Giác hút chân không

1. Giác hút chân không là gì?

Một số loại giác hút chân không

• Giác hút chân không là một thiết bị được sử dụng trong hệ thống máy móc công nghiệp. Chúng được sử dụng làm bộ kẹp trong các ứng dụng xử lý tự động (và dùng ở một vài trường hợp thủ công)
• Giác hút chân không đảm nhiệm việc hút giữ, di chuyển các vật.
• Giác hút chân không tiếng anh là gì? Tên tiếng anh của thiết bị này là Vacuum suction cup. Bạn có thể tham khảo thêm các tài liệu tiếng anh về giác hút chân không.

Giác hút chân không cũng được gọi với một số tên gọi khác như: Giác hút chân không khí nén, giác hút cao su, bộ giác hút chân không, cốc hút chân không…

Phân loại:

Dựa vào kích thước của của giác hút và khả năng hút mà chúng được chia thành giác hút chân không mini hay giác hút chân không công nghiệp.

+ Giác hút chân không mini: có kích thước nhỏ. Sử dụng hút các vật liệu và sản phẩm nhẹ và nhỏ gọn tại hộ gia đình, quy mô sản xuất nhỏ.

+ Giác hút chân không công nghiệp: kích thước to, sử dụng hút các vật liệu có khối lượng và kích thước lớn. Giác hút chuyên dụng trong sản xuất công nghiệp.

2. Cấu tạo của giác hút chân không

Có rất nhiều nhà sản xuất với đa dạng các loại giác hút trên thị trường. Tuy nhiên cấu tạo của giác hút chân không đều gồm 2 thành phần: chân giác hút và núm giác hút.

2.1. Chân giác hút

Chân giác hút chân không là bộ phận kết nối với động cơ truyền động. Chân giác hút gồm 4 chi tiết cơ bản:

• Thân: cấu tạo bằng thép hoặc hợp kim nhôm.
• Đầu ren: Đầu kết nối với tay gắp chuyển động (cánh tay robot) trong dây chuyền sản xuất.
• Khớp kết nối: bộ phận kết nối với ống hút.
• Lò xo đệm: giúp giảm lực tác động khi núm hút thực hiện hút, nâng hay di chuyển vật.

Hiện nay, chân giác hút được các hãng thiết kế với nhiều kích thước khác nhau. Một số loại chân giác hút đặc biệt có cấu tạo riêng và không theo cấu tạo 4 chi tiết trên.

2.2. Núm giác hút

Hình ảnh của núm hút chân không khí nén

• Núm giác hút (cốc hút) là bộ phận tiếp nối giữa chân giác hút và sản phẩm cần hút.
• Vật liệu thường gặp nhất ở các núm hút là cao su tự nhiên. (Bởi vậy mà chúng cũng được gọi với cái tên khác là núm hút chân không cao su/núm hút cao su)
• Ngày nay, có vật liệu bền bỉ, cao cấp hơn được lựa chọn để sản xuất núm giác hút như: silicon, nhựa PVC hay hợp chất Neoprene.
• Cấu tạo gồm 2 chi tiết: Bộ phận đàn hồi và đầu núm tiếp xúc với vật; tạo thành dạng tương tự như một cái phễu.

Núm giác hút chân không có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Trên hình là một số giác hút chân không công nghiệp của hãng Vmeca- Hàn Quốc

Đặc điểm về hình dáng của núm giác hút: 

Núm giác hút có hình dáng và kích thước khác nhau tùy thuộc vào kích thước, bề mặt các vật liệu cần hút. Ví dụ:

• Hình dạng núm hút phẳng phù hợp bề mặt phẳng hơi cong như thủy tinh, kim loại, tấm nhựa, bảng gỗ,…
• Hình dạng núm có một hay nhiều vòng xoắn thường dùng để hút các sản phẩm có bề mặt không phẳng.

Nhiều khách hàng khi tìm mua giác hút chân không rất hay nhầm lẫn giữa giác – chân giác và núm hút. Bạn cần nắm rõ cấu tạo trên để phân biệt đúng khi đi mua hàng và sử dụng.

3. Nguyên lý giác hút chân không

3.1. Cơ sở khoa học cho ứng dụng giác hút chân không

Cơ chế vận hành của cốc hút chân không dựa trên áp lực và lực hút chân không

Như chúng ta đã biết, mọi vật thể và con người đều phải chịu áp lực với độ lớn 101.3 Kpa từ bầu khí quyển. Với một núm giác hút thông thường cũng vậy.

• Ta ấn một núm hút trên một bề mặt bất kỳ, lượng không khí bên trong của núm bị đẩy ra bên ngoài.
• Mặt trong của núm bị triệt tiêu áp lực 101.3 Kpa nói trên, tạo thành không gian chân không. Tuy nhiên, bên ngoài núm cao su này vẫn có một áp lực nhất định, gây ra sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài núm.
• Từ đó khiến cho núm hút và dính chặt hơn lên bề mặt.
• Khi ta kéo núm ra, không khí tràn vào lấp đầy không gian chân không của núm, gây ra tiếng “bật” có thể nghe thấy được.

Cơ sở cho nguyên lý giác hút chân không chính là chênh lệch áp suất và ma sát.

+ Chênh lệch áp suất bên trong thấp hơn bên ngoài núm hút, áp suất khí quyển giữ cho giác hút bám vào sản phẩm. Trọng lực khiến các phân tử không khí hướng về núm giác hút, tạo áp lực bên ngoài khiến nó bám sát vào vật cần hút.

+ Lực ma sát: Giữ cho núm hút không bị trượt khỏi bề mặt của vật.

3.2. Cơ chế làm việc của giác hút chân không là gì?

Bơm chân không khí nén được kích hoạt để tạo môi trường chân không bên trong núm hút, giúp chúng bám chặt các sản phẩm

• Giác hút chân không công nghiệp được kết nối với bàn hút, cánh tay robot, thiết bị nâng hạ, xe nâng,… bằng chân núm.
• Núm hút chân không sẽ là bộ phận tiếp xúc với vật liệu và sản phẩm cần hút.
• Khi đầu giác hút chân không khí nén tiếp xúc với vật cần hút, bơm chân không (máy thổi, máy phun chân không) sẽ được kích hoạt. Chúng tạo nên môi trường chân không với áp suất cực thấp bên trong núm hút.
• Kết hợp cùng nguyên lý trình bày trên, cốc hút chân không sẽ tạo thành một lực “siêu mạnh” cho các đầu giác hút, bám dính tốt vào vật. Từ đó, giúp giác hút giữ, di chuyển, nâng hạ sản phẩm một cách hiệu quả và linh hoạt.

Công thức: F=AxP được sử dụng để tính lực của núm hút.

Trong đó:

• F: lực
• A: là diện tích tiếp xúc (kích thước bề mặt núm hút)
• P: áp suất.

Đây là công thức quan trọng mà các kỹ sư sử dụng để tính toán kích thước chính xác cho núm hút thực tế.