Zostań w temacie i policz dalej
Po dobraniu przyssawki warto sprawdzić wpływ chwytu na czas cyklu robota, wydajność stanowiska i cały czas reakcji układu. Dla detali, których nie można pewnie chwycić próżniowo, porównaj również chwyt mechaniczny.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Nie dobieraj przyssawki wyłącznie z równania „podciśnienie × pole”. Przyssawek nie powinno się projektować na granicy teoretycznej siły. SMC zaleca wysokie współczynniki bezpieczeństwa, a Festo zwraca uwagę na tarcie, kierunek obciążenia, przyspieszenia, porowatość i jakość powierzchni.
Siła ssania i średnica przyssawki
Dla szczelnej powierzchni teoretyczna siła normalna jest iloczynem różnicy ciśnień i pola czynnego. W wygodnych jednostkach branżowych SMC podaje zależność, w której podciśnienie w kPa pomnożone przez pole w cm² i przez 0,1 daje siłę w niutonach.
Jeżeli wymagane jest 50 N na jedną przyssawkę przy podciśnieniu 60 kPa, potrzeba około 8,33 cm² pola czynnego, czyli średnicy nieco ponad 32 mm. W praktyce wybiera się następny dostępny rozmiar i sprawdza jego charakterystykę katalogową.
Kalkulator używa wartości bezwzględnej podciśnienia, np. wpisane 60 kPa odpowiada różnicy ciśnień około 60 kPa względem atmosfery.
Pozioma i pionowa pozycja detalu
Poziomo – siła prostopadle do przyssawki: obciążenie działa w kierunku odrywania, dlatego kalkulator uwzględnia ciężar oraz przyspieszenie w tym kierunku. Pionowa powierzchnia: detal ma tendencję do zsuwania się, więc siła przyssawki musi wytworzyć odpowiednią siłę tarcia. W tym trybie wynik zależy także od współczynnika tarcia μ.
SMC podaje współczynnik bezpieczeństwa co najmniej 4 dla chwytania poziomego oraz większy, np. 8, dla chwytania pionowego. Festo wskazuje dodatkowo, że przy krytycznych, porowatych lub nierównych materiałach zapas należy zwiększać.
Przykład: 2 kg, dwie przyssawki i 60 kPa
Detal ma masę 2 kg, jest unoszony z przyspieszeniem 3 m/s², a współczynnik bezpieczeństwa wynosi 4. Obciążenie dynamiczne wynosi 2 × (9,81 + 3) = 25,62 N. Po uwzględnieniu zapasu i podziale na dwie przyssawki każda powinna zapewnić co najmniej 51,24 N teoretycznej siły.
Przy 60 kPa potrzeba około 8,54 cm² pola, co odpowiada średnicy około 33,0 mm. Następny praktyczny rozmiar z typowego szeregu to Ø40 mm.
Przyssawka Ø40 mm ma przy 60 kPa około 75,4 N teoretycznej siły, czyli w tym modelu około 47% marginesu ponad wymaganie.
Powierzchnia detalu i nieszczelności
Gładkie szkło lub blacha pozwalają zwykle utrzymać podciśnienie przy niewielkim przepływie. Materiały porowate, karton, surowe drewno, pianka albo chropowata powierzchnia mogą stale zasysać powietrze przez nieszczelności. W takim przypadku sama średnica przyssawki nie wystarcza do doboru.
Trzeba wtedy dobrać także generator próżni lub pompę pod względem wydajności, przewody i zawory oraz sprawdzić rzeczywisty poziom podciśnienia podczas chwytu. To szczególnie ważne przy eżektorach zasilanych sprężonym powietrzem.
Dla ucznia technikum mechatronicznego i studenta automatyki
W zadaniu najpierw rozpoznaj kierunek obciążenia. Jeżeli detal jest podwieszony pod przyssawką, liczy się bezpośrednia siła normalna. Jeżeli przyssawka znajduje się na pionowej ścianie detalu, siła próżniowa dociska przyssawkę, a ciężar przenosi dopiero tarcie.
Następnie przelicz podciśnienie na różnicę ciśnień i rozdziel wymaganie na liczbę przyssawek. Dopiero potem wyznacz pole i średnicę. Pamiętaj, że średnica rośnie z pierwiastkiem z wymaganej siły – dwukrotnie większa masa nie wymaga dwukrotnie większej średnicy.
Typowy błąd: użycie ciśnienia absolutnego zamiast różnicy ciśnień albo wpisanie −60 kPa jako ujemnej wartości. W kalkulatorze podajesz dodatnią wartość |Δp|.
Ciekawostka
Zmniejszenie podciśnienia z 60 do 40 kPa nie zmniejsza siły o „kilka procent”, lecz o jedną trzecią. Aby odzyskać tę samą siłę samą średnicą, pole trzeba zwiększyć o 50%, a średnicę o około 22,5%. Dlatego spadek poziomu próżni potrafi szybko wymusić większą przyssawkę.
Co jeszcze sprawdzić w układzie chwytania?
Źródła i założenia
- SMC – przyssawki próżniowe: kryteria doboru i współczynniki bezpieczeństwa
- SMC – obliczanie teoretycznej siły podnoszenia przyssawki
- Festo – Basic principles of vacuum technology
Model bazuje na różnicy ciśnień i efektywnym polu kołowym. Dla pionowej powierzchni stosowany jest model tarciowy. Wynik jest doborem wstępnym – ostatecznie trzeba sprawdzić siłę odrywania, kształt, materiał przyssawki, porowatość, przecieki, momenty i dynamikę aplikacji.
FAQ – dobór przyssawki próżniowej
Ostatnia aktualizacja: 27.08.2026