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Prochainement: Le guide de la manutention   Guide d'utilisation des ventouses 

Manutention par ventouse - Page annexe: GUIDE D'UTILISATION DES VENTOUSES

 Le guide de Levage-Manutention par ventouse, par le vide

 


Principe de fonctionnement d'une ventouse
La ventouse est activée par la différence de pression entre l'intérieur (vide) et l'extérieur
(atmosphère). La ventouse pourra ainsi manipuler des pièces d'un poids de quelques
grammes à plusieurs tonnes suivant leur diamètre

Sommaire:

Guide Technique de préhension par le vide

Principe de fonctionnement d'une ventouse

Capacité de levage

Choix du nombre de ventouses

Choix du type de ventouses

  Le guide ventouse au Format imprimable: documentation-ventouse\080-95guideventouse.pdf

Guide Technique de préhension par le vide

 

Les avantages de la manipulation par ventouse font de cette technique de préhension la solution à envisager en priorité.

AVANTAGES

         Fiabilité
         Simplicité
         Aucun risque de dommage pour le produit
         Préhension par une seule face
         Grandes cadences de transfert
         Coût faible
         Montage et démontage rapide
         Préhension de tous types de produits
         Peu d'entretien
         

LIMITES

         Précision du positionnement
         Ratio capacité de levage/surface de préhension, limité
         Produit très poreux
 

SECURITE


SAPELEM est très exigeant sur la sécurité, et vous rappelle quelques règles à respecter sur :

         le coefficient de sécurité
         la matière
         les efforts dynamiques
         la manipulation verticale
         l'altitude

 

Principe de fonctionnement d'une ventouse :

    La ventouse est activée par la différence de pression entre l'intérieur (vide) et l'extérieur (atmosphère). La ventouse pourra ainsi manipuler des pièces d'un poids de quelques grammes a plusieurs tonnes suivant son diamètre.

 
guide_ventouse01.jpg Correspondance des unités :
1 atm = 1,013 bar = 1013 mbar
1daN/cm²
101,3 kPa
760 mmhg
 

 
 
Capacité de levage

 
  • Calculs théoriques :

 
Force d'arrachement : F = (Patm - Pv) x S1
Capacité de levage : C max = 1,03 x ΔP x S2
Capacité de levage d'une ventouse ronde : C max = 0,81 . ΔP x D²
Calcul du diamètre d'une ventouse : D = 1,11 x (C/ ΔP)0,5

Exemple : En théorie, pour lever une charge de 100 kg, avec un niveau de vide de 80%
D=1,11 x (100/0.8)0,5 = 12,4 cm

 
ABREVIATIONS
F : force d'arrachement
Pv : pression ventouse
Patm : pression atmosphérique
S : surface utile
.P : dépression
D : diamètre
C : capacité de levage théorique
 
Nota : 0,81 bar = 80% de vide = 80 Kpa = 600 mm hg
UNITÉS
U : Vide en %
F : Newton
Pv : Pascal
Patm : Pascal
S2 : cm2
S1 : m2
.P : bar
D : cm
C max : kg
 
  • Conditions réelles :
     

    Les capacités de levage des ventouses varient de façon significative par rapport
au calcul théorique, du fait de :
 
  • La nature du produit :
    •  Etanche
    •  Poreux                            
  • L'état de surface :
    • Propreté
    • Rugosité
  • La surface utile de la ventouse
  • Forme (dimensions) du produit
  • La déformation de la ventouse est influencée par
    • le niveau de vide
    • la force exercée
    • la forme de la ventouse  
    • la matière de la ventouse

    Ces différents paramètres sont la raison d'existence d'un coefficient de sécurité obligatoire pour la manutention par le vide.

   
 
  • Coefficient de sécurité

    SAPELEM représente la France au Comité Européen de Normalisation, et la norme EN 13155 établi par le CEN/TC 147 indique que :

    Les systèmes de préhension par le vide doivent être dimensionnés pour maintenir au moins 2 fois la charge maximale d’utilisation à la limite de la plage utile de niveau de vide pour tous les angles d’inclinaison
    Ce coefficient de sécurité de 2 couvre une partie seulement des incertitudes (état de surface, etc…). Les points suivants doivent faire l'objet d'une approche spécifique.
   
 
  • Matières

    Les matières utilisées influent considérablement sur la capacité de levage d'une ventouse. Les performances correspondant aux 4 matériaux les plus utilises, sont indiquées dans chaque fiche technique (voir section suivante).

 
  • Efforts dynamiques

    Selon la formule F = M x A (Force = Masse x Accélération), il ne faut pas négliger les efforts dynamiques induits par les déplacements et qui doivent s'ajouter au poids du produit. Critère a surveiller de près en cas de fortes accélérations, transferts, pivotement… La force d'arrachement augmentera alors de manière significative.

    En manipulation verticale, la ventouse travaille en friction. En première approche, pour tenir compte du coefficient de frottement, Sapelem conseille de majorer le coefficient de sécurité, qui passe à 6. Il faut donc diviser par 3 les valeurs indiquées dans les tableaux de forces des fiches techniques de présentation.

    Par exemple, pour une ventouse indiquée a 12 kg en manutention horizontale, la capacité de levage en manipulation verticale devient 12/3 = 4 kg.
Cela a pour effet d’augmenter la taille de la ventouse.

    En cas de problème avec la taille de la ventouse, il est nécessaire de mesurer le coefficient de frottement ventouse / produit manipulé pour définir la taille exacte minimum de la ventouse.

  puce_main.gifLes techniciens SAPELEM se tiennent à votre disposition pour vous aider dans cette détermination.

 
  • Altitude

Avec l'altitude, la pression atmosphérique diminue. Si la pression reste la même dans la ventouse, la capacité de levage de celle-ci diminue.

altitude_fr.gif

Compte tenu de tous ces paramètres, l'exemple de la page précédente avec :
 
  • une ventouse en nitrile
  • une dépression de 810 mbar max.
  • une limite inférieure de plage de dépression a 600 mbar (seuil de déclenchement de l'alarme)
  • un coefficient de sécurité de K = 2 et une accélération négligeable
Le calcul du diamètre devient :
D = 1,11 x (KxC/u)0,5 =(2x100/0,6)0,5 = 20,3 cm (et non plus 12.4 cm)

Choix du nombre de ventouses

position_ventouses_fr.gif

 

Produits déformables ou fragiles :


    Si le produit risque d'être déformé par la ventouse, mieux vaut utiliser plusieurs ventouses de petites tailles ou des ventouses à butées.

Produits poreux ou surfaces irrégulières

    Les matières poreuses induisent une fuite dans les produits. Le niveau de vide dans la ventouse (et donc sa capacité de levage) diminuera (F = k.U).
    Des tests sont donc à effectuer afin de confirmer le choix des ventouses et du générateur de vide.

            puce_main.gifSAPELEM et son réseau de distributeurs se tiennent à votre disposition pour les effectuer.

Poids du produit :

    Le nombre de ventouses sera aussi déterminé par le poids à manipuler et la capacité nominale de chaque ventouse.
    Attention : Les capacités de levage sont issues de mesures réelles, effectuées dans des conditions précises évoquées ci-dessous. Il convient donc de tenir compte des aspects de sécurité, d'efforts dynamiques, d'altitude,… pour corriger ces valeurs

 

 
  Nitrile
Ø 10 0,2
Ø 20 0,9
Ø 34 2,7
Ø 53 5,8

 
   Conditions de mesures
- capacité de levage en kg
- niveau de vide 80 %
- sur tôle sèche
- force statique, perpendiculaire à la surface
- niveau de la mer
- coefficient de sécurité 2



Influence du niveau de vide :

    La capacité de levage d’une ventouse (donc le nombre de ventouses a utiliser pour lever un poids donné) est directement proportionnelle au niveau de vide utilisé.

niveau_vide_fr.gif



    Pour obtenir la capacité de levage d'une ventouse, à pression différente de 0.8 bar indiquée dans les tableaux, utiliser la proportionnalité capacités de levage / niveau de vide :
                                    (C 0,6/ C 0,8 ) = (ΔP 0,6 / ΔP 0,8)

 

Exemple : si à 0.8 bar la capacité de levage de la ventouse est de 12 kg, à 0.6 bar elle devient :
                                        C 0,6=(12x(0,6/0,8) = 9 Kg
 

 

  puce_main.gifLes techniciens SAPELEM se tiennent à votre disposition pour vous aider dans cette détermination.

Produits souples :

Le nombre de ventouses doit être suffisant pour garantir une bonne planéité du produit manipulé.

Choix du type de ventouses:

Nombre de soufflets :

    Le nombre de soufflets dépend à la fois du type de produits à lever et du type de machine
utilisée.Pour les produits fins et déformables susceptibles de présenter une surface de préhension
non plane il sera préférable d’opter pour des ventouses à 1,5 soufflet minimum

    Pour les produits rigides présentant une surface de préhension parfaitement plane le choix
se portera vers des ventouses plates.

    De même si le manipulateur possède une faible précision d’arrêt en position il conviendra
de compenser cette imprécision par des ventouses à soufflet.

    Pour les manutention avec fortes accélérations et/ ou mouvement avec la pièce en position
verticale, il conviendra de choisir des ventouses suffisamment rigides (1/2 soufflet ou plate).

Butée :

La butée interne de la ventouse possède deux fonctions principales :

 

  • Sur les produits minces : Elle permet au produit de venir en appui sur une face plane de

  • manière a limiter la déformation et éviter la casse des produits fragiles

  •  

  • Sur les manipulateurs avec fortes accélérations : Elle agit comme patin de frottement entre

  •  la pièce et la ventouse, limitant ainsi les risques de glissement relatif

 

Raccord :

Il existe deux technologies de fixation pour les ventouses :

Raccords cannelés pour ventouses moulées amovibles

 

Principe :

La ventouse est simplement encliquetée sur le raccord

Avantages :

Changement rapide sans outil
Economie du raccord lors du changement

Utilisation :

Produits légers
Manutention horizontale

Choix :

Se référer aux fiches techniques des ventouses amovibles

Fixation :

Mâle ou femelle

Taille :

T0 à T4

Raccordement :

M5, 1/8, ¼, 3/8


Raccords vulcanisés sur ventouses moulées

 

Principe : La ventouse est vulcanisée sur le raccord après opération d’adhérisation.
Avantages : Parfaite étanchéité
Parfaite tenue mécanique de la ventouse
Utilisation : Manutention de charges lourdes
Manutention verticale ou pivotement
Installation avec vide auto régulé ou réserve de vide
Choix : Pour ventouses Ø>25mm
Fixation : Mâle ou femelle
Taille : Suivant ventouse
Raccordement : M5, 1/8, ¼, 3/8



    Le diamètre de passage dans le raccord doit être suffisant pour permettre le passage du débit de
 vide, pour vos applications sur produits poreux pensez a notre raccord T3G

Matière :

    L'optimisation du rendement et de la durée de vie de vos ventouses dépend également
de la matière.

 Voir les tableaux ci-dessous.
 Les matières standard et spéciales

 


 

    Depuis de nombreuses années, SAPELEM a développé un large choix de matières
afin de répondre a tous les besoins. Tous nos modèles sont disponibles en matières
standard (tenues en stock).
        Certains modèles sont réalisables en matières spéciales. Veuillez nous contacter
pour conditions de faisabilité.

    En utilisation, la ventouse subit des contraintes physiques, chimiques et mécaniques.
 En fonction de ces paramètres, une matière sera mieux adaptée qu'une autre.

 

  Matières standard Matières spéciales
Silicone Nitrile Caoutchouc naturel (parablond) Polyur
éthane
Nitrane Nitrile
auto extinguible
EPDM Viton Silicone détectable
Symbole matière SI NBR NR PU   NPR EPDM   SI
Référence Matière 10 20 30 40 24 29 55 60 12
Température d'utilisation (°C) -50 à 200 -10 à 80 -10 à 60 0 à 60 -10 à 60 -10 à 60 -30 à 100 -5 à 230 -50 à 200
Couleur Blanc Noir Beige Gris Bleu Marron Jaune Noir bleu
Dureté shore A(+-5)Din 3555 52 55 42 60 60 60 60 70 52
Physique  
Usage général main_moyen.gif main_plus.gif     main_plus.gif       main_moins.gif
Etat de surface irrégulier  main_moyen.gif main_moins.gif  main_plus.gif       main_plus.gif   main_moyen.gif
Manutention de produits chauds main_plus.gif           main_moyen.gif main_plus.gif main_plus.gif
Produits chauds sans contact avec du silicone main_moins.gif           main_plus.gif main_plus.gif main_moins.gif
Pas de trace sur le produit main_moyen.gif main_moins.gif main_plus.gif main_moyen.gif main_plus.gif main_moyen.gif main_moyen.gif main_moins.gif main_moyen.gif
Produits alimentaires* ou délicats main_plus.gif   main_plus.gif           main_plus.gif
Chimique  
Etincelles; projections de soudure           main_plus.gif   main_moins.gif  
Résistance au processus de nettoyage main_plus.gif           main_moins.gif main_moyen.gif main_plus.gif
Graisses alimentaires   main_plus.gif   main_moins.gif main_moyen.gif         
Produit aqueux main_moyen.gif            main_moyen.gif    main_moyen.gif 
Hydrocarbures, huiles main_moins.gif main_plus.gif   main_moyen.gif  main_plus.gif main_plus.gif   main_plus.gif main_moins.gif
Acides**             main_moyen.gif  main_moyen.gif   
Alcools**   main_plus.gif         main_moyen.gif     
Mécanique  
Gaz (ex: ozone) main_moyen.gif      main_plus.gif   main_moins.gif main_plus.gif   main_moyen.gif 
Abrasion   main_moins.gif main_moyen.gif  main_plus.gif main_plus.gif main_moins.gif main_moins.gif    
Produits souples ou déformables main_moyen.gif  main_moins.gif main_plus.gif     main_moins.gif main_moins.gif   main_moyen.gif 
Produits cylindriques main_moyen.gif  main_moyen.gif  main_plus.gif   main_moins.gif main_moins.gif main_moins.gif   main_moyen.gif 
Glissement cisaillement main_moyen.gif    main_moyen.gif        main_moyen.gif    main_moyen.gif
Résistance mécanique main_moins.gif main_moyen.gif  main_moyen.gif  main_plus.gif main_plus.gif main_moins.gif main_moyen.gif    main_moins.gif
Légende : main_plus.gif bien adapté main_moyen.gif Moyennement adapté main_moins.gif pas adapté
 

*Silicone spécifique pour industrie alimentaire de 32 à 50 sh
**Etant donné la diversité des Acides et des Alcools existants, n'hésitez pas à nous contacter pour vos applications spécifiques

Autres matières sur demande :

    Pour des applications très spécifiques, SAPELEM est en mesure de produire vos
ventouses dans des matières dont les caractéristiques sont décrites ci dessous :

 

Matière Référence Couleur  Application spécifique
 
 Capacité de levage
 
 Silicone carboné
 
15
 
Noir
 
Conductibilité
 
Cf. Silicone
 
 Silicone haute T°
 
19
 
Blanc
 
Résiste à 250°C en continu
 
Cf. Silicone
 
 Nitrile carboxyté
 
25  Noir
 
Résiste à l'abrasion
 
Cf. Nitrile
 
 Nitrile Alimentaire
 
27  Blanc
 
Huiles et Graisses
 
Cf. Nitrile
 
 Butyl 50
 
Noir
 
Acides et Alcools
 
Cf. Silicone
 
 Epychloridrine 99
 
Gris
 
Hydrocarbures
 
Cf. Nitrile
 

 

 

Autres exemples d'utilisation:

 

documentation-ventouse\produit_17.pdf

documentation-ventouse\r-lift.pdf

4-page-Vacuum-Material-Handling-Equipment.pdf

Le guide ventouse au Format imprimable: documentation-ventouse\080-95guideventouse.pdf
 

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