Вакуумні системи переміщення широко використовуються в різних галузях промисловості і будівництва. З допомогою таких пристроїв надійно і безпечно виконуються типові маніпуляції з різноманітними матеріалами в рамках логістичних і виробничих процесів. Для швидкого і частого висотного переміщення використовують вакуумний підйомник, який може мати різні робочі характеристики і конструкційне виконання.
Загальний принцип роботи підйомника
Пристрій містить в конструкції спеціальні вакуумні присоски, за рахунок яких забезпечується захоплення цільового матеріалу. Далі проводиться переміщення утримуваного об’єкта по заданому контуру руху. Принцип вакуумного захвата забезпечується зусиллям спеціального насоса з генератором, що забезпечує вакуумування присоски. Грубо кажучи, під дією пневматичної стиснення відбувається щільне з’єднання поверхні присоски і цільового матеріалу з певним навантаженням, достатнім для виконання подальших маніпуляцій без розриву. Деякі модифікації передбачають наявність гака в системі механічного захоплення, який також дозволяє здійснювати паралельний зачіп каністр, відер, ящиків та інших об’єктів, що мають точку підвісу.
Види механізмів вакуумного захвата
Оскільки умови виконання операцій захоплення і переміщення можуть бути різними, відрізняються і конструкції робочих механізмів. Мова йде про основі вакуумного захвата, яка безпосередньо контактує з поверхнею об’єкта. Виділяють такі його різновиди:
- Одинарний захоплення – найпростіше малогабаритне рішення, яке оптимально підходить для обслуговування коробок, корпусних виробів, плит і т. д.
- Круглий захоплення – спеціальний механізм для роботи з шорсткими матеріалами. Наприклад, такими головками забезпечуються вакуумні підйомники для металу, кам’яних плит і дерев’яних виробів, які пройшли грубу абразивну обробку.
- Подвійний захоплення – система, яка застосовується в роботі з об’єктами, які потребують утримання в декількох точках. Зокрема, якщо планується переміщати на вазі склеєні, пов’язані або ненадійно стикуються іншим способом коробки.
- Багатофункціональний захоплення – найбільш складна конструкція механізму утримання, в якій передбачається одночасна робота чотирьох і більше головок фіксації. Це кращий вакуумний підйомник для скла і інших крихких матеріалів, які представлені у форматі великих панелей. В даному випадку вимагається утримання в декількох точках навантаження, що дозволяє виключати ризики розлому і пошкодження виробів під власною вагою.
Кранові механізми в системі підйомника
Захоплення цільового об’єкта – лише півсправи. Далі потрібно його безпосереднє переміщення, за що і відповідає кран-маніпулятор. Його конструкція зазвичай виконується із сталевих або алюмінієвих (анодований сплав балок і профілів, які проектуються під конкретні умови застосування. Основу крана становить несуча або підвісна база. У першому випадку це підлогова вертикальна колона, яку надійно фіксують і при необхідності страхують підсилюючими елементами. У випадку з навісною системою реалізується конструкція рейкового стельового маніпулятора. Вакуумний підйомник переміщається по заданих маршрутах у межах робочої зони на жорстких підвісних кріпленнях, наприклад, у вигляді ланцюгової талі. Зусилля для руху такої транспортної візки створює блок живлення з власної енергетичної підводкою.
Пристрій комунікаційного шланга
Генератор, кран і вакуумні захвати пов’язує між собою підьомний елемент. Він безпосередньо з’єднує пересувну таль і пристрої з присосками. Підйомний елемент виступає і як несуча частина, і як повноцінний функціональний орган, що забезпечує харчування і координацію руху робочого механізму. У вакуумному шланговому підйомнику він представлений у вигляді пружинного балансира з довгими рукоятками, за яким забезпечується безпосереднє напрямок захоплень. Поверхні підйомного рукава додатково захищаються чохлами, що запобігають механічні, теплові та хімічні ушкодження відповідального комунікаційного контуру.
Робота системи управління
Процеси захоплення і переміщення в комплексі контролює оператор через спеціальний пульт. Найпростіші кнопкові модулі дозволяють виконувати основні операції пневматичної системи і кранового устаткування, а в більш розширених версіях механізми також підтримують допоміжні функції:
- Економія повітря пневматики.
- Поворот.
- Тривале утримання на місці.
- Регулювання швидкості руху.
Автоматичний вакуумний підйомник може працювати по заданому алгоритму в режимі циклічного повторення операцій без прямої участі оператора. Крім того, у новітніх системах використовується бездротової принцип комунікації, що виключає необхідність прокладання струмопровідних шин до пульта управління.
Основні характеристики обладнання
Серед основних техніко-експлуатаційних параметрів даного устаткування можна виділити наступні:
- Вантажопідйомність – від 35 до 350 кг.
- Кут розвороту – від 90° до 180°.
- Робоча напруга для електроприводу – зазвичай використовуються однофазні мережі на 220 В.
- Висота підйому – зазвичай обмежується рівнем положення верхньої точки крана і може досягати 2,5-3,5 м в залежності від моделі.
- Швидкість переміщення вакуумного підйомника – максимум в середньому становить 45-60 м/хв., але в сучасних моделях, як вже зазначалося, підтримується можливість регулювання цього параметра.
Особливості акумуляторних підйомників
Менш поширена версія системи вакуумного захоплення і переміщення, яка характеризується повною автономністю в ході робочого процесу. Присутність в конструкції акумуляторних батарей позбавляє від необхідності підведення електричних кабелів на 12 В, що визначає і специфіку застосування обладнання. Такі моделі використовуються як мобільні грузоподъемники в будівельній галузі для переміщення різних матеріалів з плоскими поверхнями. Наприклад, вакуумний підйомник панелей для облицювання може використовуватися і ручним способом, і механізованим. В умовах повної автономності конструкція з захопленим будматеріалом переноситься двома робітниками, а в умовах механізації цю ж задачу виконує спецтехніка з приводом. Різниця полягає лише в рівнях енергопостачання від батареї – в комплексному режимі або частково (забезпечується тільки пристрій захоплення).
Висновок
Вакуумне вантажопідйомне обладнання показує собою приклад поєднання технологічності, функціональності та економності. У чималому ступені об’єднання настільки суперечливих властивостей стало можливим завдяки принципу роботи пневматичного механізму захоплення, який споживає мінімум енергії, але при цьому ефективно виконує свою задачу. У той же час залишається ряд техніко-конструкційних складнощів при організації роботи вакуумного підйомника саме як стаціонарного обладнання на виробництві. Для досягнення високих показників продуктивності потрібне створення відповідної інфраструктури з силовим приводом, конструкційної базою маніпуляторів і допоміжних керуючих вузлів. Втім, і ці недоліки відходять у минуле у міру технологічного розвитку та загальної оптимізації вакуумно-пневматичних механізмів.
