Dimensionamiento de las ventosas

El dimensionamiento de la ventosa depende de cada caso de aplicación. Por este motivo, para que el dimensionamiento sea correctose deben efectuar primero una serie de cálculos y determinaciones de magnitudes físicas. El dimensionamiento de un sistema de vacío se describe con más detalle en este capítulo con ayuda de un ejemplo de cálculo.

Capacidad de aspiración o flujo necesario

Para la fuerza de aspiración, el flujo que genera la depresión es decisivo. El material de la pieza es el factor determinante para el flujo requerido. En la tabla se indican valores orientativos para el flujo o bien la capacidad de aspiración en función del diámetro de la ventosa con una superficie lisa y compacta.

Tabla de valores indicativos (para superficie lisa y compacta)

Ø de la ventosaSuperficie de aspiracíon ACaudal volumétrico Vͦ
 [cm2][m3/h] [l/min]
hasta 60 mm280,58,3
hasta 120 mm1131,016,6
hasta 215 mm3632,033,3
hasta 450 mm15404,066,6

Importante
En caso de piezas porosas, se deben efectuar pruebas de aspiración.

Coeficiente de fricción

El coeficiente de ficción „μ“ expresa la relación entre la fuerza de fricción y la fuerza normal. No se pueden indicar datos de validez general respecto a los coeficientes de fricción entre ventosa y pieza. Éste se debe determinar de forma empírica, teniendo en cuenta la elevada influencia que tienen las propiedades de la superficie de la ventosa (rugosa / seca / húmeda / aceitada) o las propiedades de la ventosa (forma / labio sellador / canto sellador / material dela ventosa / dureza Shore).

Cálculo de las fuerzas de retención

En el cálculo de fuerzas de retención puede tratarse siempre sólo de valores teóricos. En la práctica, muchos factores como el dimensionamiento constructivo de la ventosa, así como las propiedades de la superficie y la estabilidad inherente de la pieza (deformación) tienen un papel decisivo. Por este motivo, recomendamos un factor de seguridad S = 2 como mínimo. La UVV (norma alemana para la prevención de accidentes) exige obligatoriamente un factor de seguridad de 1,5. Al respecto hay que considerar que el factor de seguridad para "Bascular la pieza" debe elegirse de 2,5 ó superior teniendo en cuenta los pares de vuelco que se produzcan.

La fuerza de retención de una ventosa resulta del producto de: 

= Δp x A

= Fuerza de retención (sin factor de seguridad, puramente estática)

Δp  = Diferencia entre la presión ambiental y la presión del sistema

= Superficie de aspiración efectiva (superficie efectiva, cargada de vacío, de una ventosa)

Diámetro de la ventosa

La fuerza de retención de una ventosa depende de su diámetro efectivo. Además, las propiedades de la pieza y el número de ventosas son factores decisivos para la fuerza de retención que puede alcanzar un sistema de vacío.

El diámetro requerido de una ventosa puede calcularse según las fórmulas siguientes:

Para la aspiración horizontal:
d = 1,12 × √ (m × S) ⁄ (P× n)

Para la aspiración vertical:
d = 1,12 × √ (m × S) ⁄ (PU× n x µ)

d = Diámetro de la ventosa en cm (conlabio doble ≈ diámetro interior, con ventosas de fuelle = diámetro interior del labio sellador)

m = Masa de la pieza en kg
PU = Depresión en bar
n = Número de ventosas
μ = Coeficiente de fricción
S = Factor de seguridad

Illustración de la ventosa

Ejemplo de cálculo para la aspiración horizontal:

d=1,12 × √(50kgx2)÷(0,4barx4)
d= 8,85 cm

Plancha de plástico : m = 50 kg
Depresión : PU = – 0,4 bar
Número de ventosas: n = 4
Coeficiente de fricción medido: μ = 0,5
Factor de seguridad: S = 2  

Una elección conveniente es, por tanto, la ventosa PFYN 95 con un diámetro nominal de 95 mm.

Ejemplo de cálculo para la aspiración vertical:

d=1,12 × √(50kgx2)÷(0,4barx4x0,5)
d= 12,5 cm

Plancha de plástico : m = 50 kg
Depresión : PU = – 0,4 bar
Número de ventosas: n = 4
Coeficiente de fricción medido: μ = 0,5
Factor de seguridad: S = 2  

Una elección conveniente es, por tanto, la ventosa PFYN 150 con un diámetro nominal de 150 mm.