李國鈞，陳春輝

一種簡易式真空吸盤吊具的開發(fā)應(yīng)用

李國鈞，陳春輝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章主要介紹一款自主設(shè)計制作的簡易式真空吸盤吊具的設(shè)計、開發(fā)和使用情況。設(shè)計、開發(fā)的本產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單，使用范圍廣、易于維護保養(yǎng)和操作，其使用效率高、制作成本低、經(jīng)濟效益高，質(zhì)量可靠等特點，能夠很好地應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，薄板加工行業(yè)、玻璃行業(yè)等，具有很好的推廣應(yīng)用范圍。

真空吸盤；真空發(fā)生器；吸盤座

1 前言

汽車制造是一個復(fù)雜的生產(chǎn)過程，汽車裝配工作量大，裝配作業(yè)需要涉及諸多的助力起吊設(shè)備或者工裝，工裝是完成汽車裝配重要的工藝裝備。我廠油箱的起吊搬運先前是由吊鏈吊鉤起吊搬運，但是該吊鏈在使用過程中極易磕碰或者劃傷油箱，引起產(chǎn)品質(zhì)量問題。借鑒板材搬運的真空吸盤吊具，我們結(jié)合現(xiàn)場油箱表面相對平整（帶有一定的弧度），能夠滿足吸盤吸附的密封要求，考慮設(shè)計一種簡易式真空吸盤吊具，該吊具的應(yīng)用則能夠有效地解決產(chǎn)品外觀劃傷的問題。本文介紹的簡易式真空吸盤吊具主要是針對我廠鋁合金油箱的吊運設(shè)計制作的，它的吸附載重能力在40-60kg左右，設(shè)計使用了4個直徑100mm的真空吸盤。

2 工作原理

本文講述的真空吸盤起吊工裝主要依靠外接壓縮空氣，通過真空發(fā)生器，使得吸盤內(nèi)腔形成負(fù)壓，吸盤依靠負(fù)壓吸附表面平整的工件，負(fù)壓狀態(tài)下保持一定的保壓狀態(tài)，實現(xiàn)工件的搬運。待工件搬運到位后，打開氣路使真空吸盤內(nèi)由負(fù)壓變成零氣壓或者稍微正氣壓，真空吸盤自動與工件分離，實現(xiàn)工件卸除，從而實現(xiàn)工件的搬運。由于負(fù)壓吸附強度與吸盤的容積有關(guān)，所以單個吸盤的容積大小或者容積一定情況下的吸盤數(shù)量決定了可吸附工件的重量。

3 真空吸盤吊具的關(guān)鍵技術(shù)及性能說明

（1）單向閥與蓄能器配合使用，能有效防止真空吸盤吊具在使用過程中意外斷氣，吸盤真空失效。單向閥與蓄能器的配合應(yīng)用，可以保持工件吸附狀態(tài)5～20分鐘不會掉落，確保使用的安全性。

（2）壓力表監(jiān)測顯示、指示燈提醒是確保吊具真空壓力實時顯示，確保在標(biāo)準(zhǔn)真空度60%以上安全工作。

（3）真空吸盤彈簧支撐是滿足工件表面不同程度的弧形，提高吸附面適應(yīng)性。同時，彈簧能夠有效緩沖吸附工件時的磕碰劃傷，避免損傷工件。

（4）吸盤及橫梁之間的長形孔連接，實現(xiàn)吸盤位置可調(diào)，可以滿足油箱不同的尺寸大小變化，有效把控吸附后工件的重心，確保吊運平穩(wěn)、安全。

4 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1所示，為簡易真空吸盤吊具機械結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，該結(jié)構(gòu)主要由吊耳，本體、按鈕盒、真空吸盤、把手構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，清晰，易于制作推廣和應(yīng)用。

圖1 機械結(jié)構(gòu)

5 真空氣動氣控設(shè)計

5.1 真空吸盤原理

在原有的裝配作業(yè)中，采用剛性吊鉤起吊搬運裝配，很容易出現(xiàn)油箱劃傷問題，影響產(chǎn)品質(zhì)量。該簡易真空吸盤裝置，采用真空氣動的方式來產(chǎn)生真空吸附力，來提供吊具起吊的拉力，氣動真空吸附起吊實現(xiàn)搬運裝配，大大解決的油箱外觀劃傷的問題。其工作原理，真空吸盤吸附油箱平整表面，二者之間形成臨時的密閉腔，通過真空發(fā)生器抽走此密閉腔內(nèi)的空氣，與外界大氣形成壓力差，外界大氣壓力將吸盤緊緊壓住吸附在平整的油箱壁上。在真空吸盤不發(fā)生泄漏，內(nèi)腔進入空氣的情況下，真空吸盤牢固吸附油箱，實現(xiàn)起吊搬運。由于真空吸盤采用的柔性橡膠材質(zhì)，與油箱吸附后不會產(chǎn)生劃傷等問題，有力保證了產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

5.2 真空氣動結(jié)構(gòu)

在實際的油箱搬用使用中，真空吸盤吊具接通外界工業(yè)壓縮空氣，使吸盤與工件表面完全吻合且分布起吊均勻的吸附點后，按下吸附按鈕，真空發(fā)生器通過外接氣源會吸走真空吸盤內(nèi)的空氣，使真空吸盤吸附油箱外表面。當(dāng)工作完成后，按下卸載按鈕，真空吸盤被吹氣，真空失效，釋放油箱。

圖2 真空氣動結(jié)構(gòu)

5.3 氣動控制設(shè)計

氣動控制的設(shè)計是簡易的真空發(fā)生氣路，借助外界氣源進行工作，其具體的氣動控制設(shè)計圖如下（圖3）。該氣動控制原理是按壓氣控按鈕9進行吸附或釋放，吸附和釋放則通過兩位閥10進行氣路的切換，再通過真空發(fā)生器16實現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)壓或正壓，實現(xiàn)工件的吸附裝載或釋放卸載的功能。

圖3 氣動控制圖

6 結(jié)論

設(shè)計了一套應(yīng)用于汽車油箱吊裝的真空吸盤式起吊工裝，借助于生產(chǎn)壓縮空氣，通過真空發(fā)生器產(chǎn)生負(fù)壓，真空吸盤吸附油箱表面起吊搬運作業(yè)，替代傳統(tǒng)的吊鏈索具，有效解決了產(chǎn)品外觀劃傷的問題，助力產(chǎn)品質(zhì)量提高。簡易式真空吸盤吊具的開發(fā)應(yīng)用，降低了油箱質(zhì)量成本，提高了汽車裝配質(zhì)量，增強了企業(yè)核心競爭力，為助力企業(yè)快速發(fā)展具有重要的意義。

[1]宋家霖.氣動控制儀表技術(shù)原理[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1999.3.

[2] 成大先.機械設(shè)計手冊（第六版）第1卷.出版社:化學(xué)工業(yè)出版社. 2016.4.

[3] 氣動控制技術(shù)[M].-01.

[4] 楊幫文.液壓閥與氣動閥選型手冊[M].出版社:化學(xué)工業(yè)出版社2009.4.

Development and application of a simple vacuum sucker suspension

Li Guojun, Chen Chunhui

( Shaanxi Heavy Automobile Co., Ltd., Automobile General Assembly Factory, Shaanxi Xi'an 710200 )

This paper mainly introduces the design, development and use of a simple vacuum sucker hoist designed and made independently. The product designed and developed is simple in structure, wide in use, easy to maintain and operate, and has the characteristics of high efficiency, low production cost, high economic efficiency, and reliable quality. It can be well applied to the automotive manufacturing industry,thin plate processing industry, glass industry, etc., has a very good scope for promotion and application.

Vacuum sucker;Vacuum generator;Sucker seat

U463

A

1671-7988(2019)18-190-02

U463

A

1671-7988(2019)18-190-02

李國鈞，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.064