本文運(yùn)用ANSYS Workbench 軟件分析出新型真空吸盤在壓力載荷下壓力與吸盤變形的關(guān)系曲線，通過拉伸實(shí)驗(yàn)研究出新型真空吸盤在拉力載荷下吸附力與支撐球頭高度的關(guān)系。

支撐式真空吸盤的受壓分析

　　由于支撐式真空吸盤的中間帶有支撐桿，在工作時(shí)，工件會(huì)先給吸盤體施加壓力載荷，使其產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖冃�，直到工件接觸到支撐球頭（ 過程如圖2所示） 。當(dāng)工件接觸到支撐球頭以后，工件與新型真空吸盤的接觸變成了與支撐球頭的剛性接觸，由于支撐桿的剛性大，變形小，則工件的定位誤差非常小，真空吸盤的變形量如圖4 所示。

圖2 支撐式真空吸盤的受壓工作過程

圖3 風(fēng)琴吸盤的受壓工作過程

　　對(duì)于風(fēng)琴吸盤而言，在工作時(shí)，工件會(huì)一直向吸盤體施加壓力，直至工件碰到吸盤體的底部（如圖3所示），當(dāng)工件與吸盤的底部接觸后，由于吸盤體底部是橡膠材料，吸盤的變形比較大，風(fēng)琴吸盤的變形量如圖4 所示。

圖4 支撐式真空吸盤和風(fēng)琴吸盤的變形曲線

　　經(jīng)有限元分析得到圖4 所示曲線，由圖4 可得風(fēng)琴吸盤變形量大概是支撐式吸盤變形量的300 倍以上，由于工件的定位精度與吸盤變形量是呈正相關(guān)的關(guān)系，所以支撐式真空吸盤可以很好地提高工件的裝夾精度。

支撐式真空吸盤的拉伸分析

　　由于在吸盤的中間加入一個(gè)高度可調(diào)節(jié)的支撐球頭，支撐球頭的高度H 的大小( 見圖1) 將會(huì)影響吸盤的吸附能力。

圖1 支撐式真空吸盤的組成結(jié)構(gòu)圖

　　使用拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)（如圖5 所示）測(cè)出支撐式真空吸盤的吸附力與支撐球頭高度的關(guān)系。

圖5 拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)

　　下面是實(shí)驗(yàn)條件：

　　吸附對(duì)象：裝有傳感器的光滑木制平板

　　真空吸盤直徑D( 見圖1)： Φ40 mm

　　真空發(fā)生器：ZH10DS - 06 - 01 - 08

　　氣源：實(shí)驗(yàn)室空氣壓縮機(jī)

　　本文只列舉0.3 MPa 和0.5 MPa 壓力下吸盤的測(cè)試結(jié)果，如圖6 所示，從中可知當(dāng)支撐球頭高度小于臨界值時(shí)，支撐式吸盤的吸附力隨著支撐球頭高度的增大而增大，當(dāng)支撐式吸盤的支撐球頭高度大于臨界值時(shí)，吸附力大小不再隨著支撐球頭的高度增大而變化，此時(shí)支撐球頭與木制平板表面脫離接觸，則支撐式吸盤的定位精度降低。為了更好地發(fā)揮支撐式吸盤的定位精度和吸附能力，在實(shí)際使用時(shí)要盡可能使支撐球頭的高度在臨界值附近。

圖6 支撐式真空吸盤的吸附力曲線