SMC zk2真空发生器
真空发生器的工作原理
真空发生器就是利用正压气源产生负压的一种新型，高效，清洁，经济，小型的真空元器件，这使得在有压缩空气的地方，或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获得负压变得十分容易和方便。
真空发生器广泛应用在工业自动化中机械，电子，包装，印刷，塑料及机器人等领域.真空发生器的传统用途是真空吸盘配合，进行各种物料的吸附，搬运，尤其适合于吸附易碎，柔软，薄的非铁，非金属材料或球型物体.在这类应用中，一个共同特点是所需的抽气量小，真空度要求不高且为间歇工作。
笔者认为对真空发生器的抽吸机理和影响其工作性能因素的分析研究，对正负压气路的设计和选用有着不可忽视的实际意义。
1、真空发生器的工作原理真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动.在卷吸作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成一定真空度。
如图1所示。
图1 真空发生器工作原理示意图由流体力学可知，对于不可压缩空气气体(气体在低速进，可近似认为是不可压缩空气)的连续性方程A1v1= A2v2式中A1，A2----管道的截面面积，m2v1，v2----气流流速，m/s由上式可知，截面增大，流速减小；截面减小，流速增大。
对于水平管路，按不可压缩空气的伯努里理想能量方程为P1+1/2ρv12=P2+1/2ρv22式中P1，P2----截面A1，A2处相应的压力，Pav1，v2----截面A1，A2处相应的流速，m/sρ----空气的密度，kg/m2由上式可知，流速增大，压力降低，当v2>>v1时，P1>>P2。
当v2增加到一定值，P2将小于一个大气压务，即产生负压.故可用增大流速来获得负压，产生吸力。
按喷管出口马赫数M1(出口流速与当地声速之比)分类，真空发生器可分为亚声速器管型(M1<1)，声速喷管型(M1=1)和超声速喷管型(M1>1).亚声速喷管和声速喷管都是收缩喷管，而超声速喷管型必须是先收缩后扩张形喷管(即Laval喷嘴).为了得到最大吸入流量或最高吸入口处压力，真空发生器都设计成超声速喷管型。
真空发生器工作原理及常见故障
真空发生器工作原理及常见故障1. 真空发生器的工作原理真空发生器是一种用于产生和维持真空环境的设备，广泛应用于科研、工业制造和医疗等领域。
它通过移除容器内的气体分子，降低压力来实现真空状态。
1.1 真空的定义真空是指在一定容积内的气体压力远低于大气压力的状态。
根据国际标准，真空可以分为多个级别，如下表所示：级别压力范围大气压101.3 kPa粗真空100 kPa - 10 Pa高真空10 Pa - 10-3 Pa超高真空10-3 Pa - 10-7 Pa极高真空< 10-7 Pa1.2 真空发生器的组成部分一个典型的真空发生器由以下组件组成：•泵：用于抽取容器内的气体，并形成负压。
•阀门：用于控制气体流动和压力。
•传感器：用于测量和监控真空状态。
•控制器：用于控制和调节发生器的工作参数。
1.3 真空发生器的工作过程真空发生器的工作过程可以分为几个关键步骤：1.抽气阶段：通过泵抽取容器内的气体。
常见的泵包括机械泵、分子泵、扩散泵等。
机械泵通过旋转叶片产生真空，分子泵利用高速运动的分子流抽取气体，扩散泵则利用分子的扩散来实现抽气。
2.减压阶段：在抽气过程中，随着气体压力降低，会出现凝结和吸附等现象。
为了进一步降低压力，可以采用冷阱、吸附剂等方式去除水蒸汽、有机物等。
3.测试阶段：在达到所需真空级别后，使用传感器测量真空度，并根据需要进行调整。
4.维持阶段：一旦达到所需真空状态，发生器会维持恒定真空度。
根据需要，可以通过控制阀门来调节气体流动，保持所需真空度。
2. 常见的真空发生器故障及原因虽然真空发生器在工作过程中通常可靠稳定，但仍然可能出现故障。
以下是一些常见的故障及其可能的原因：2.1 泵无法启动或无法抽气•供电问题：检查电源是否正常连接，确保泵能够正常供电。
•泵损坏：检查泵是否有损坏或堵塞的部件，如叶片、轴承等。
•油液问题：机械泵需要润滑油来运转，检查油液是否存在问题，如缺油、污染等。
•阀门问题：检查阀门是否关闭或堵塞。
SMC真空系统
T
1.0
V:真空发生器或真空切换阀至吸盘的配容积
v d 2l
4000
d:配管的内径(mm)
L:配管的长度(m)
T:真空到达时间
39
真空系统
真空系统案例选型
响应时间
T1
60v Q
T2 3T1
供给阀 (切换阀)
的动作
ＯＮ ＯＦＦ
Pv
真 空
Pvx95%
压力
Pvx63%
Ｐ
Ｔ１
２Ｔ１
３Ｔ１
T1 达到时间（sec） T2
1.13 2.01 3.14 5.32
8.04
12.6
19.6
32.2
50.4
78.4 38
真空系统
真空系统案例选型
2.选用标准型发生器，其最大真空度PV=88kpa,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；
Q 1.4160v 1.41 60 0.1 8.5L / min
48
真空扩展产品
工作原理
49
真空扩展产品
规格
50
真空扩展产品
型号表示
51
真空系统案例选型
• 例:水平上吊20kg平板玻璃,已知吸附容积V=0.1L，连接管长L=1m,要求 吸着响应时间T≤1.0s,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
p
4wt D2n
4196 4 502 6
11
12
真空发生器系统----组件
13
真空发生器系统----组件
SMC ZB真空发生器组件中文使用说明书
机 种 名 称小型真空单元 真空发生器/真空泵系统系 列ZB系列使用说明书目录安全注意事项 2 型号表示・型号体系 9 产品各部分名称 12 安装・设置 13 空气源 15 使用供给压力 16 配管 16 V通口Ass’y品的使用 17 关于电磁阀 21 构造图・零件构成 25 维护・保养 26 滤芯更换要领 28 吸音材更换要领 28 电磁阀（供给阀・破坏阀）更换要领 29 关于集装式产品 30 关于过滤罩 30 关于破坏流量调整针阀 31 关于真空发生器的排气 31 规格 32 回路图 35 重量 37 真空发生器的排气特性・流量特性 38 真空泵系统流量特性 39 关于流量特性表 40 关于压力传感器Ass’y品 40 关于真空用压力开关Ass’y品 41 故障一览表 42安全注意事项此处所示的注意事项是为了能安全正确的使用本产品，预先防止对您和他人造成危害或损失而定。
为了表示这些事项的危险程度，将注意事项分成「注意」「警告」和「危险」三个等级。
不论哪个等级，都是与安全相关的重要内容，除了必须遵守国际规格(ISO/IEC)、日本工业规格(JIS)※1)以及其他安全规则※2以外，这些内容也请务必遵守。
*1) ISO 4414: Pneumatic fluid power -- General rules relating to systems.ISO 4413: Hydraulic fluid power -- General rules relating to systems.IEC 60204-1: Safety of machinery --Electrical equipment of machines. (Part1: General requirements)ISO 10218-1992: Manipulating industrial robots -Safety.JIS B 8370: 空气压系统通则JIS B 8361: 油压系统通则JIS B 9960-1: 机械类的安全性-机械的电气装置((第1部:一般要求事项)JIS B 8433-1993: 键控工业机器人－安全性等*2) 劳动安全卫生法 等注意: 误使用时，有可能对人和物品造成损害。
SMC-真空发生器
!"#$
ZL112 ＊采用3级扩压管，吸入流量可
＊＊AC的场合，用整流器防止过电压的 发生，故无“S”。
真
空
压
力
吸入流量增加250%
吸入流量1
级
性
能
2级性
能
2级性能
ZL112
通口排气
ZL112P
带真空压力表
ZL112-G
带真空用接头
ZL112-GN
带数字式真空压力开关
ZL112-E
2-ø5.4
带供给阀、破坏阀
ZL112-K1□L□□-E25(L)-M带供给阀
!
通口排气
ZL212P
带真空压力表
ZL212-G
带真空接头
ZL212-GN
带真空用数字式压力开关
ZL212-E
标准型
带真空压力表
带真空用数字式压力开关
带真空接头
通口排气
＊采用上下重叠两个3级扩压管，
节省流量和吸入流量都是
ZL112的2倍
＊可带真空压力表或压力开关
＊可内置消声器
＊可两个方向安装(底、侧)
型号表示方法
＊无记号、真空用接头(GN)、带真空压
(G)的场合无此项。
外形尺寸图(毫米)
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ZL212。
真空发生器及气动基本工作原理课件
7
真空发生器工作原理 （八）
常用管路排布形式
8
真空吸盘（一）
真空吸盘是用来提升、搬运、翻转物体的一种真空执行元件，是真空发生器和 工件之间的连接部件。使用条件和工作环境是选择吸盘材料的重要因素，吸盘 选型因素主要有：外观形状、材料、和其他技术参数。 真空吸盘基本形状和类别： 扁平吸盘 波纹吸盘 具有特殊工作原理的吸盘 每种形状都有其特殊的优势，使用不同的材料可提高或改善吸盘的性能。
工作循环开始，进气阀打开，吹气阀 关闭，真空发生器开始产生真空度， 吸盘开始吸紧；
达到真空度到达设定值H1时，压力开 关会切换到右侧②关闭进气，真空发 生器内保持一定的真空度，吸盘保持 吸紧状态；
收到有吹气信号，吹气阀打开，真空
破坏，吸盘释放工件。具体信号动 作见下表。
Vacuu m
pilot
Blowoff pilot
operation
0
1
破坏真空0Biblioteka 0真空产生1
1
真空破坏
1
0
关闭进气
4
真空发生器工作原理 （五）
真空发生器的动作过程
左图为真空发生器工作的四个阶段： 等待→吸气→真空保持→吹气 其动作与下图压力开关设定密切相关
5
真空发生器工作原理 （六）
PLC或者机器人如何判断工件拾取力度够够不够？
脱离是否到位不是由这个压力检测开关来管控的：工件脱离或者抓取到 位与否由工件传感器来判断
6
真空发生器工作原理 （七）
信号输出设置
Output 1，是为了给真空发生器吸气电磁阀一个信号。可以根据通道1的（H1\H1-h1) 设 定值来调整真空发生器在何时产生真空或在何时停止产生真空，从而达到一个节气的目 的 Output 2，是为了给外部机械手一个信号（H2/H2-h2)表示机械手已经抓紧了工件，这时 候机械手可以运动了
真空发生器工装原理
真空发生器工装原理引言真空发生器是一种用于产生和维持高真空环境的设备，广泛应用于科研实验、工业生产以及医疗领域。
在真空发生器的工作过程中，工装起着至关重要的作用。
本文将以真空发生器工装原理为主题，探讨真空发生器工装的工作原理、分类以及应用领域。
一、真空发生器工装的工作原理1. 真空发生器工装的基本原理真空发生器工装的基本原理是通过采用不同的技术手段，将气体从封闭的系统中抽取出来，从而产生真空环境。
一般而言，真空发生器工装主要包括抽气系统、封闭系统和控制系统。
2. 抽气系统抽气系统是真空发生器工装中的关键部分，其作用是通过机械泵、分子泵、扩散泵等将系统内的气体抽取出来。
机械泵通过旋转叶片产生压缩空气，使气体被抽取出来；分子泵则通过高速旋转的转子将气体分子抛到壁面上，从而实现抽气效果；扩散泵则利用扩散效应将气体抽取出来。
这些不同类型的抽气系统可以根据实际需求进行组合或独立使用，以满足不同真空环境的要求。
3. 封闭系统封闭系统是真空发生器工装中的另一个重要组成部分，其作用是保持系统的封闭性，防止外界气体进入。
封闭系统通常由真空室、密封件和连接管道等组成。
真空室是实现真空环境的关键部分，其内部需要经过精密加工和表面处理，以减少气体吸附和漏气的现象。
密封件则用于保持真空室的密封性，常见的密封材料有橡胶、金属和陶瓷等。
连接管道则用于连接抽气系统和真空室，使气体能够顺利地从真空室中抽取出来。
4. 控制系统控制系统是真空发生器工装中的重要组成部分，其作用是对抽气系统和封闭系统进行控制和监测。
控制系统通常包括压力传感器、电磁阀和控制器等设备。
压力传感器用于实时监测真空环境的压力变化，以便及时调整抽气系统的工作状态；电磁阀则用于控制气体的进出，保持系统的稳定性；控制器则用于对整个系统进行自动化控制，实现真空环境的精确控制。
二、真空发生器工装的分类1. 依据工作原理分类根据工作原理的不同，真空发生器工装可以分为机械泵式真空发生器、分子泵式真空发生器和扩散泵式真空发生器等。
真空发生器及气动基本工作原理
真空发生器及气动基本工作原理
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202X
真空发生器工作原理 （一）
绝对压强 相对压强 真空度 真空度=（标准大气压—系统压强）/标准 大气压 何为真空度？
*
真空发生器工作原理 （二）
HOW’S 真空发生器 WORK？ 文丘里效应：当风吹过阻挡物时，在阻挡物的背风面上方端口附近气压相对较低，从而产生吸附作用并导致空气的流动。 文丘里管原理：压缩空气进入真空发生器入口A，从狭窄的喷嘴B喷出，立即使喷嘴出口的压力降低形成负压，从而湿空气从真空入口D进入，与离开喷嘴的压缩空气一起从消音器C喷出。 Tips
*
谢谢
周金锋
脱离是否到位不是由这个压力检测开关来管控的：工件脱离或者抓取到位与否由工件传感器来判断
PLC或者机器人如何判断工件拾取力度够够不够？
*
信号输出设置
真空发生器工作原理 （七）
Output 1，是为了给真空发生器吸气电磁阀一个信号。可以根据通道1的（H1\H1-h1) 设定值来调整真空发生器在何时产生真空或在何时停止产生真空，从而达到一个节气的目的 Output 2，是为了给外部机械手一个信号（H2/H2-h2)表示机械手已经抓紧了工件，这时候机械手可以运动了 H1或H2是上限值 ：当真空度达到时，传感器就输出高电平（相应通道LED亮） h1或h2是差值：通过调节h1或h2来调节两个通道的下限值，该下限值为H-h(H1-h1/H2-h2)， 当真空传感器检测到真空压力低于该下限值时，真空传感器停止输出高电平。
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常用气缸工作原理 （五）
可偏心气缸：工装夹头或者定位销可以在安装板上不对称安装
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常用气缸工作原理 （六）
无杆气缸
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电磁阀（一）