真空ブロアと吸着について

質問

チャンバーにφ2の穴を多数開けて吸着するのに真空ブロアを使用し1kgのワークを吸い上げるプレートを作りたいのですがどの位のブロアが必要か計算したいのですが計算に必要な数値、計算方法がわかる方いませんか。
アバウトな質問ですがよろしくお願いします。

回答No.4

noname#230359

私も何度か吸着搬送装置を設計したことがありますが 1 kgwのワークとは結構な
重量だと思います。単に持ち上げるだけなら未だしも吸着して搬送するとなれば
その重量から慣性力を無視できないだろうと思いますが、その点は如何かな？

一般に大きくて重いワークならば大容量の風量と静圧を有するブロワーが必要に
なる理屈ですから、私は某F電機社のリングブロワーを頻繁に使うとりましたw
前回答者も言うように吸着部との密着度に非常に左右されますから一概に計算
で出せるものかは怪しいところで実機or試験機にて確かめるのが間違いないと
思います。ブロアー自体は左程高価なものでは無いしテスト用として大き目の
ものを選定して実験で煮詰めて行き、実機に応用すれば良いだろうと思います
或いはテスト用にとして、貸し出しもしていたような記憶もあるが忘れました

このような開発モノは頭の中or机上の計算だけでは無くて、自ら体で経験しつつ
正に手探りで苦労を重ねることが自分にとっても会社にとっても良い経験という
かノウハウになると思う。急がば回れ、損して得とれも同じような意味だと思う
穴数と流速からレイノルズ係数云々と考えている時間があれば自ら穴あけして
テストして見ることを強く勧める。考えるよりも行動することも大事だと思う

回答No.3

noname#230359

回答(1)(2)さんともに、メーカーの資料を頼りにすることをお勧めになって
います。まさにその通りと思います。

最後の確認はメーカーの資料を使うこととして、
物理の基礎を使って自力で定量化できることを確かめておきましょう。
仮に、チャンバー内の圧力を、ゲージ圧で－1/10気圧（-0.01MPa)に保つ
とします。-1/10気圧（-0.01MPa)は、0.1kgf/cm2ですから、1kgの品物に
加わる重力1kgfを吸引力で得ようとすれば、
　少なくとも1kgf÷0.1kgf/cm2＝10cm2　の穴の面積が必要です。

φ2mmの穴の面積は、0.0314cm2ですから、
10cm2÷0.0314cm2＝318個 の穴が、ワークに密着するような穴ピッチとする
ことが必要であることがわかります。
（完全に密着しない場合は、吸引力が低下しますから、メーカーの資料を
　参照して下さい。）

十分な考慮が必要なのは、吸着面が、ワークサイズより大きくて、ワークに
よって塞がらない穴がある場合は、穴から吸引力に寄与しない空気を吸い込
むことになります。
真空ブロアの能力は、無駄穴から空気を吸い込んだ状態で、最初に仮定した
チャンバー内の負圧を確保できるだけの流量が必要です。

φ2mmの穴に0.1気圧の負圧が加わった場合は、0.02m3/min程度の流量が生じ
るようです。※
真空ブロアに求められる最低限の流量は、0.02m3/min×無駄穴の数という
ことになりますので、考え方として参考にして頂ければ幸いです。

※流量は、参考URLで試算しました。

参考URL：

http://www.tlv.com/ja/calculator/air-flow-rate-through-orifice.php

回答No.2

noname#230359

小生も、ブロアメーカーに聞いて、ブロアメーカーの資料で計算をした方が
早いし、
貴殿のスキルにもなります。

さて、他の回答者さんも記載しておりますが、
仕様が“チャンバーにφ2の穴を多数開けて吸着する”
となっており、ワークが全てφ2に密着しないと、真空度が保てなく
ワークが落下する恐れがあります。
パテント化されておりますが、ワークが密着されていないや、密着形状によって、
穴が勝手にクローズして、真空度を保つ優れ物も世の中にあります。
ですが、確実に吸着するゴムパッド等を使用した物を選定するほうが、安上がりです。

それと、チャンバーの外にワーク重心があると、モーメントが働きワーク重量の
数倍～数十倍の吸着力が必要ですし、上下での吸着でなく横での吸着であれば摩擦係数
を考慮した数倍の吸着力が必要です。
以上も考慮して、ブロアメーカー資料で計算をして、選定をしましょう。
（実は、配管長さと径も、大きく影響します）

回答No.1

noname#230359

ワーク外寸の記載が有りませんが？

まぁ、たったの１ｋｇ程度なら所謂真空エジェクタ＋パッドで可能では？
http://www.smcworld.com/vacuum_device/pad_style.jsp
http://www.convum.co.jp/products/convum_index.html

エジェクタは使えない事例としてもその選定式はブロアでも使えると思う
http://www.convum.co.jp/products/spdf/convum_gijyutsu.pdf

ブロアメーカに聞いた方が早いと思う
http://www.orionkikai-vacuum-pump.com/topics03.html
http://www.anlet.co.jp/usage/usage02.html
http://www.hitachi-ies.co.jp/products/fan/blower/vbyoto1.htm

いつも的確な回答されてるohkawa大先生でも弘法も筆の誤りかな？
＞10cm2÷0.0314cm2＝318個 の穴が、ワークに密着するような穴ピッチとする

必ずしも３１８個の穴は不要
ワークとの接触面積は１０ｃｍ＾２以上必要ですが

＞φ2mmの穴に0.1気圧の負圧が加わった場合は、0.02m3/min程度の流量が生じ
必要な穴数はこの流量を確保しないと負圧到達時間が長くなるダケ
長い時間掛かっても良いなら１個だけでも可能　
但し、外周の密着が悪いと負圧が漏れるので
その漏れ流量以上を穴数で稼ぐ必要はあります

＞私は某F電機社のリングブロワーを頻繁に使うとりましたw
http://www.fujielectric.co.jp/products/motor/
このサイトの最下段

「長らくご愛顧いただきました弊社『リングブロー』『クーラントポンプ』は、
　2010年10月の事業譲渡に伴い、2011年4月1日をもちまして、”テラル株式会社”の取扱い商品となりました。
　 詳細につきましては下記アドレスにお問合せください。」
http://www.teral.net/support/index.html （テラル株式会社ホームページ　ユーザーサポート）

http://www.teral.net/
新着情報
2010.10.01 富士電機システムズ(株)より、ク－ラントポンプとリングブロワ事業を譲受ることになりました。

リーマン以降、業界再編の嵐