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Almohadillas para pinzas

Gripper Pads

Descripción general

Descripción general de las almohadillas para pinzas

Almohadillas de agarre de caucho de nitrilo (NBR, Buna-N) sobre placa de acero y aluminio de PFA Inc.

Las almohadillas de goma duraderas y antideslizantes para robots industriales de manipulación de materiales y aplicaciones de robots colaborativos para humanos (Cobot) proporcionan superficies de agarre firmes para sujetar piezas con menores fuerzas de sujeción, al mismo tiempo que protegen las piezas durante la manipulación y el ensamblaje. Los elastómeros de caucho, disponibles en Buna-N, Neopreno, Silicona y Viton®, funcionan en una variedad de amplios rangos de temperatura y resisten una variedad de aceites y elementos corrosivos. Las almohadillas con placas de respaldo están unidas por curado a placas de aluminio, acero al carbono y acero inoxidable para una integración a nivel molecular del caucho con el metal, ofreciendo una unión más fuerte que el propio caucho base.

El respaldo metálico proporciona rigidez y soporte al caucho, permitiendo una fácil fijación a las mordazas de la pinza u otras estructuras. Normalmente, las secciones se fijan a los dedos o estructuras fijas mediante cintas adhesivas de alta resistencia disponibles en PFA o con sujetadores estándar después de su modificación. Las almohadillas con respaldo metálico se mecanizan fácilmente para adaptarse a aplicaciones personalizadas, y se pueden perforar agujeros para permitir una fijación y extracción rápidas.

Históricamente, las almohadillas para pinzas han estado disponibles en hojas de 6” x 12” de tres estilos de superficie unidas a respaldo de acero o aluminio en un solo material y dureza (Buna-N, 60 duro). Junto con estas almohadillas estándar, ahora se ofrecen hojas en secciones más pequeñas de 1.2” x 1.2” y en algunos otros materiales y durezas. Otras ofertas están disponibles por pedido especial y pueden estar disponibles como productos estándar. Las configuraciones y estilos únicos de almohadillas también están disponibles como material a granel o como piezas terminadas a partir de dibujos o especificaciones proporcionados por el cliente.

Características y beneficios
  • Superficie de alta fricción
  • Máxima adherencia del caucho al metal
  • Mayor confiabilidad para sujetar piezas
  • Superficie flexible para un contacto más suave
  • Fácil instalación y reemplazo
  • Reduce el uso de herramientas y minimiza desperdicios
  • Alto retorno de la inversión (ROI)

Tabla de referencia de materiales elastoméricos

Tabla de referencia de propiedades de materiales elastoméricos
Designación del elastómero1 Nombre(s) común(es) Composición Temperatura Mín/Máx5
Rango de operación ˚C (˚F)		 Propiedades generales2 Resistencia química general3
(Resistente a)		 Resistencia química general
(Atacado por)NBR		 Buna-N Nitrilo – Butadieno -34˚C/121˚C
(-30˚F/250˚F)		 Excelente resistencia a fluidos a base de petróleo, buenas propiedades físicas La mayoría de los hidrocarburos, grasas, aceites, lubricantes, fluidos hidráulicos, productos químicos Ozono (excepto mezclas de PVC), cetonas, ésteres, aldehídos, hidrocarburos clorados y nitradosFKM/FPM Fluoroelastómero
Viton®4		 Hexafluoropropileno – fluoruro de vinilideno -23˚C/204˚C
(-10˚F/400˚F)		 Excelente resistencia al aceite y al aire tanto a bajas como a altas temperaturas. Muy buena resistencia química Todos los hidrocarburos alifáticos, aromáticos y halogenados, ácidos, aceites animales y vegetales. Cetonas, ésteres de bajo peso molecular y compuestos que contienen nitro.CR Neopreno Cloropreno -34˚C/100˚C
(-30˚F/212˚F)		 Buena resistencia a la intemperie. Retardante de llama. Resistencia moderada a fluidos a base de petróleo. Productos químicos y ácidos moderados, ozono, aceites, grasas, lubricantes, muchos aceites y solventes. Ácidos oxidantes fuertes, ésteres, cetonas, hidrocarburos clorados, aromáticos y nitrados.SI/Q Silicona Polisiloxano -62˚C/215˚C
(-80˚F/420˚F)		 Excelentes propiedades a altas y bajas temperaturas. Propiedades físicas aceptables. Productos químicos moderados u oxidantes, ozono, hidróxido de sodio concentrado. Muchos solventes, aceites, ácidos concentrados, hidróxido de sodio diluido.
  1. ASTM D 1418-01a Práctica estándar para caucho y látex de caucho – Nomenclatura, ASTM D 1418-79, ISO 1629:2013
  2. Del “Manual de láminas de caucho – Materiales para juntas y empaques” publicación #IP-40 de la Rubber Manufacturers Association (RMA).
  3. Anuario 1979 del Los Angeles Rubber Group, Inc.
  4. “Viton” es una marca registrada de E.I. Dupont, Inc.
  5. El rango de temperatura se determina por el elastómero base utilizado. Este cuadro muestra un rango general de temperatura máxima para cada elastómero. El rango de temperatura para un compuesto específico puede no alcanzar estos límites máximos. Se pueden considerar temperaturas más altas si la exposición es breve o intermitente.
Peso aproximado por pulgada cuadrada

El peso se determina principalmente por el tipo de material de la placa de respaldo y el grosor del elastómero. Los pesos siguientes se basan en los valores típicos de almohadillas con superficie estriada y abullonada fabricadas en Buna-N (material NBR de 60 duros). Las almohadillas tipo waffle pesan aproximadamente .04 oz/in2 menos que esas. Comuníquese con PFA para conocer el peso de cada almohadilla individual.

Tipo de pieza Peso (oz./in.2)Con respaldo de acero .53” de espesor .82Con respaldo de aluminio .25” de espesor .22Sin placa de respaldo, .25” de espesor .17Sin placa de respaldo, .13” de espesor .07

Coefficient de friction du patin de préhension

Coeficiente de fricción de las almohadillas de agarre

Las almohadillas de agarre proporcionan entre un 50% y un 400% más de agarre que el contacto metal con metal por sí solo. Los efectos de fricción dependen del material de la pieza, el acabado superficial y la fuerza de sujeción. Las fuerzas más ligeras y los acabados más rugosos generalmente logran la mayor resistencia al agarre, mientras que la capacidad de adaptarse a la forma de una pieza mejora aún más el rendimiento.

El coeficiente de fricción para una aplicación en la que los dedos de acero sujetan una pieza de acero o aluminio se estima en .28 y .32, respectivamente. La prueba de fricción ASTM D 1894 de una almohadilla estriada de NBR de 60 duros de PFA a fuerzas ligeras (cargando una muestra a .07 lbs/in2 sobre una superficie pulida) demostró un coeficiente de fricción de 1.22.

Los datos históricos de prueba (gráfico a continuación) de almohadillas estriadas de PFA (cargando almohadillas completas a 1.4 lbs/in2 sobre una superficie rectificada) mostraron un coeficiente de fricción de .53 (sobre acero) y .78 (sobre aluminio), respectivamente. Los valores en el rango de .48 a 1.0 proporcionan una buena aproximación para aplicaciones no probadas y un buen punto de partida para los cálculos. Las almohadillas de agarre de diferentes materiales deberían comportarse de manera similar al mismo durómetro; sin embargo, los diferentes durómetros pueden mostrar mayor variación. Las diferencias de material y durómetro, los fluidos sobre las piezas y otras condiciones ambientales o imprevistas pueden afectar el rendimiento real. Los valores del coeficiente de fricción proporcionan una buena aproximación del beneficio relativo al agregar almohadillas de agarre a una aplicación; sin embargo, PFA recomienda realizar pruebas para la forma, ajuste y función previstos.

El coeficiente de fricción se utiliza junto con el peso del utillaje y la aceleración del robot para calcular la fuerza de agarre requerida para una aplicación específica. La siguiente fórmula puede aplicarse como una buena aproximación al intentar determinar la fuerza de agarre mínima. Puede requerirse un factor de seguridad adicional de 10X dependiendo de la aplicación.

Fuerza de agarre (lbs) = [Peso del utillaje (lbs) + Fuerza dinámica (lbs)] / [Coeficiente de fricción]

Material del dedo Coeficiente de fricción para pieza de acero Coeficiente de fricción para pieza de aluminio Coeficiente de fricción ASTM D 1894Almohadilla estriada .53 .78 1.22Almohadilla tipo waffle .48 .87 -Almohadilla abullonada .52 .76 -

La prueba del coeficiente de fricción para dos materiales de pieza de muestra se realizó para los tres tipos de almohadillas de agarre. Los resultados de la prueba se generaron en condiciones ideales de laboratorio. El rendimiento real puede variar. En esta situación de prueba, se colocó una lámina de metal con un acabado rectificado de 63 micropulgadas entre dos almohadillas de agarre de 72 pulgadas cuadradas y se aplicó una carga de compresión de 200 lbs perpendicular al área de contacto. Todas las superficies estaban limpias y secas. En otras situaciones, el coeficiente puede ser menor debido a lubricantes introducidos en el sistema, o mucho mayor para fuerzas de sujeción bajas o si el caucho puede adaptarse a la pieza.

Más sobre los desafíos de definir los coeficientes de fricción del caucho

Los materiales típicos de metal con metal o superficies de contacto duro similares muestran comportamientos que hacen que definir un coeficiente de fricción utilizable sea mucho más fácil. Para materiales más típicos (no caucho, elastómeros, plásticos o cerámicas) se han determinado las siguientes “reglas” suaves para la fricción que respaldan el uso de un Coeficiente de Fricción (CoF)1:

La fricción es proporcional a la carga normal.

La fricción es independiente del área de contacto.

La fricción es independiente de la velocidad de deslizamiento.

La fricción es independiente de la temperatura.

La fricción es independiente de la rugosidad de la superficie.

Debido a la flexión única inherente a los cauchos y los efectos más dramáticos de cómo un material más suave y más adaptable interactúa con una superficie, el caucho exhibe los siguientes comportamientos en relación con los aspectos de materiales más típicos mencionados anteriormente:

La fricción NO es proporcional a la carga normal.

La fricción NO es independiente del área de contacto.

La fricción NO es independiente de la velocidad de deslizamiento.

La fricción NO es independiente de la temperatura.

La fricción NO es independiente de la rugosidad de la superficie.

Por lo tanto, aunque se ha intentado proporcionar una idea de los valores típicos de CoF y los métodos para usar esos valores en la aproximación del rendimiento de la aplicación, estos valores y métodos solo deben usarse como una primera aproximación en el diseño. Antes de su uso, todas las selecciones de productos deben seguirse con pruebas para determinar una forma, ajuste y función específicos exitosos para la aplicación.

1Ref: A. G. Plint, “Notes on Rubber Friction”, 2011. Para una revisión técnica rápida pero más detallada de Plint, visite el enlace en Phoenix Tribology: http://www.phoenix-tribology.com/wp-content/uploads/guidance/Guidance-Rubber-Friction-Tests.pdf

Almohadillas de agarre

Almohadillas de agarre de caucho de nitrilo (NBR, Buna-N) sobre placa de acero y aluminio de PFA Inc.
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Dimensions mm (inches)
Part No.SurfaceLength
A**
mm (inch)		Width
B**
mm (inch)		Overall Thickness
C
mm (inch)		Pad Thickness
D
mm (inch)		Plate Thickness
E
mm (inch)		Durometer***
±5 Shore A		Elastomer***Plate Material***
GP-702-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		60NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-702-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		60NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-704-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		60NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-704-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		60NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-706-1A-6.0-12.0*Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		–6.4
(0.25)		–60NBR-BunaN
(Black)		Elastomer Only**
GP-706-2A-6.0-12.0*Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		–3.3
(0.13)		–60NBR-BunaN
(Black)		Elastomer Only**
GP-154-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		50SI-Silicone
(Blue)		Aluminum
GP-154-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		50SI-Silicone
(Blue)		Aluminum
GP-334-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		30CR-Neoprene
(Brown)		Aluminum
GP-334-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		30CR-Neoprene
(Brown)		Aluminum
GP-574-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		70FKM-Viton®
(Orange)		Aluminum
GP-574-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		70FKM-Viton®
(Orange)		Aluminum
GP-578-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		70FKM-Viton®
(Orange)		316 Stainless
GP-578-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		70FKM-Viton®
(Orange)		316 Stainless
GP-742-1A-1.2-1.2Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		45NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-742-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		45NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-744-1A-1.2-1.2Knurled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		45NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-744-1A-6.0-12.0Knurled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		45NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-701-1-1.2-1.2Waffled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		12.7
(0.50)		9.4
(0.37)		3.3
(0.13)		60NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-701-1-6.0-12.0Waffled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		12.7
(0.50)		9.4
(0.37)		3.3
(0.13)		60NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-703-1-1.2-1.2Waffled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		60NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-703-1-6.0-12.0Waffled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		60NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-705-1-6.0-12.0*Waffled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		–6.4
(0.25)		–60NBR-BunaN
(Black)		Elastomer Only**
GP-733-1-1.2-1.2Waffled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		35NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-733-1-6.0-12.0Waffled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		35NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-801-1-1.2-1.2Pebbled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		60NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-801-1-6.0-12.0Pebbled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		13.5
(0.53)		10.2
(0.40)		3.3
(0.13)		60NBR-BunaN
(Black)		Carbon Steel
GP-803-1-1.2-1.2Pebbled30.48
(1.2)		30.48
(1.2)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		60NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-803-1-6.0-12.0Pebbled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		6.4
(0.25)		4.8
(0.19)		1.5
(0.06)		60NBR-BunaN
(Black)		Aluminum
GP-805-1-6.0-12.0*Pebbled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		–6.4
(0.25)		–60NBR-BunaN
(Black)		Elastomer Only**
GP-805-2-6.0-12.0*Pebbled304.8
(12.0)		152.4
(6.0)		–3.3
(0.13)		–60NBR-BunaN
(Black)		Elastomer Only**
*No metal plate

**Elastomer only pads may show some dimensional contraction. Use A=11-5/8” and B=5-3/4” actual for planning on 6” x 12” pads and assume nominal A & B dimensions for all metal backed pads (+.050/- .090”), nominal thickness (+/-.050”), and nominal squareness for smaller sizes as these are cut from standard nominal 6” x 12” pads. For custom machined sizes and make to print items, contact PFA.

***Durometer specifications are nominal +/- 5 to +/- 10 Shore A as shown. Durometers are rounded from actual on various materials – consult PFA for more specific durometer information. Polymer Type Abbreviations: CR = Neoprene (Chloroprene), NBR = Nitrile Butadiene Rubber (Buna-N), FKM = (Also FPM) High Temperature Fluoropolymer (Viton®), SI = Silicone (Polysiloxane), backing plate material is Aluminum (6061-T6), low carbon steel (10 gauge), or 316 Stainless Steel (or similar).
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