Ventouse à vide

Ventouse à vide

Ventouses à vide

Figure 1 : Ventouses à vide

Une ventouse à vide est un dispositif utilisé dans un système de vide pour saisir et déplacer des objets pour des applications de prise et de mise en place. Ces appareils fonctionnent en conjonction avec un générateur de vide pour soulever des objets. Ils sont généralement constitués de silicone, de polyuréthane (PUR), de chloroprène (CR) ou de nitrile (NBR) et sont disponibles dans différentes tailles et conceptions avec différentes capacités de maintien.

Table des matières

Consultez notre sélection de ventouses d'aspiration ici !

Principe de fonctionnement

Les ventouses à vide fonctionnent comme une pince dans les applications de manutention manuelle ou automatique et utilisent la pression différentielle pour fonctionner. Il se compose de deux parties : la ventouse et l'élément de liaison. La ventouse est le composant qui entre en contact direct avec la pièce. Lorsque la pression atmosphérique agissant contre la ventouse devient supérieure à la pression entre la ventouse et la pièce, la ventouse se fixe contre la pièce. Pour obtenir cette différence de pression, la ventouse est fixée au générateur de vide. Ce générateur de vide permet d'évacuer l'air entre la surface de la ventouse et la pièce à travailler. La ventouse en contact avec la surface de la pièce ne laisse pas entrer l'air par les côtés, ce qui contribue à créer le vide.

Principe de fonctionnement de la ventouse à vide

Figure 2 : Principe de fonctionnement de la ventouse à vide : ventouse à vide (A), pièce à usiner (B), force de maintien (C)

Lorsque la différence entre la pression à l'intérieur de la ventouse et la pression atmosphérique augmente, la force de maintien de la ventouse augmente également. Le calcul de la force de la ventouse peut être effectué à l'aide de la formule suivante :

Ventouse à vide

Ventouse à vide

Où,

F = force de maintien,

∆P = différence entre la pression atmosphérique et la pression à l'intérieur de la ventouse

A = surface d'aspiration effective

La formule ci-dessus montre également que la force de maintien est proportionnelle à la surface d'aspiration effective. Plus la surface d'aspiration est grande, plus la force de retenue est importante.

 

Types de ventouses à vide

En fonction du type de ventouse, les types de ventouses suivants sont généralement disponibles :

Ventouses à vide plates

Pour les pièces dont la surface est plate ou légèrement incurvée, il est préférable d'utiliser des ventouses plates. Ils sont recommandés pour un usage universel et offrent une bonne stabilité grâce à leur forme plate. Leur forme plate permet de les utiliser comme ventouses pour le verre, le métal et les cartons. Ils sont également adaptés à la manipulation d'objets métalliques lourds.

Principe de fonctionnement de la ventouse à vide

Figure 3 : Ventouses à vide plates

Ventouses à vide ovales

Ils sont préférés pour la manipulation de surfaces et de pièces étroites et allongées (par exemple, de longues feuilles de métal). Ils peuvent avoir des soufflets ou des surfaces planes et sont généralement utilisés lorsqu'une force de maintien maximale est requise.

Ventouse ovale

Figure 4 : Ventouse ovale

Ventouses à soufflet

Les ventouses à soufflet sont utilisées pour les pièces présentant des surfaces inégales ou des hauteurs variables. Ces ventouses sont adaptées à la manipulation de pièces fragiles comme les composants électroniques, les pièces moulées par injection, etc. Les ventouses à soufflets multiples sont adaptées à la manipulation de produits alimentaires emballés et rétractés.

Ventouses à soufflet

Figure 5 : Ventouses à soufflet

Caractéristiques des lèvres

La lèvre de la ventouse plate évite les fuites et assure une étanchéité fiable sur les surfaces lisses ou légèrement rugueuses. Ils sont également disponibles avec des caractéristiques de double lèvre de sécurité, de lèvre ultra-mince et de lèvre robuste. Le dispositif de vide à double lèvre de sécurité empêche la séparation en cas de fuite par la lèvre externe.

Ventouses à lèvres

Figure 6 : Ventouses à lèvres

Caractéristiques des nervures de soutien

La caractéristique des nervures de soutien des ventouses à vide plates permet d'augmenter la force de maintien et la stabilité des ventouses.

Composants supplémentaires

Les composants présentés ci-dessous sont essentiels pour soutenir les performances des ventouses à vide.

  • Générateurs de vide : Le générateur de vide assiste les ventouses en fournissant le vide nécessaire. Le générateur de vide fonctionne de manière électrique ou pneumatique. Les générateurs pneumatiques permettent d'obtenir des temps de cycle courts et rapides. Ces générateurs peuvent être intégrés directement dans le système grâce à leur conception légère et compacte. Les générateurs électriques sont utilisés lorsqu'une grande capacité d'aspiration est nécessaire ou lorsque l'air comprimé n'est pas disponible.
  • Air comprimé : Le générateur de vide utilise de l'air comprimé pour générer un vide.
  • Tuyaux : Les tuyaux de vide spéciaux sont utilisés avec les ventouses à vide pour correspondre à la taille des ventouses et au volume de débit requis.
  • Accessoires en Y Des accessoires comme les éjecteurs, les silencieux, les filtres à vide, les régulateurs de vide, accompagnent généralement les ventouses à vide pour contribuer à l'amélioration des performances.
  • Valves : Les vannes comme les vannes à bille ou les électrovannes soutiennent les ventouses à vide en contrôlant le vide et le flux d'air comprimé.

Critères de sélection

Les critères de sélection suivants doivent être pris en compte pour choisir la ventouse à vide adaptée à votre application.

  1. Force de maintien: La force de maintien de la ventouse ne doit jamais dépasser la force de maintien théorique. La force de maintien théorique est calculée comme suit : F = ∆P x A comme mentionné ci-dessus.
  2. Facteur de sécurité: Selon l'état de la surface de la pièce, le facteur de sécurité doit être adapté à la force de maintien. Pour une surface de pièce lisse ou dense, un facteur de sécurité de 1,5 et pour une surface poreuse, rugueuse, hétérogène ou huilée, un facteur de sécurité de 2,0 ou plus doit être ajusté.
  3. Matériau Les ventouses sont composées d'un large éventail de matériaux. Les matériaux courants sont le silicone, le NBR, le PUR et le CR. Le choix du matériau varie en fonction de l'application. Certains matériaux peuvent être utilisés avec des surfaces lisses ou irrégulières de bois, de verre et de plastique, tandis que d'autres sont destinés à des applications fragiles comme l'électronique ou l'emballage.
  4. Surface: La surface de la pièce à travailler rend un certain type de ventouses et le matériau des ventouses plus adaptés que d'autres. Une ventouse plate convient aux surfaces planes et légèrement incurvées, tandis que les ventouses à soufflet conviennent aux surfaces irrégulières.
  5. Coefficient de friction: Le coefficient de friction renseigne sur la capacité de la ventouse à saisir et à sceller la surface de la pièce. Il montre la relation entre la force de frottement et la force normale. Plusieurs fabricants utilisent les valeurs suivantes du coefficient de frottement généralement utilisées pour divers types de surfaces de pièces :
    • Surface huileuse = 0,1
    • Surface humide ou mouillée = 0,2 - 0,4
    • Surface rugueuse = 0,6
    • Verre, pierre et plastique sec = 0,5
    • Bois et métal = 0,5
    • Papier de verre = 1,1
    • La surface de la pièce, le type et le matériau de la ventouse influencent les propriétés de friction. Il est donc préférable de déterminer ce coefficient de frottement par des essais approfondis dans l'environnement de fonctionnement.

Diamètre de la ventouse d'aspiration:

La force de maintien est directement proportionnelle au diamètre effectif de la ventouse. Pour déterminer le diamètre, vous devez savoir comment la pièce sera soulevée. Veuillez vous reporter à la section suivante pour savoir comment déterminer le diamètre :

Ventouse horizontale, appliquant une force verticale pour soulever la pièce :

Pour calculer la force de maintien, utilisez cette formule :

Ventouse horizontale, appliquant une force verticale

Le diamètre correspondant peut être calculé comme suit :

Diamètre de la ventouse d'aspiration:
Ventouse horizontale, appliquant une force verticale pour soulever la pièce :

Figure 7 : Ventouse horizontale, appliquant une force verticale pour soulever la pièce :

Où,

  • F = force de maintien
  • m = poids de la pièce (kg)
  • g = accélération due à la gravité
  • a = accélération du système
  • S = facteur de sécurité
  • d = diamètre effectif
  • P0 = Vide (bar)
  • n = nombre de ventouses

Pour la ventouse horizontale, déplacer la pièce à l'horizontale (sur le côté) :

Pour calculer la force de maintien, utilisez cette formule :

force de maintien déplacement horizontal-horizontal

Le diamètre correspondant peut être calculé comme suit :

Diamètre d'aspiration du vide horizontal-horizontal
Pour la ventouse horizontale, déplacer la pièce à l'horizontale (sur le côté) :

Figure 8 : Pour la ventouse horizontale, déplacer la pièce à l'horizontale (sur le côté) :

Où,

  • F = force de maintien
  • m = poids de la pièce (kg)
  • g = accélération due à la gravité
  • a = accélération du système
  • S = facteur de sécurité
  • µ = coefficient de friction
  • d = diamètre effectif
  • P0 = Vide (bar)
  • n = nombre de ventouses

Pour la ventouse verticale, appliquer une force verticale sur la pièce :

Pour calculer la force de maintien, utilisez cette formule :

force de maintien déplacement vertical-vertical

Le diamètre correspondant peut être calculé comme suit :

Diamètre d'aspiration vertical-vertical
Pour la ventouse verticale, appliquer une force verticale sur la pièce :

Figure 9. Pour la ventouse verticale, appliquer une force verticale sur la pièce :

Où,

  • F = force de maintien
  • m = poids de la pièce (kg)
  • g = accélération due à la gravité
  • a = accélération du système
  • S = facteur de sécurité
  • µ = coefficient de friction
  • d = diamètre effectif
  • P0 = Vide (bar)
  • n = nombre de ventouses

Applications

Les ventouses à vide sont généralement utilisées dans les types d'applications suivants :

  • Utilisées dans les industries manufacturières et automobiles comme ventouses de levage pour manipuler les tôles, les pièces moulées par injection, les panneaux de carrosserie.
  • Utilisées comme ventouses de levage pour les vitres, les carreaux de sol, les pare-brise des voitures, etc.
  • Utilisé dans les industries de l'emballage pour manipuler les boîtes en carton, les films plastiques, etc.
  • Utilisé dans les industries alimentaires et pharmaceutiques.

Vous pouvez lire et en savoir plus sur les différentes applications des composants sous vide dans nos articles sur les vannes à bille et les générateurs de vide

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