Вакуумная техника решает одну задачу, с которой не справляются механические захваты: взять деталь без следов и деформации — и сделать это за 20–50 мс. Стекло, полированный металл, окрашенные панели, электроника, упаковка — везде, где губки схвата оставляют отпечаток, работают вакуумные присоски и пневматические эжекторы.
Товары из статьи
Сила вакуумного захвата считается по формуле F = ΔP × A: разрежение × площадь присоски. Присоска ∅30 мм при −60 кПа держит 42 Н — это деталь 2,1 кг при горизонтальном подъёме (запас ×2) или 1 кг при вертикальном (запас ×4). PU в обозначении присоски — материал полиуретан: самый износостойкий, для шершавых и абразивных поверхностей, рабочая температура −20…+60 °C; стандартный материал — NBR, для пищевых и горячих деталей — силикон. Вакуум создаёт эжектор от сжатого воздуха: CORNETA.TECH — компактный ZU от 290 ₽ или корпусной ZH от 770 ₽, оба до −88…−90 кПа. Полный расчёт, таблица диаметров и 6 ошибок монтажа — ниже.
В этой статье: принцип работы эжектора, типы и материалы присосок, расчёт силы вакуумного захвата с примером на реальном артикуле WAALPC, таблица подбора диаметра присоски, 6 критических ошибок монтажа и пошаговый алгоритм проектирования вакуумного захвата.
1. Эжектор или вакуумный насос — что выбрать?
Вакуум в пневматике создаётся двумя способами — пневматическим эжектором (сопло Вентури) или электрическим вакуумным насосом. Эжектор работает от сжатого воздуха 4–6 бар: поток проходит через сужающееся сопло, разгоняется и создаёт разрежение в боковом канале. Никаких подвижных частей и электропитания.
- Питание: сжатый воздух 4–6 бар
- Разрежение: −60…−92 кПа (ZH до −90, ZU до −88)
- Скорость создания вакуума: 20–50 мс
- Расход воздуха: 20–100 л/мин (нл/мин)
- Габарит: 20–50 мм, монтаж на захвате
- Пористые материалы: не подходит
- Питание: электричество 220/380 В
- Разрежение: −90…−98 кПа
- Скорость создания вакуума: 200–500 мс
- Расход воздуха: 0 (потребляет электричество)
- Габарит: настольный / напольный агрегат
- Пористые материалы: подходит
В каталоге CORNETA.TECH два формата эжекторов: корпусной ZH (SMC-формат) под монтаж на кронштейн — от 770 ₽, и компактный проточный ZU, который ставится в разрыв линии вплотную к присоске — от 290 ₽.
👉 Вакуумная техника WAALPC в каталоге: эжекторы ZH и ZU, фильтры ZFC и VFR →
Как работает трубка Вентури и какие бывают эжекторы?
Трубка Вентури — это сопло, в котором сжатый воздух разгоняется и его статическое давление падает ниже атмосферного. Через боковой порт эжектор подсасывает воздух из присоски: в ней возникает разрежение, а рабочий и подсасываемый воздух уходят вместе через глушитель. Чем меньше сопротивление на входе и чем плотнее присоска прилегает к детали, тем быстрее набирается разрежение.
| Тип эжектора | Как устроен | Когда выбирают |
|---|---|---|
| Одноступенчатый | Одно сопло Вентури | Нужно глубокое разрежение на плотных деталях: металл, стекло, пластик |
| Многоступенчатый | Несколько сопел подряд в одном корпусе | Нужен больший расход отсасываемого воздуха при том же потреблении, например на пористых деталях |
Точные значения разрежения и расхода берите из карточки конкретной серии: у разных эжекторов они разные.
2. Какие бывают типы вакуумных присосок — форма и материал?
Присоска — единственный элемент, который контактирует с деталью. Ошибка в выборе формы или материала — падение детали с манипулятора.
Форма присоски — по типу поверхности
Круглая плоская
Поверхность: гладкая, плоская
Применение: металлические листы, стекло, пластик
Диаметр: 10–120 мм
Плюс: минимальный внутренний объём — самый быстрый захват
Гармошка 1,5–3,5 складки
Поверхность: неровная, перепад высот до 10–15 мм
Применение: яйца, помидоры, детали сложной формы
Диаметр: 15–80 мм
Минус: медленнее плоской — больше внутренний объём
Овальная
Поверхность: узкие длинные детали
Применение: профили, трубки, узкие заготовки
Размер: 20×50 – 30×90 мм
Плюс: максимум площади на узкой детали
С опорным кольцом
Поверхность: тяжёлые детали
Применение: стальные листы, толстое стекло
Диаметр: 30–150 мм
Плюс: кольцо не даёт присоске сложиться под нагрузкой
⚠ Сильфонная присоска медленнее плоской: гармошка увеличивает внутренний объём, и эжектору нужно больше времени для создания вакуума. Для тактов быстрее 0,5 с используйте плоскую.
Материал присоски — по условиям среды
Нитрил
Температура: −10…+80 °C
Износостойкость: высокая
Применение: универсальный стандарт — металл, пластик
Силикон
Температура: −40…+200 °C
Износостойкость: низкая
Применение: пищевое производство, горячие детали из печи
Полиуретан
Температура: −20…+60 °C
Износостойкость: очень высокая
Применение: абразивные поверхности — шлифованные, бетонные
Этилен-пропилен
Температура: −30…+130 °C
Износостойкость: средняя
Применение: стекло — не оставляет следов, фармацевтика
Фторкаучук
Температура: −15…+200 °C
Износостойкость: высокая
Применение: химия, растворители, масла
✓ Практическое правило: если на детали остаются следы от присоски (особенно на стекле и электронике) — переходите на EPDM. Если присоска быстро изнашивается — на PU.
👉 Цанговые фитинги для вакуумных линий в каталоге →
3. Как рассчитать силу вакуумного захвата?
Коэффициенты запаса — по направлению захвата
Горизонтальный подъём
Присоска сверху, деталь висит под ней
Fтреб = m × g × 2
Деталь 10 кг: 10 × 9,81 × 2 = 196 Н
Вертикальный / боковой захват
Присоска сбоку, деталь удерживается трением
Fтреб = m × g × 4
Деталь 10 кг: 10 × 9,81 × 4 = 392 Н
Динамика робота > 2g
Быстрые манипуляторы, резкие траектории
Fтреб = m × (g + a) × S
Считается по фактическим ускорениям цикла
⚠ Почему ×4 при вертикальном захвате: присоска работает не только против силы тяжести, но и против боковых ускорений при движении манипулятора. Экономия на запасе — падение детали.
Таблица подбора диаметра присоски
| ∅ присоски, мм | Площадь, см² | Сила при −60 кПа, Н | Макс. масса горизонт., кг | Макс. масса вертикаль., кг |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,79 | 4,7 | 0,24 | 0,12 |
| 20 | 3,14 | 18,8 | 0,96 | 0,48 |
| 30 | 7,07 | 42,4 | 2,16 | 1,08 |
| 50 | 19,6 | 117,8 | 6,00 | 3,00 |
| 80 | 50,3 | 301,6 | 15,4 | 7,7 |
| 120 | 113,1 | 678,6 | 34,6 | 17,3 |
Расчёт при вакууме −60 кПа с коэффициентом запаса ×2 (горизонтальный захват) и ×4 (вертикальный).
✓ Совет: как и в расчёте усилия пневмоцилиндра, никогда не подбирайте присоску «впритык» — берите следующий больший диаметр.
Сквозной пример: деталь 1 кг на реальном комплекте WAALPC
Задача: вертикальный перенос стальной пластины 1 кг манипулятором. Захват боковой — коэффициент запаса ×4.
4. Как проектировать вакуумный захват по шагам?
8 шагов от массы детали до спецификации
- Определите массу детали и направление захвата: горизонтальный или вертикальный.
- Рассчитайте требуемую силу: F = m × g × коэффициент (2 или 4).
- Определите количество присосок: минимум 2 для стабильности. Поделите F на количество.
- Выберите диаметр присоски по таблице выше — с запасом, следующий больший.
- Выберите форму: плоская — гладкие поверхности, сильфонная — неровные.
- Выберите материал: NBR — стандарт, силикон — еда и температура, EPDM — стекло.
- Подберите эжектор по расходу: на каждую присоску ∅50 мм — минимум 30 л/мин.
- Добавьте контроль: вакуумное реле на ПЛК + вакуумный фильтр перед эжектором.
⚠ Минимум 2 присоски: одна присоска — только для мелких деталей до 0,5 кг. Для надёжного захвата листовых материалов используйте 4–8 присосок, расставленных по площади листа.
5. Какие вспомогательные компоненты нужны вакуумной системе?
- Вакуумный фильтр — улавливает пыль, стружку и мусор до попадания в эжектор. Без фильтра эжектор засоряется за часы работы. В каталоге: компактный ZFC от 200 ₽ в линию, VFR большого расхода от 2 420 ₽ — на магистраль.
- Вакуумное реле (датчик разрежения) — подаёт сигнал на ПЛК, что деталь захвачена. Только после этого сигнала манипулятор начинает движение.
- Трубка вакуумной линии — предпочтителен полиамид PA11 (серия TPA): жёсткая стенка гарантированно держит внешнее атмосферное давление. Стандартные трубки PU производители тоже нормируют на вакуум до −100 кПа — риск сплющивания есть только у тонкостенных PU при малом радиусе изгиба или нагреве.
- Вакуумные соединения — проходной фитинг VUH и цанговые фитинги с уплотнением: каждое негерметичное соединение снижает разрежение.
- Клапан продувки — кратковременная подача давления через присоску для быстрого сброса детали. Без него деталь «прилипает» ещё 0,5–1 с после отключения вакуума.
✓ Вакуумное реле повышает и безопасность, и производительность: манипулятор стартует по факту захвата, а не «на выдержку таймером».
6. Какие шесть критических ошибок бывают при монтаже вакуумных систем?
Неправильный материал присоски
Присоска разрушается средой или не держит деталь
✓ Выбор по карточкам материалов выше: температура + среда + износ
Длинные трубки от эжектора до присоски
Медленный захват, падение разрежения: время захвата растёт с внутренним объёмом линии
✓ Эжектор монтировать максимально близко к присоске; компактный ZU ставится прямо в линию
Нет вакуумного фильтра
Засор сопла эжектора за часы работы на пыльном производстве
✓ Фильтр ZFC/VFR обязателен всегда, замена элемента каждые 3 месяца
Пористый материал + слабый эжектор
Воздух подсасывается через деталь — разрежение не набирается
✓ Вакуумный насос или присоска с пенным уплотнителем
Тонкостенная трубка на изгибе вакуумной линии
Сплющивание стенки при малом радиусе изгиба или нагреве — сечение перекрыто
✓ PA11 (TPA) или PU с нормированной стенкой, радиус изгиба — по паспорту трубки
Нет вакуумного реле
Манипулятор движется без подтверждения захвата — деталь падает на разгоне
✓ Реле разрежения → сигнал на ПЛК перед началом движения
⚠ Ошибка №2 — самая частая: каждый дополнительный метр трубки между эжектором и присоской увеличивает время создания вакуума на 30–50 мс. При такте 0,3 с это критично.
Как устроено сопло Вентури — принцип работы сопла Вентури.
7. Какие вопросы чаще всего задают о вакуумной технике?
Чем отличается эжектор от вакуумного насоса
Эжектор работает от сжатого воздуха (сопло Вентури), компактный и быстрый — вакуум за 20–50 мс, цена от 290 ₽. Насос — электрический, глубже разрежение (до −98 кПа) и выше производительность: для пористых материалов и централизованных систем.
Сколько стоит вакуумный эжектор
В каталоге CORNETA.TECH: компактный ZU05S/ZU07S — 290 ₽, ZU05L/ZU07L — 320 ₽; корпусные ZH05B и ZH07B — 770 ₽, ZH10B и ZH13B — 900 ₽.
Чем эжектор ZH отличается от ZU
ZH — корпусной эжектор SMC-формата под монтаж на кронштейн или панель, разрежение до −90 кПа, присоединение под трубку и резьбу. ZU — компактный проточный: ставится в разрыв трубки Ø4–6 мм вплотную к присоске, до −88 кПа, легче и дешевле (от 290 ₽). Для короткой линии и быстрого такта берите ZU у присоски, для стационарной установки с обвязкой — ZH.
Какую присоску выбрать для неровной поверхности
Сильфонную (гармошку). Она компенсирует перепад высот до 10–15 мм и адаптируется к кривизне поверхности. Учтите: сильфонная присоска медленнее плоской из-за большего внутреннего объёма.
Почему деталь падает с присоски при движении робота
Боковые ускорения при движении создают дополнительные силы. Коэффициент запаса должен быть не менее 4 для вертикального и бокового захвата. Проверьте также герметичность соединений мыльным раствором — подсос воздуха снижает разрежение.
Можно ли использовать PU-трубку для вакуумной линии
Можно: стандартные PU-трубки производители нормируют на вакуум до −100 кПа. Риск сплющивания существует только у тонкостенных PU при малом радиусе изгиба или нагреве. Для вакуумных линий предпочтителен полиамид PA11 — жёсткая стенка держит внешнее давление в любом режиме. Подробнее о трубках — в статье «Дросселирование пневмоцилиндра».
Как проверить герметичность вакуумной линии
Мыльным раствором на все фитинги и соединения при работающем эжекторе. Даже мельчайший подсос образует пузырьки и «съедает» разрежение. Подробнее — в статье «Утечки воздуха».
Как выбрать компоненты вакуумной системы?
Контрольный список перед заказом
- Эжектор или насос: эжектор (ZH/ZU от 290 ₽) — быстрые манипуляторы, гладкие детали; насос — пористые материалы и централизованные линии.
- Форма присоски: плоская — гладкие поверхности; сильфонная — неровные и с перепадом высот.
- Материал присоски: NBR — стандарт; силикон — пищёвка и температура; PU — абразив; EPDM — стекло.
- Расчёт: F = ΔP × A, коэффициент запаса не менее ×2 (горизонтальный) и ×4 (вертикальный захват).
- Обязательная обвязка: вакуумный фильтр ZFC/VFR, вакуумное реле для подтверждения захвата, трубка PA11, клапан продувки для сброса.
Компоненты для вакуумных систем в каталоге CORNETA.TECH
Вакуумная техника ZH / ZU / ZFC / VFR / VUH
Эжекторы, вакуумные фильтры и проходные фитинги — срок в карточке, от 200 ₽
Каталог вакуумной техники →Трубки PA (полиамид)
Жёсткая стенка для вакуумных линий — не сплющиваются ни в каком режиме
Серия TPA →Блоки подготовки воздуха
Сухой чистый воздух на питание эжектора — влага убивает сопло Вентури
Каталог ФРЛ →Инженерные калькуляторы
Расход воздуха, усилие цилиндра, конвертер кПа ↔ бар — бесплатно онлайн
Калькулятор расхода →Проектируете вакуумный захват или меняете импортную вакуумную обвязку SMC / AirTAC? Эжекторы ZH и ZU, фильтры ZFC и VFR, фитинги VUH — в разделе вакуумной техники CORNETA.TECH. Пришлите список из 10–100 позиций — и в ответ получите таблицу по 3 категориям: совместимый аналог, совместимый аналог с оговорками, не наш профиль. Срок подбора — 1 рабочий день для типового списка. Это инженерный консалтинг по подбору аналога импортной пневматики, а не просто продажа коробки.
Подробнее об эжекторах — пневматический эжектор: принцип, типы, подбор для вакуумного захвата.
Главный инженер CORNETA.TECH ответит за 1 рабочий день: Вакуумный фильтр ZFC (SMC-формат): 19 исполнений, Ø 53–200 мм, цена от 130 ₽. Подберём исполнение, проверим расчёт и пришлём спецификацию на WAALPC.
Звонок бесплатный по России. Или оставьте адрес электронной почты — ответим письмом за 1 рабочий день:
