Guía Técnica de prensión mediante vacío

Las ventajas de la manipulación por ventosa hacen de esta técnica de prensión la solución a considerar comoprioridad.

VENTAJAS

Fiabilidad Sencillez Ningún riesgo de daño para el producto Prensión por una sola cara Altas cadencias de transferencia Costo mínimo Montaje y desmontaje rápido Prensión de todos tipos de productos Mantenimiento mínimo Límites Precisión de la posición Ratio capacidad de elevación/superficie de prensión, limitado Producto muy poroso Seguridad

SAPELEM es muy exigente en cuanto a la seguridad, y le recuerda algunas reglas a respetar concerniente a :

El coeficiente de seguridad El material Los esfuerzos dinámicos La manipulación vertical La altitud

Principio de funcionamiento de una ventosa

La ventosa es activada por la diferencia de presión entre el interior (vacío) y el exterior (atmósfera). La ventosapodrá entonces manipular piezas con un peso desde algunos gramos hasta algunas toneladas según su diámetro.

Correspondencia de las unidades :

1 atm = 1,013 bar = 1013 mbar 1daN/cm² 101,3 kPa 760 mmhg

Capacidad de elevación

Cálculos teóricos:

Fuerza de arranque: F = (Patm - Pv) x S1 Capacidad de elevación: C max = 1,03 x ΔP x S2

Capacidad de elevación de una ventosa redonda: C max = 0,81. ΔP x D²

Cálculo del diámetro de una ventosa: D = 1,11 x (C/ ΔP)0,5

SÍMBOLOS F: fuerza de arranque Pv: presión ventosa Patm: presión atmosférica S: superficie útil �P: depresión D: diámetro C: capacidad de elevaciónteórica

Ejemplo: En teoría, para levantar una carga de 100 kg, con unnivel de vacío de 80% D=1,11 x (100/0.8)0,5 = 12,4 cm

Nota: 0,81 bar = 80% de vacío = 80 Kpa = 600 mm hg

UNIDADES U: Vacío en % F: Newton Pv: Pascal Patm: Pascal S2: cm2 S1: m2 �P: bar D: cm C max : kg

Condiciones reales :

Las capacidades de elevación de las ventosas varían de manera significativa en función del cálculo teórico,debido a :

La naturaleza del producto:HerméticoPoroso

El estado de superficie:LimpiezaRugosidad

La superficie útil de la ventosaForma (dimensiones) del productoLa deformación de la ventosa es influida por:

El nivel de vacíoLa fuerza ejercidaLa forma de la ventosaEl material de la ventosa

Debido a estos parámetros, un coeficiente de seguridad para la manutención mediante vacío es obligatorio.

Coeficiente de seguridad :

SAPELEM representa Francia en el Comité Europeo de Normalización, y el proyecto de norma EN 13155establecido por el CEN/TC 147 indica que:

« Los sistemas de elevación con ventosas deben ser dimensionados de tal manera que la fuerza de adherenciadeba ser por lo menos igual a 2 veces el componente efectivo de la carga nominal al límite inferior de la gama dedepresión que puede ser utilizada (…) ».

Este coeficiente de seguridad de 2 (para la manutención horizontal) tiene en cuenta sólo una parte de lasincertidumbres (estado de superficie, etc…). Se deben considerar los puntos siguientes de manera específica.

Materiales:

Los materiales utilizados influyen considerablemente en la capacidad de elevación de una ventosa. Lascualidades técnicas correspondientes a los 4 materiales más usados, están indicadas en cada ficha técnica (véase

sección siguiente).

Esfuerzos dinámicos :

Según la fórmula F = M x A (Fuerza = Masa x Aceleración), no se deben ignorar los esfuerzos dinámicosinducidos por los desplazamientos y que se deben añadir con el peso del producto. Hay que vigilar de muy cercaeste criterio en caso de fuertes aceleraciones, transferencias, giro,…La fuerza de arranque aumentará entonces demanera significativa.

En manipulación vertical, la ventosa trabaja con fricción. Se debe aplicar un coeficiente de seguridad de 6. Por lotanto hay que dividir por 3 los valores indicados en los cuadros de fuerzas de las fichas técnicas de presentación.Por ejemplo, para una ventosa indicada a 12 kg en manutención horizontal, la capacidad de elevación enmanipulación vertical cambia a 12/3 = 4 kg.

Altitud :

Con la altitud, la presiónatmosférica disminuye. Sila presión permaneceigual en la ventosa, lacapacidad de elevaciónde ésta disminuye.

guide_ventouse02_es.jpg

Teniendo en cuenta todos estos parámetros, el ejemplo de la página precedente con:

- una ventosa de nitrilo - una depresión de 810 mbar máx. - un límite inferior de zona de depresión a 600 mbar (límite de disparo de la alarma) - un coeficiente de seguridad de K = 2 y una aceleración despreciable

El cálculo del diámetro cambia a: D = 1,11 x (KxC/u)0,5 =(2x100/0,6)0,5 = 20,3 cm (y ya no 12.4 cm)

Elección del número de ventosas

He aquí los siguientes criterios que hay que tener en cuenta

Los técnicos SAPELEM están a su disposición para ayudarle en esta determinación.

Productos flexibles :

El número de ventosas debe ser suficiente para garantizar la planura del producto a manipular.

guide_ventouse03_es.jpg

Productos deformables o delicados :

Para impedir que la ventosa deforme el producto, más vale utilizar varias pequeñas ventosas o ventosas contopes.

Productos porosos o superficies irregulares :

Los materiales porosos inducen una fuga en los productos. El nivel de vacío en la ventosa (y por lo tanto sucapacidad de elevación) disminuirá (F = k.U). Se deben efectuar pruebas para confirmar la elección de las ventosas y del generador de vacío.

SAPELEM y su red de Distribuidores están a su disposición para efectuarlas.

Peso del producto :

Se determinará también el número de ventosas por el peso a manipular y la capacidad nominal de cada ventosa. ¡Atención ! : Se calculan las capacidades de elevación a partir de las medidas reales efectuadas en condicionesprecisas evocadas más arriba. Es necesario entonces tener en cuenta los aspectos de seguridad, de esfuerzosdinámicos, de altitud,…para corregir estos valores.

NitriloØ 10 0,2Ø 20 0,9Ø 34 2,7Ø 53 5,8

Condiciones de medidas - capacidad de elevación enkg - nivel de vacío 80 % - en chapa seca - fuerza estática,perpendicular a la superficie - nivel del mar - coeficiente de seguridad 2

Influencia del nivel de vacío :

La capacité de levage d’une ventouse (donc le nombre de ventouses a utiliser pour lever un poids donné) estdirectement proportionnelle au niveau de vide utilisé.

guide_ventouse05_es.jpg

La capacidad de elevación de una ventosa (por lo tanto el número de ventosas a utilizar para levantar un pesodado) es directamente proporcional al nivel de vacío utilizado : (C 0,6/ C 0,8 ) = (ΔP 0,6 / ΔP 0,8)

Ejemplo: si a 0.8 bar la capacidad de elevación de la ventosa es de 12 kg, a 0.6 bar cambia a: C 0,6=(12x(0,6/0,8) = 9 Kg

Elección del tipo de ventosas

Número de fuelles :

El número de fuelles depende tanto del tipo de productos a levantar como del tipo de máquina utilizada.

Para los productos finos y deformables susceptibles de presentar una superficie de prensión no plana, serápreferible optar para ventosas con 1.5 fuelle mínimo.

Para los productos rígidos que presentan una superficie de prensión perfectamente plana, podrá utilizar ventosasplanas.

Asimismo si el manipulador tiene una baja precisión de detención, será conveniente compensar esta imprecisiónpor ventosas con fuelle.

Para las manutenciones con fuertes aceleraciones y/o movimiento con la pieza en posición vertical, seráconveniente elegir ventosas suficientemente rígidas (1/2 fuelle o plana).

Tope :

El tope interno de la ventosa tiene dos funciones principales :

En los productos delgados: permite al producto apoyarse en una superficie plana con objeto de limitar ladeformación y de evitar que los productos frágiles se rompan En los manipuladores con fuertes aceleraciones: obra como un patín de rozamiento entra la pieza y laventosa, lo que limite por lo tanto los riesgos de deslizamiento relativo

Racor :

Existen dos tecnologías de fijación para las ventosas :

Racores acanelados para ventosas moldeadas amovibles

Principio: La ventosa está simplemente acoplada sobre el racorVentajas: Cambio rápido sin herramienta

Ahorro del racor durante el cambio Uso: Productos ligeros

Manutención horizontal Elección: Remitirse a las fichas técnicas de las ventosas amoviblesFijación: Macho o hembra

Fijación: Macho o hembraTalla: T0 a T4Conexión: M5, 1/8, ¼, 3/8

Racores vulcanizados en ventosas moldeadas

Principio: Se vulcaniza la ventosa en el racor después del proceso de adherizaciónVentajas: Perfecta hermeticidad

Perfecta fuerza mecánica de la ventosa Uso: Manutención de cargas pesadas

Manutención vertical o giro Instalación con vacío autorregulado o tanque de vacío

Elección: Para ventosas Ø>25mmFijación: Macho o hembraTalla: Según la ventosaConexión : M5, 1/8, ¼, 3/8

El diámetro de paso en el racor debe ser suficiente para permitir el paso del caudal de vacío. Para susaplicaciones en productos porosos, piense en nuestro racor T3G

Material:

La optimización del rendimiento y de la duración de vida de sus ventosas depende también del material. Véaselos cuadros más abajo. Los materiales estándar y especiales Desde hace varios años, SAPELEM ha desarrollado una amplia elección de materiales para satisfacer todas lasnecesidades. Todos nuestros modelos están disponibles en materiales estándar (existencias).

Se pueden realizar algunos modelos con materiales especiales. No dude en contactarnos con respecto a lafactibilidad.

En uso, la ventosa sufre tensiones físicas, químicas y mecánicas. En función de estos parámetros, se adoptarámejor un material que otro.

Materiales estándar Materiales especiales

Silicona NitriloCauchoNatural Poliurétano Nitrane

Nitrilo auto

extinguibleEPDM

Viton®

Siliconadetectable

Símbolo material SI NBR NR PU NPR EPDM SIReferencia material 10 20 30 40 24 29 55 60 12

Temperatura de utilización (°C) -50 à200

-10 à80

-10 à 60 0 à 60 -10 à60

-10 à 60 -30 à100

-5 à230

-50 à 200

Color Blanco Negro Beige Gris Azul Marrón Amarillo Negro AzulDureza shore A (± 5) Din 3555 52 55 42 60 60 60 60 70 52

Físico

Uso corriente

Estado de superficie irregular

Manutención de productos calientes

Productos calientes sin contacto consilicona

Ninguna huella en el producto

Productos alimenticios o delicados

Químico

Chispas, proyección de soldadura

Resistencia al proceso de limpieza

Grasas alimenticias

Productos acuosos

Hidrocarburos, aceites

Ácidos**

Alcoholes**

Mecánico

Gas (ej.: ozono….)

Abrasión

Productos flexibles o deformables

Productos cilíndricos

Deslizamiento, cizalladura

Resistencia mecánica

Leyenda: Perfectamente adaptado Medianamente adaptado Poco adaptado* Silicona específica para la industria alimenticia de 32 a 50 sh

** Dada la diversidad de los Ácidos y Alcoholes en uso, no dude en contactarnos para sus aplicacionesespecíficas.

Otros materiales bajo pedido :

Para aplicaciones muy específicas, SAPELEM puede realizar sus ventosas en materiales cuyas característicasestán descritas más abajo:

Material Referencia Color Aplicación específica Capacidad de elevación

Silicona carbonada 15 Negro Conductibilidad Cf. Silicona

Silicona alta T° 19 Blanco Resiste a 250°C en continuo Cf. Silicona

Nitrilo carboxilo 25 Negro Resiste a la abrasión Cf. Nitrilo

Nitrilo para industria alimenticia 27 Blanco Aceites y grasas Cf. Nitrilo

Butil 50 Negro Ácidos y alcoholes Cf. Silicona

Epicloridrina 99 Gris Hidrocárburos Cf. Nitrilo