、能满足众多领域不同用户的需求而闻名于世。时至今日，SMC已成为世界最著名的集研发、制造和销售一体的气动元件跨国公司，其销售网及生产基地遍布世界，在日本市场占有率已超过60%，同时通过分布于世界51个国家的海外子公司及分销商，将世界各国SMC产品的生产、销售连成一体，为用
2、户提供直接、完善的服务。对工业自动化的贡献产品的推陈出新技术研发生产供给营业交流质量保证前导语气动技术广泛应用于各行业优点优点1 能源便宜2 防火防爆3 能源损失小4 适合于高速间歇运动5 自保持能力强6 可靠性高,寿命长7 安全方便缺点缺点1 稳定性差2 输出功率小3 噪音大4 润滑性差二、气动技术原理二、气动技术原理气动传动的特点气动传动的特点气体状态术语定义气体状态术语定义密度单位体积内所含气体的质量称为密度。单位为kg/m。压力p压力可用绝对压力、表压力和真空度来衡量。绝对压力以绝对真空作为起点的压力值。一般在表示绝对压力的符号的右下脚标注“ABS”，即PABS表压力高出当地大气压的压
3、力值。由压力表测得的压力值即为表压力。在工程计算中，常将当地大气压力用标准大气压力代替，即令Pa=101325Pa。真空度低于当地大气压的压力值。真空压力绝对压力与大气压之差。真空压力在数值上与真空度相同，但应在其数值前加负号。温度T在工程计算中常用热力学温度T，其单位名称为开尔文，单位符号为K，和我们生活中的摄氏温度（）换算关系为：T=t-T0，T0=273.15K气体状态术语定义气体状态术语定义标准状态指温度为20、相对湿度为65%、压力为0.1Mpa时的空气的状态。在标准状态下,空气的密度=1.185kg/m。按国际标准ISO8778，标准状态下的单位后面可标注“（ANR）”。基准状态指
4、温度为0、压力为101.3Kpa的干空气的状态。在基准状态下，空气的密度=1.293kg/m。理想气体没有粘性的气体称为理想气体（ideal gas）。目的是简化解题。完全气体是一种假想的气体，它的分子是一些弹性的、不占有体积的质点，分子间除相互碰撞外，没有相互作用力。它与没有粘性的理想气体是完全不同的两个概念。实际气体只要不处于很高的压力或很低的温度，都可当作完全气体。按完全气体状态方程计算，带来的误差不会太大。1 SCFM=28.3 l/minSCFM m3/s,m3/mindm3/min(=l/min)Flow(流量流量)1 standard atmosphere=1.01325 bar
5、1 bar=14.5psi1 bar=1.02kgf/cm2psi Pa(=N/m2)kPa,MPabar(=0.1MPa)kgf/cm2 Pressure(压压力力)1kgf=9.81N =2.21lbf1bf N,kgf Force(力力)绝对绝对真空真空=-760mmHg =-1.013 bar =0 TorrStd.Atm.=760 TorrmmHg(=Torr)Vacuum(真空真空)1 HP=0.75kW HP(匹匹)KW(千瓦千瓦)Power(功率功率)转换转换 英制英制 公制公制 物理大气压气象大气压气动技术真空技术标准大气压绝对真空大气压表压绝对压力气体的等温变化气体的等温变
6、化波义尔（波义尔（Boyles)定律定律对于一定质量的气体，在温度不变的条件下，压力和它的体积成反比：P1*V1=P2*V2空气基本性质气体的等压变化气体的等压变化查理（查理（Charles)定律定律一定质量的气体，若其状态变化是在压力不变的条件下进行的，则称为等压过程。V1/V2=T1/T2空气基本性质气体的等容变化气体的等容变化基路沙（基路沙（Gay Lussac）定律定律一定质量的气体，若其状态变化是在体积不变的条件下进行的，则称为等容过程。P1/T1=P2/T2密闭气罐中的气体,由于外界环境温度的变化,使罐内气体状态发生变化的过程也可看作等容过程。空气基本性质有效断面面积有效断面面积流
7、量及相关参量流量及相关参量 当流体流经管道时，由于管道的阻尼作用，实际供流体流动的断面面积较管内面积少。而实际流通断面面积称为有效断面面积。管道断面面积有效断面面积CV值值流量及相关参量流量及相关参量CV值为1表示在压力降为1PSI的条件下，流通能力为每分钟可以流过1加伦的水。Q=流量公升/分钟。P2=出口压力（bar)。P=允许压力降。露点露点/压力露点压力露点 大气总是包含一定的百分比的水蒸汽。当大气冷却时，其含水量将在某一温度点达到饱和程度,这一温度点称为露点。如果空气进一步冷却，它就无法保持所有水份，多余的水份以微小的水珠形式排挤出来，形成冷凝水。水份的实际数量完全取决于温度，1立方米
8、的压缩空气只能包含1立方米大气所能含有的相同量的水份。空气的湿度空气的湿度露点露点/压力露点压力露点 压力露点是指一定压力的压缩空气其水蒸汽的含量达到饱和，即将凝结成小水点时的温度。压力露点用来描述压缩空气的干燥程度。空气的湿度空气的湿度相相 对对 湿湿 度度 空气实际水份含量和达到露点时的水份含量的比值叫做相对湿度，以百分比表示。RH实际含水量饱和含水量空气的湿度空气的湿度Cylinder 气缸气缸Motor 气马达气马达压缩机压缩机Compressor方向控制閥方向控制閥DirectionalControl Valve2、PNEUMATIC SYSTEM 气动系统气动系统主主 路路 净净
9、化化 设设 备备空气压缩机储气罐后冷却器空气干燥机压缩机分类图空气压缩机往复式旋转式活塞式膜片式叶片式螺杆式主路净化设备主路净化设备往复式压缩机往复式压缩机叶片式压缩机叶片式压缩机剖面图叶片式压缩机有一根偏心安装的转子，转子上有一系列可在径向槽口里滑动的叶片。后冷却器主路净化设备主路净化设备空冷式冷却器空冷式冷却器水冷式冷却器水冷式冷却器储气罐主路净化设备主路净化设备安全阀压力表维修窗排水器储气罐的作用:1.消除压力脉动;2.依靠绝热膨胀及自然冷却降温，进一步分离掉压缩空气中的水分和油份;3.贮存一定量压缩空气。可解决短时间内用气量大于空压机输出量的矛盾;4.在空压机出现故障或停电时，维持短时
10、间的供气，以便采取措施保证气动设备的安全。储气罐的尺寸是根据空气压缩机输出功率的大小、系统的大小及用气量相对稳定还是经常变化来确定的.对一般工业而言,储气罐尺寸确定原则是:储气罐容积约等于压缩机每分钟压缩机输出量.例子:压缩机在表压7公斤的条件下,产气量为18M3/min(自由空气),压缩机每分钟的输出量=18000/(7+1)=2250公升储气罐的选定主路过滤器主路过滤器-AFF在储气罐后应装一个大容量的主管道过滤器，除去从压缩机中带来的油雾和空气的水份等杂质。主路净化设备主路净化设备冷冻式干燥机冷冻式干燥机主路净化设备主路净化设备入口空气冷凝器恒温阀压缩机散热风扇自动排水过滤器冷凝器出口空
11、气吸附式干燥机吸附式干燥机主路净化设备主路净化设备利用吸附剂对水分的高压吸附,低压脱附的特性对压缩空气进行干燥。主路净化设备元件主路净化设备元件高分子膜式干燥机高分子膜式干燥机特殊的高分子中空隔膜只让水蒸汽通过，空气中的氮气和氧气不能通过。空气净化设备选用指南表空气净化设备选用指南表空气处理三联件空气处理三联件过滤器过滤器调压阀调压阀油雾器油雾器过滤器过滤器空气处理三联件空气处理三联件实实 物物 图图剖剖 面面 图图过滤器的排水方式过滤器的排水方式空气处理三联件空气处理三联件手动排水自动排水(N.C)自动排水(N.O)调压阀调压阀空气处理三联件空气处理三联件直动式调压阀先导式调压阀精密调压阀电
12、气比例阀油雾器油雾器空气处理三联件空气处理三联件观察窗毛细管接口阻尼膜片油量调节器油量单向阀空气单向阀实物图原理图驱动元件驱动元件标准气缸摆动气缸特殊气缸二、气缸的选型 1、各类主流气缸的介绍气缸 各类主流气缸的介绍气缸 各类主流气缸的介绍气缸 各类主流气缸的介绍气缸 各类主流气缸的介绍气缸动作方式气缸动作方式双作用式双作用式从动作方式选定气缸类型从动作方式选定气缸类型单作用式单作用式/弹簧压回弹簧压回 2、气缸的选型 单作用式单作用式/弹簧压出弹簧压出气缸的选型 选型步骤程序程序1选定缸径尺寸选定缸径尺寸程序程序3选定气缸系列选定气缸系列程序程序2选定气缸行程选定气缸行程程序程序4选定安装形
13、式选定安装形式程序程序5选定缓冲形式选定缓冲形式程序程序6选定磁性开关选定磁性开关程序程序7选定气缸配件选定气缸配件气缸的选型 缸径的选择气缸的选型 最低工作压力气缸的选型 缸径的出力表气缸的选型 确定气缸行程气缸的选型 3.选择气缸系列及安装形式气缸的选型 选择气缸系列及安装形式气缸的选型 选择气缸系列及安装形式气缸的选型 选择气缸系列及安装形式气缸的选型 选择气缸系列及安装形式气缸的选型 选择气缸缓冲形式气缸的选型 选择气缸的磁性开关气缸的选型 选择气缸的配件气缸的选型 选择气缸的配件气缸的选型 选择气缸的配件气缸的选型 选择气缸的配件气动系统选型 参照表1气动系统选择表气动系统选型 参照
14、表1气动系统选择表气动系统选型 参照表23、气缸的结构单动气缸单动气缸标准气缸弹簧压出弹簧压回双动气缸的结构双动气缸的结构标准气缸8.弹性挡圈 7.防尘圈压板 18.防尘圈 16.安装螺母 6.导向套 1.杆侧端盖 5.活塞杆 3.缸筒 9.缓冲垫 4.活塞 13.活塞密封圈 14.静密封圈 15.耐磨环 10.缓冲垫 11.弹性挡圈 2A.无杆侧端盖标准气缸双动气缸的结构双动气缸的结构标准气缸磁性开关及磁环磁性开关及磁环磁环气缓冲气缓冲标准气缸1.缓冲套 2.缓冲密封件 3.缓冲针 4.头端盖1234气缓冲装置是由缓冲套,缓冲封圈和缓冲阀组成.当缓冲套插入缓冲密封件时,正常的排气通道便会被堵
15、塞,被困的空气被加压,而舒缓了活塞的惯性.加压的空气只可透过缸盖上的一个受针阀控制的小孔排放,这就构成了缓冲行程的效果.气缸的安装方式气缸的安装方式标准气缸直接安装实物图脚码安装实物图前法兰安装实物图螺纹轴颈式安装实物图气缸的安装方式气缸的安装方式标准气缸后法兰安装中间轴耳式安装耳环连接式安装实物图气缸的理论出力气缸的理论出力标准气缸理论出力理论出力=活塞面积活塞面积 空气压力空气压力双动气缸产生的理论出力:伸出:缩回:单动气缸产生的理论出力:伸出:D=气缸缸径Pg=空气压力(表压)d=活塞杆直径Fs=弹簧出力气缸的负载率气缸的负载率标准气缸负载率负载率=X 100%所需出力所需出力理论出力理
16、论出力负载率的选取与负载的运动状态有关,按一般的选取如下:负载的运动状态静负载动载荷气缸速度50至500mm/s气缸速度超过500mm/s负载率=70%=50%=30%气缸的缸径与行程气缸的缸径与行程标准气缸行程气缸缸径气缸的选择资料气缸的选择资料标准气缸详细说明2C D J 2 K L 10-45 S A BX磁性开关磁性开关安裝方式安裝方式代表代表气气缸缸CylinderCJ系列系列(CG,CM,CQ)设计代号设计代号(CJ1,CJ2,CQ1,CQ2)活塞缸活塞缸K 止止转活塞杆转活塞杆W 双头活塞杆双头活塞杆气缓冲气缓冲行程行程(mm)内径内径(例如例如:6,10,16)內藏磁石內藏磁石
17、动作方式动作方式S 单动缩回单动缩回T 单动伸出单动伸出安装方法安装方法F 法兰法兰L 脚座脚座摆动气缸摆动气缸叶片式摆动气缸齿轮式摆动气缸品种体积质量改变摆角的方法设置缓冲装置输出力矩汇漏设定摆角范围最低使用压力摆动速用于中途停止状态齿条式较大较小改变内部或外部挡块位置容易较大很小可较宽较小可低速可适当时间使用叶片式较小较小调节止动块的位置内部设置困难较小有微漏较窄较大不宜低速不可长时间使用叶片式摆动气缸叶片式摆动气缸短片齿条式摆动气缸齿条式摆动气缸输出轴轴承活塞活塞密封件齿条组件特殊气缸特殊气缸机械式无缸气缸磁藕式无缸气缸气动手指锁紧气缸内部结构动作演示动作演示动作原理弹簧锁气压锁端锁气缸
18、4、方向控制阀、方向控制阀能改变气体流能改变气体流动方向或通断动方向或通断的控制阀称为的控制阀称为方向控制阀。方向控制阀。如驱动一支双动气缸：向气缸的左端进气，并从右端排气，气缸伸出；反过来，从右端进气，左端排气，气缸缩加。实现这种气流方向的改变，便使用方向控制阀。电磁阀 电磁阀的作用l方向控制阀：方向控制阀：改变流体的流动方向或通断的控制阀。电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力，利用电磁力使阀芯换向，以改变气流方向的阀，称为电磁控电磁控制阀。制阀。电磁阀 各类主流电磁阀的介绍SY系列LVC系列SYJ 300-500-700系列V100系列VCB系列VXZ系列（1）、阀的功能分类）、阀的
19、功能分类2位2通2位3通,常开2位3通,常闭2位4通3位5通,中央加压3位5通,中央排气3位5通,中央封密3位5通,中央加压方向控制阀 阀的分类动作方式分类：动作方式分类：电磁控制电磁控制气压控制气压控制人力控制人力控制机械控制机械控制 我们常用两位五通，我们常用两位五通，两位三通，两位三通，两两位两通等来表示方向阀。位两通等来表示方向阀。这是按阀的气这是按阀的气口数目及阀芯的工作位置数目对阀进行口数目及阀芯的工作位置数目对阀进行分类。分类。几通是指有几个通气口（不包括先导几通是指有几个通气口（不包括先导口），口），几位是指阀有几个工作位置。几位是指阀有几个工作位置。（2）阀芯及阀芯的转位）阀
20、芯及阀芯的转位-阀的功能实现之内部机制阀的功能实现之内部机制柱塞式提升阀圆盘式提升阀平衡式提升阀滑柱式滑动阀(橡胶密封)滑柱式滑动阀(金属密封)（3）、阀的操作方式机械阀手动阀单气控阀双气控阀电磁阀（4）阀的先导式操作方式（5）阀的配管方式直接配管式:阀的通口直接接在阀体上直接配管式阀的汇流板安装底座型配管:所有通口都设在连接底板上底座型配管阀的汇流板安装（6）阀的配管方式封板封板安装螺丝气源/排气接口气源/排气接口衬套电磁阀安装导轨阀的卡式安装阀的卡式安装（7）阀的电气规格及出线方式（8）阀的手动转位方式 手动操作方式让客户在不接通电源的前提下实现阀芯转位（但要通气），方便客户进行调试。（9
21、）电磁阀的选择程序电磁阀电磁阀控制双作用气缸控制双作用气缸45通电磁阀通电磁阀根据配套不同的执行元件或应用而选定合适的电磁阀根据配套不同的执行元件或应用而选定合适的电磁阀控制各类流体控制各类流体控制单作用气缸控制单作用气缸3通电磁阀通电磁阀23通电磁阀通电磁阀程序程序1根据所需流量及驱动形式，选定电磁阀系列及规格程序程序2选定机能程序程序3选定电气规格程序程序4选定配管形式程序程序6选定可选项程序程序5选定配管口径详细说明其中：其中：Q：气缸的最大耗气量，L/min D：缸径，cm Vmax：气缸的最大速度，mm/sP:使用压力，Mpa)102.0(0462.0max2PVDQ 电磁阀选型 1
22、.选定电磁阀系列根据所需流量及驱动形式，选定电磁阀系列。根据所需流量及驱动形式，选定电磁阀系列。u根据气缸缸径、行程、运行速度及使用压根据气缸缸径、行程、运行速度及使用压 力计算出所需的耗气量。力计算出所需的耗气量。电磁阀选型 1.选定电磁阀系列 或或S=18Cv Cv：流通能力，Q：自由流量，L/min P2：移动负载所需要的压力，bar ：压力降，bar S：有效流通面积，mmPPQCv)102.0(4002PPPu根据所需的耗气量计算出根据所需的耗气量计算出CV值或值或S根据所需流量及驱动形式，选定电磁阀系列。根据所需流量及驱动形式，选定电磁阀系列。电磁阀选型 1.选定电磁阀系列电磁阀选
23、型 2.选定电磁阀机能如何控制气缸的动作，按照下面的控制内容，由如何控制气缸的动作，按照下面的控制内容，由表中选出电磁阀的机能。表中选出电磁阀的机能。电磁阀选型 3.电气规格的选择1.选择使用电流及电压。选择使用电流及电压。2.从下列表中选择出适当的导线引出方式，由于各系列导线引出方式从下列表中选择出适当的导线引出方式，由于各系列导线引出方式不同，就同一系列也有多种导线引出方式供选择，故请确认。不同，就同一系列也有多种导线引出方式供选择，故请确认。一般情况下，小型电磁阀的导线引出方式是直接出线式及一般情况下，小型电磁阀的导线引出方式是直接出线式及L或或M形插座形插座式，大型的电磁阀是直接出线式
24、及式，大型的电磁阀是直接出线式及DIN形插座式。形插座式。电磁阀选型 4.配管形式的选择有两种配管形式有两种配管形式：直接配管型直接配管型和和底板配管型底板配管型直接配管型直接配管型底板配管型底板配管型系列系列直接配管型直接配管型底板配管型底板配管型SYJVQDVQZSYVQ电磁阀选型 5.选定配管口径连接口径连接口径公称公称通径通径有效面积有效面积/mm2连接螺纹连接螺纹M3X0.5M5X0.8PT11/2PT22.5/44.6810152025324050PT1/2PT3/4PT1PT11/4PT1/4PT3/8PT1/81.23直动式直动式先导式先导式A系列系列 B系列系列1.80.91
25、04020601101905104060110201904003001.810204060110190400300650每个电磁阀都每个电磁阀都有它指定的配管有它指定的配管口径，有些会有口径，有些会有一个以上的口径一个以上的口径尺寸可供选择。尺寸可供选择。电磁阀选型 5.选定配管口径代代 号号中国中国日本日本北美北美MMMGPF联接螺纹联接螺纹名称名称普通普通螺纹螺纹管螺纹管螺纹非螺纹密封非螺纹密封圆柱螺纹圆柱螺纹螺纹密封螺纹密封圆锥螺纹圆锥螺纹圆柱螺纹圆柱螺纹R（外螺纹）（外螺纹）RC（内螺纹）（内螺纹）RP(内螺纹）内螺纹）RS-RP（内螺纹）（内螺纹）R（外螺纹）（外螺纹）RC（内螺纹）
26、（内螺纹）PTNPTNPTE常用联接螺纹常用联接螺纹电磁阀选型 5.选定配管口径日本日本PT螺纹与其配管称呼螺纹与其配管称呼PT螺纹螺纹配管配管称呼称呼名称名称称呼称呼ABPT1/81分分PT1/4 PT3/8PT1/2 PT3/4PT1PT11/4PT11/2PT22分分3分分4分分6分分1英寸英寸1英寸英寸2分分1英寸英寸4分分2英寸英寸10815202532405063/81/41/23/4111/411/21/82电磁阀选型 6.可选项的选择项目项目可选项可选项指示灯及电压保护装置指示灯及电压保护装置带指示灯及电压保护装置带指示灯及电压保护装置先导阀的手动操作方法先导阀的手动操作方法无
27、锁定按钮式（标准）无锁定按钮式（标准）螺丝刀锁定式螺丝刀锁定式手动操作锁定式手动操作锁定式S Y 5 1 20-4 L Z D-01SMC 电磁阀型号电磁阀型号SY系列系列(SYJ,VK,VQ)阀阀身功能身功能(5路路2位位)(5路路3位位)接接线线方法方法(插插头头,线线座座)电压代号电压代号3 AC110V交流交流电电4 AC220V交流交流电电5 DC24V直流直流电电6 DC12V直流直流电电口口径螺纹径螺纹(例如例如:PT1/8,PT,6mm,8mm)阀阀身大小身大小例如例如:SY3000 SY5000 SY7000连连接接汇汇流板型流板型号号(例如例如:SS5Y5-20)指示灯及过
28、压抑制器指示灯及过压抑制器手手动动方法方法（10）气动辅助元件）气动辅助元件单向阀AK调速阀AS快速排气阀AQ“梭”阀VR“与”阀VR延时阀VR 回路的初始由三通阀的弹簧控制阀处于常闭状态 电磁阀得电，三通阀换向，单作用气缸活塞杆向前伸出 电磁阀失电，三通阀回到初始状态，单作用气缸活塞杆在弹簧作用下退回单作用气缸换向回路基本回路介绍 回路的初始由三通阀的弹簧控制阀处于常闭状态 电磁阀得电，三通阀换向，单作用气缸活塞杆向前伸出 电磁阀失电，三通阀回到初始状态，单作用气缸活塞杆在弹簧作用下退回单作用气缸换向回路基本回路介绍 采用二位五通阀的换向控制回路 使用双电控阀具有记忆功能，电磁阀失电时，气缸
29、仍能保持在原有的工作状态初始状态初始状态双作用气缸换向回路基本回路介绍 采用二位五通阀的换向控制回路 使用双电控阀具有记忆功能，电磁阀失电时，气缸仍能保持在原有的工作状态得电得电双作用气缸换向回路基本回路介绍 采用二位五通阀的换向控制回路 使用双电控阀具有记忆功能，电磁阀失电时，气缸仍能保持在原有的工作状态失电失电电磁阀仍然电磁阀仍然保持在失电前保持在失电前的位置，的位置，因此气缸始终因此气缸始终处于伸出状态处于伸出状态双作用气缸换向回路基本回路介绍双作用气缸换向回路换向控制回路 采用三位五通阀的换向控制回路 三种三位机能 中位封闭式 中位加压式 中位排气式 采用三位五通阀的换向控制回路 中位
30、封闭式能使气缸定位在行程中间任何位置，但因为阀本身的泄漏，定位精度不高中位会有泄漏中位会有泄漏双作用气缸换向回路换向控制回路 采用三位五通阀的换向控制回路 中位封闭式活塞杆伸出双作用气缸换向回路换向控制回路 采用三位五通阀的换向控制回路 中位封闭式活塞杆缩回双作用气缸换向回路换向控制回路 采用三位五通阀的换向控制回路 中位加压式中位时进气口与两个出气口同时相通，因活塞两端作用面积不相等，故活塞杆仍然会向前伸出A1A2双作用气缸换向回路换向控制回路 采用三位五通阀的换向控制回路 中位排气式中位时两个出气口与排气口相通气缸活塞杆可以任意推动 双作用气缸换向回路换向控制回路双作用气缸换向基本回路换向
31、控制回路速度控制回路 入口节流和出口节流特性特性入口节流入口节流出口节流出口节流低速平稳性低速平稳性易产生低速爬行易产生低速爬行好好阀的开度与速度阀的开度与速度没有比例关系没有比例关系有比例关系有比例关系惯性的影响惯性的影响对调速特性有影响对调速特性有影响对调速特性影响很小对调速特性影响很小起动延时起动延时小小与负载率成正比与负载率成正比起动加速度起动加速度小小大大行程终点速度行程终点速度大大约等于平均速度约等于平均速度缓冲能力缓冲能力小小大大真空系统真空系统VT1真空真空应用领域应用领域如真空包装机械中，包装纸的吸附、送标、贴标、包装袋的开启；电视机的显像管、电子枪的加工、运输、装配及电视机
32、的组装；印刷机械中的双张、折面的检测、印刷纸张的运输；玻璃的搬运和装箱；机械人抓起重物，搬运和装配；真空成型、真空卡盘等。集成电路接合 电路元件安装拾取及传送传送印刷纸张真空应用真空应用典型真空系统图典型真空系统图 真空技术 真空技术是指低于大气压力的压力系统.产生真空的设备:1.真空泵: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;最大真空可达-101.33kpa.2.真空发生器:利用压缩空气的流动而形成一定真空 度的气动元件.最大真空可达-88kpa.真空发生器(ZH.ZU系列)1.盒式真空发生器:包含内置消声器,用以排气消声.2.单级管接式真空产生器:有单独的排气口,
33、并且它的真空接口可以旋转360度.按性能分:1.高真空型:最大真空度88kpa 2.大流量型:最大真空度48kpa.喷管喉部直径:0.5mm,0.7mm,1.0mm,1.3mm,1.5mm,1.8mm,2.0mm.原理它是由先收缩后扩张的拉瓦尔喷管、负压腔和接收管等组成。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。由于气体的粘性，高速射流卷吸走负压腔内的气体，使该腔形成很低的真空度。在真空口处接上真空吸盘，靠真空压力便可吸起吸吊物。ZH系列真空发生器的连接尺寸 ZHZH系列真空发生器的连接尺寸系列真空发生器的连接尺寸喷管喉部直径喷管喉部直径(连接管外径连接管外
34、径/mm/mm锥管螺纹锥管螺纹注注:连接管外径及内径连接管外径及内径/mm/mm供气口供气口真空口真空口排气口排气口0.5 0.5 6/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/80.7 0.7 6/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/8外径外径内径内径1.0 1.0 6/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/86/Rc1/88/Rc1/88/Rc1/86 64 41.3 1.3 8/Rc1/88/Rc1/810/Rc1/410/Rc1/410/Rc1/410/Rc1/48 86.56.51.5 1.5 10/Rc1/
35、410/Rc1/412/Rc3/812/Rc3/812/Rc3/812/Rc3/810107.57.51.8 1.8 12/Rc3/812/Rc3/812129 92.0 2.0 16/Rc1/216/Rc1/216/Rc1/216/Rc1/216161313特性曲线特性曲线排气特性排气特性表示最大真空度、空气消耗量和最大吸入流量三者分别与供给压力之间的关系.最大真空度最大真空度是指真空口被完全完全封闭时,真空口内的真空度.空气消耗量空气消耗量是通过供给喷管的流量(标准状态下)最大吸入流量最大吸入流量是指真空口向大气敞开时,从真空口吸入的流量(标准状态下).流量特性流量特性是指供给压力为0.4
36、5MPa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.特性曲线 SMCINTERNATIONALTRAININGSMCINTERNATIONALTRAINING两种真空发生装置特点两种真空发生装置特点真空泵真空泵真空发生器真空发生器最大真空度最大真空度可达可达101.3kPa101.3kPa能同时获得大值能同时获得大值可达可达88kPa88kPa不能同时获得大值不能同时获得大值吸入流量吸入流量可很大可很大不大不大结构结构复杂复杂简单简单体积体积大大很小很小重量重量重重很轻很轻寿命寿命有可动件有可动件,寿命较长寿命较长无可动件无可动件,寿命长寿命长消耗功率消耗功率较大较大较大
37、较大价格价格高高低低安装安装不便不便方便方便维护维护需要需要不需要不需要与配套件复合化与配套件复合化困难困难容易容易真空的产生及解除真空的产生及解除慢慢快快真空压力脉冲真空压力脉冲有脉动有脉动,需设真空罐需设真空罐无脉冲无脉冲,不需真空罐不需真空罐应用场合应用场合 适合连续适合连续.大流量工作大流量工作,不宜频繁启停不宜频繁启停,适合适合集中使用集中使用 需供应压缩空气需供应压缩空气,宜从事流量不大的间歇工作宜从事流量不大的间歇工作,适合分散使用适合分散使用.改变材质改变材质,可实现耐热可实现耐热.耐腐蚀耐腐蚀.真空调压阀 真空减压阀真空减压阀可调节设定侧的真空压力并保持其稳定的阀。用在真空泵
38、系统中。真空口接真空泵，设定口接负载用的真空罐。SMC公司IRV2000和IRV3000系列的真空减压阀连接口径分别为Rc1/4和Rc1/4、Rc1/4、Rc3/8、Rc3/8。最大吸入流量分别为100L/min（ANR）和150L/min（ANR）。控制阀真空发生器系统真空发生器系统供给阀：供给真空发生器压缩空气的阀。破坏阀：破坏吸盘内的真空状态，使工件脱离吸盘。一般使用二位二通阀真空泵系统真空泵系统切换阀：接通或断开真空压力源。一般使用二位二通阀选择阀：可控制吸盘对工件的吸着和脱离。一般使用二位三通阀SMC公司可用于真空系统的换向阀系列有SY、SYJ、VZ100、VX3、VK3、VX2、V
39、T、VP、VS、VEX3、VG342R等系列。一般情况下，不要选用内部先导式和气控换向阀。此外真空系统中用到节流阀节流阀和单向阀单向阀节流阀节流阀用于控制真空破坏的快慢，节流阀出口压力不得高于0.5Mpa，可使用AS系列弯头型带快换接头的速度控制阀。单向阀单向阀的作用有二，一是当供给阀停止供气时，保持吸盘内的真空压力，二是安全考虑，可延缓被吸吊工件脱落的时间。应选用流通能力大、开启压力低（0.01Mpa）的单向阀，SMC公司有AK系列的单向阀可选用。真空压力开关真空压力开关真空压力开关:是用于检测真空压力的开关;当真空压力未达到设定值时,开关处于断开状态.当达到设定值时,开关处于接通状态.发出
40、电信号,指挥真空吸附机构动作.在真空系统存在泄漏、吸盘破损或气源压力变动等原因而影响到真空压力大小时,装上真空压力开关便可保证真空系统安全可靠的工作.按功能分按功能分：通用型和小孔口吸着确认型（利用气桥原理，压力传感器检测压差）按电触点分按电触点分：无触点式（电子式），有触点式（磁性舌簧开关式等）SMC公司对应产品为ZSE1、ZSE2（通用型），ZSP1（小孔口吸着确认型），ZSM1-115、ZSM1-121（通用型）等ZSE2 ZSE3 ZSM1ZSP1ZSE5B真空过滤器真空过滤器真空过滤器:真空过滤器是将从大气吸入的污染物（主要是尘埃）收集起来，防止系统污染，用在吸盘和真空发生器（或真空
41、阀）之间。在真空发生器的排气口、真空阀的吸气口（或排气口）和真空泵的排气口应安装消声器。不要用AF系列过滤器取代ZF系列过滤器（负压段）。当过滤器两端压降大于0.02Mpa时，滤芯应卸下清洗或更换。ZFZF系列真空过滤器的技术参数系列真空过滤器的技术参数型号型号ZFA10ZFA100 0ZFA20ZFA200 0ZFB10ZFB100 0ZFB10ZFB100 0ZFB20ZFB200 0ZFB20ZFB200 0ZFB30ZFB300 0ZFB30ZFB300 0ZFC100ZFC100ZFC200ZFC200-04-04-06-06-06-06-08-08-08-08-10-10-0 04
42、 4-6-6-6-6-8-8连接口径或管外径连接口径或管外径Rc1/8Rc1/8Rc1/4Rc1/44mm4mm6mm6mm6mm6mm8mm8mm8mm8mm10mm10mm4m4mm m6m6mm m6m6mm m8m8mm m推荐流量推荐流量/(L/(L/min)(ANRmin)(ANR)50502002001010202030305050757575751010202030305050使用温度范围使用温度范围/5-605-600-600-60过滤精度过滤精度/um/um30301010注注:还有英制连接还有英制连接 安装时安装时,注意进出口方向不得装反注意进出口方向不得装反.配管处不得
43、有泄漏配管处不得有泄漏.维修时维修时,密封件不得损伤密封件不得损伤.过滤器进口压力不要超过过滤器进口压力不要超过0.5MPa,0.5MPa,这可靠调节减压阀和节流阀来保证这可靠调节减压阀和节流阀来保证.真空过滤器内流速不大真空过滤器内流速不大,空气中的水分不会凝结空气中的水分不会凝结,故该过滤器无需分水功能故该过滤器无需分水功能,不要用不要用AFAF系列过滤器取代系列过滤器取代ZFZF系列过滤器系列过滤器,避免性能变差避免性能变差.ZFA箱式结构 ZFB管式结构ZFC小型直通型小型直通型真空吸盘真空吸盘吸盘是直接吸吊物体的元件，通常是由橡胶材料与金属骨架制成的。还有带单向阀的真空吸盘（SMC公
44、司的产品系列为INO-3769-1321系列），当吸盘接触工件表面时，柱销被上推，阀芯打开，真空吸盘便吸着工件。用于一个真空吸盘带多个吸盘、吸着面积不规则的工件等场合。吸盘材料影响吸盘性能、寿命的因素主要有高温、湿热、日光照射等，所以吸盘应保管在冷暗的场所。常见吸盘直径及安装方式吸盘的安装方式有螺纹连接（有外螺纹和内螺纹，无缓冲能力）、面板安装和用缓冲体连接。其他真空用元件真空表：真空表：显示真空压力。SMC公司有GZ46系列真空表真空表:量程是0-100Kpa，3级精度。管管 道：道：真空回路中，应选用真空压力下不变形、不变瘪的管子不变瘪的管子:SMC公司对应产品为硬尼龙管（T系列）、软尼龙
45、管（TS系列）和聚氨酯管（TU系列）。管接头：管接头：使用可在真空状态下工作的。SMC公司对应产品系列为KJ、KQ、KF、KS和M系列等。真空用气缸：真空用气缸：1、活塞杆内有通孔，作为真空通路。吸盘安装在活塞杆端部，有螺纹连接式和带倒钩的直接安装式。2、真空口有缸盖连接型（真空口接管不动）和活塞杆连接型（活塞杆运动）。真空系统组成真空系统组成真空发生器组件真空发生器组件:是将各种真空元件组合起来的多功能元件。即将供给阀、破坏阀、切换阀、选择阀、节流阀、单向阀、真空压力开关、真空过滤器等组合在一起的元件。ZQ系列真空系统选型真空系统选型例例:水平上吊20kg平板玻璃,已知吸附容积V=0.1L，
46、连接管长L=1m,要求 吸着响应时间T1.0s,选吸盘及真空发生器.解：1.工件重W=20X9.8=196N,因板玻璃面积较大，预选6个直径为 50 mm的吸盘，选安全率t=4,求出吸吊所需的真空度 W:负载的重力（N）t:安全系数；水平吸为4以上，垂直吸为8以上；D:吸盘直径（mm);n:吸盘个数。MpanDwtp0665.065041964422吸盘直径（mm）24681013162025324050吸盘的面积0.030.130.280.50.791.332.013.144.918.0412.619.6kPa-850.261.072.414.286.6711.317.126.741.768
47、.3107167-800.251.012.264.026.2810.616.125.139.364.3101157-750.230.952.123.775.899.9815.123.636.860.394.5147-70（-525）0.220.881.983.525.509.3114.122.034.456.388.2137-65（-488）0.200.821.843.275.108.6513.120.431.952.381.9127-60（-450）0.190.761.703.024.717.9812.118.829.548.275.6118-55（-413）0.170.691.562.77
48、4.327.3211.117.327.044.269.3108-50（-375）0.160.631.422.523.936.6510.115.724.640.263.098.0-45（-338）0.140.571.272.263.535.999.0514.122.136.156.788.2-40（-300）0.120.501.132.013.145.328.0412.619.632.250.478.4真空吸盘理论吸力表Tspw11.0 P：真空度(kpa);S:吸盘面积(cm2)T:安全系数，水平吸4以上，垂直吸以上真空系统选型真空系统选型 2.选用标准型发生器，其最大真空度PV=88kpa,
49、因P/PV=0.757,由图1-1 查得到达时间T=1.41T,算出平均吸入流量Q1；min/5.80.11.06041.16041.1LTvQV:真空发生器或真空切换阀至吸盘的配容积ldv24000d:配管的内径(mm)L:配管的长度(m)T:真空到达时间供给阀(切换阀)的动作PvPvx95%Pvx63%真空压力T1达到时间（sec）T2 Pv：最终真空压力 ：到达最终真空压力Pv的63%的时间 ：到达最终真空压力Pv的95%的时间QvT601响应时间123TT 真空系统选型3.计算真空发生器最大吸入流量eeQQCQ1cQSCQ1.111min/175.82LQe真空发生器：真空切换阀：31
50、21QC21QC31QCQe:真空发生器最大吸入流量，/min(ANR)SC:真空切换阀的有效面积，2mm一般取；若真空管路流动阻力偏大，可取真空系统选型当工件吸着有泄漏时，最大吸入流量应按以下标准计算)60)(32()32(maxLQTvQQLLSQ1.112mmQL:工件吸着时的泄漏量，L/min(ANR)SL:吸着漏气工件的有效面积，真空系统选型4.选用真空发生器选用真空发生器:由e=17L/min，选用管喉部直径为1mm的ZH10BS 的真空发生器，其极限吸入流量为24L/min，故宽实际吸着响应时间:ssT0.1705.02/241.06041.1满足响应时间要求真空系统选型5.校验
