Qu’est-ce qu’une ventouse à vide ?
Une ventouse à vide est un composant d’un système de transport qui aspire l’objet à transporter (ci-après dénommé “pièce”).
La ventouse est reliée à un générateur de vide. Lorsque la surface d’aspiration de la ventouse est en contact avec la pièce, la pression dans l’espace entre les deux est rendue inférieure à la pression de l’air ambiant (vide) par le générateur de vide, ce qui permet à la ventouse de saisir la pièce pour la transporter. Comme il suffit d’une ventouse et d’un générateur de vide, ce composant est utilisé dans de nombreux domaines et peut améliorer l’efficacité de la production.
Utilisations de la ventouse à vide
Les ventouses à vide sont constituées d’une ventouse et d’un générateur de vide, elles sont utilisées dans de nombreux domaines.
Elles servent par exemple à transporter des métaux relativement lourds, tels que des plaques d’acier embouties pour les carrosseries de voitures et des plaques d’acier forgées par estampage à chaud, des plaques de verre, de film et de plastique, ainsi que des objets dont la surface présente des aspérités, tels que des boîtes en carton et du bois.
Elles peuvent également être utilisées pour transporter des produits alimentaires tels que des confiseries et des composants électroniques tels que des plaquettes et des cellules de silicium.
Principe de la ventouse à vide
La ventouse à vide aspire en créant un vide dans l’espace qui la sépare de la pièce à l’aide du générateur de vide connecté. En d’autres termes, le principe de la ventouse à vide est que l’aspiration se produit lorsque la pression dans l’espace entre la ventouse et la pièce est inférieure à la pression de l’air ambiant (généralement la pression atmosphérique). La force d’aspiration de la ventouse à vide est directement proportionnelle à la différence de pression entre la pression atmosphérique et la pression à l’intérieur de la ventouse.
Si le niveau de vide dans la ventouse, qui est contrôlé par le générateur de vide, est abaissé, l’aspiration s’arrête lorsque la pièce ne peut plus supporter son propre poids, et la ventouse et la pièce sont séparées.
Il existe trois types de générateurs de vide : les éjecteurs qui utilisent l’effet Venturi, les pompes à vide qui utilisent la rotation du moteur pour faire tourner les palettes et aspirer le gaz, et les soufflantes à vide qui utilisent la rotation de la roue pour aspirer le gaz environnant.
Types de ventouses à vide
Les ventouses à vide sont fabriquées dans une grande variété de tailles, de matériaux et de formes, en tenant compte de l’environnement de fonctionnement, de la puissance de maintien et de la durabilité, afin d’entrer en contact avec des pièces de formes et de types différents.
1. Forme
Les ventouses à vide se présentent sous trois formes principales : plate, ovale et à soufflet. Les ventouses plates sont utilisées pour les pièces dont la surface est plane.
Les formes ovales sont utilisées pour les pièces longues et étroites et conviennent également lorsque la surface disponible pour l’aspiration est réduite, comme dans le cas des tuyaux. Les formes ovales présentent l’avantage que la pièce peut être ventouse à vide en peu de temps en raison de leur forme plate et du faible volume de la ventouse. Le type à soufflet est utilisé lorsque la hauteur de la pièce varie en raison de la forme du soufflet et qu’une compensation en hauteur est nécessaire.
2. Matériau
Les matériaux typiques pour les ventouses à vide sont le caoutchouc nitrile, le caoutchouc silicone et le polyuréthane, ainsi que des matériaux spéciaux pour les hautes températures. Par exemple, dans le cas des denrées alimentaires, on utilise des ventouses en caoutchouc de silicone, qui n’affectent pas les denrées alimentaires, tandis que des matériaux résistants à l’huile et exempts de silicone sont utilisés pour les carrosseries de voitures.
Le matériau de la ventouse à vide doit être adapté non seulement au matériau de la pièce, mais aussi à l’environnement dans lequel elle est utilisée. Par exemple, si la durabilité et le transfert à grande vitesse sont requis, il convient d’utiliser un matériau très durable qui nécessite des remplacements moins fréquents.
Comment choisir une ventouse à vide ?
La première étape du choix d’une ventouse à vide consiste à déterminer les conditions d’utilisation. Les principales conditions d’utilisation sont le poids de la pièce, la position d’aspiration, la pression de vide utilisée, l’accélération lors du levage de la pièce, l’accélération lors du déplacement de la pièce et le coefficient de frottement entre la pièce et la ventouse.
Cette section prend l’exemple d’une pièce soulevée verticalement pour être ramassée, puis déplacée horizontalement.
- Tout d’abord, la force de maintien théorique de la ventouse à vide lorsque la pièce est soulevée et ramassée verticalement est déterminée. La force de maintien théorique de la ventouse à vide lors de la prise verticale d’une pièce est calculée en multipliant le poids de la pièce par la somme de l’accélération gravitationnelle et de l’accélération de la pièce soulevée verticalement, puis par le facteur de sécurité. Le facteur de sécurité est un coefficient lié à l’utilisation réelle, qui doit être d’environ 1,5 pour les pièces générales et de 2,0 ou plus lorsqu’un fort effet de succion est nécessaire, comme pour les pièces dangereuses ou perméables.
- Ensuite, la force de maintien théorique de la ventouse à vide est déterminée lorsque la pièce est saisie verticalement puis déplacée horizontalement. La force de maintien théorique de la ventouse à vide lors du déplacement horizontal de la pièce est calculée en multipliant le poids de la pièce par la somme de l’accélération gravitationnelle et de l’accélération lors du déplacement horizontal de la pièce divisée par le coefficient de frottement, puis par le facteur de sécurité.
- Enfin, la force de maintien théorique de la ventouse à vide utilisée dans l’équipement réel est la plus grande force de maintien lors de la prise ou du déplacement horizontal, et est utilisée pour sélectionner la ventouse à vide. Dans l’équipement réel, les ventouses à vide peuvent être utilisées individuellement ou en tant qu’ensemble de plusieurs.
La force d’aspiration théorique d’une ventouse à vide individuelle est la valeur obtenue en divisant la différence entre la pression atmosphérique et la pression de la ventouse par la pression atmosphérique, multipliée par la surface d’aspiration et la force due à la pression atmosphérique. En cas d’utilisation individuelle, il convient de choisir une ventouse à vide dont la valeur est supérieure à la force de maintien théorique. En revanche, si plusieurs ventouses sont utilisées, les ventouses doivent être choisies de telle sorte que la valeur obtenue en multipliant la force d’aspiration de chaque ventouse à vide individuelle par le nombre de ventouses soit supérieure à la force de maintien théorique.
Le caoutchouc nitrile est souvent utilisé comme matériau de la ventouse à vide pour les applications générales, mais il est nécessaire de sélectionner le matériau en fonction de l’application et du matériau de la pièce, par exemple le caoutchouc fluoré pour les environnements propres alors que le caoutchouc nitrile conducteur ou le caoutchouc siliconé conducteur est utilisé dans les environnements où l’électricité statique n’est pas souhaitée.
Autres informations sur la ventouse à vide
Durée de vie de la ventouse à vide
La ventouse à vide étant en caoutchouc, la surface d’aspiration s’use à l’usage. Les conditions d’usure varient en fonction de la fréquence d’utilisation et de la pression du vide, mais une usure importante peut entraîner des fuites d’air, une réduction de la puissance d’aspiration et des durées d’aspiration plus longues.
Les ventouses à vide sont normalement considérées comme des articles consommables et doivent être remplacées régulièrement, en tenant compte de l’usure de la surface d’aspiration. Les délais de remplacement varient en fonction de l’environnement de travail, mais si la force d’aspiration requise ne peut être obtenue en raison d’une fuite d’air due à l’usure, cela peut entraîner un accident grave, tel que la chute d’une pièce, et il convient donc de fixer un délai de remplacement suffisamment à l’avance.
Une valeur standard est souvent utilisée, par exemple en mesurant la chute de pression due à une fuite au niveau du ventouse à vide et en le remplaçant lorsque la pression tombe en dessous d’une valeur spécifiée.