CKD喜开理笔形气缸SCPH3·SCPS3·SCPS·SCPD3系列【湖南中村】

更新时间：2025-10-18

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一、产品定位与设计理念

SCPD3、SCPS、SCPS3、SCPH3 系列是 CKD 针对 “微型化精密气动驱动" 场景打造的笔形气缸家族核心产品线，核心定位 “超紧凑体积 + 精准动作 + 多场景适配"，专为电子元件装配、医疗仪器、半导体检测等空间受限且需微负载驱动的领域设计。其设计逻辑以 “笔形细长结构" 为核心：通过优化缸体壁厚（最小仅 1.8mm）、集成微型密封与缓冲机构，相比同规格常规气缸，轴向长度缩短 30%、径向尺寸缩减 40%，最小型号（φ2.5mm）可嵌入≤10mm 狭小空间；同时通过单 / 双作用驱动区分、防回转结构升级，覆盖 “伸出 / 缩回 / 双向驱动 / 定向定位" 全需求，实现 “小体积承载稳定驱动力" 的核心价值。

二、全系列子型号分类与核心差异

四系列通过驱动方式、结构功能形成明确分工，覆盖从基础微型驱动到精密定位的全场景，具体分类如下：

子系列型号	核心特性	驱动方式	缸径范围	行程范围	适用场景
SCPS	单作用加压伸出型（弹簧复位）	单作用（气压伸出，弹簧缩回）	φ2.5mm-φ4mm	5mm-25mm	微型元件推送（如手机屏幕贴合定位）、医疗针尖驱动
SCPH3	单作用加压缩回型（弹簧复位）	单作用（气压缩回，弹簧伸出）	φ6mm-φ16mm	10mm-50mm	微型夹爪复位（如输液器组装夹取）、检测探头收回
SCPD3	双作用单活塞杆型（双向气压驱动）	双作用（无弹簧，双向气压驱动）	φ6mm-φ16mm	10mm-100mm	精密往返运动（如半导体晶圆搬运）、小型设备闸门切换
SCPS3	单作用防回转型（弹簧复位 + 定向）	单作用（气压伸出，弹簧缩回）	φ10mm-φ16mm	10mm-50mm	定向推送（如电子芯片装配）、检测工位精准对位

注：四系列均保持 “笔形细长缸体" 设计，同缸径型号安装孔位间距统一，可直接替换常规微型气缸升级紧凑性。

三、核心技术参数与性能边界

1. 基础运行参数（分系列对比）

参数类别	SCPS（单作用伸出）	SCPH3（单作用缩回）	SCPD3（双作用）	SCPS3（单作用防回转）
驱动方式	气压伸出，弹簧缩回	气压缩回，弹簧伸出	双向气压驱动	气压伸出，弹簧缩回 + 防回转导向
缸径范围	φ2.5mm、φ4mm	φ6mm、φ10mm、φ16mm	φ6mm、φ10mm、φ16mm	φ10mm、φ16mm
行程范围	5mm-25mm（φ2.5mm≤25mm）	10mm-50mm（φ6mm≤30mm）	10mm-100mm（φ6mm≤50mm）	10mm-50mm（φ10mm≤30mm）
工作压力	0.1MPa-0.7MPa	0.1MPa-0.7MPa	0.1MPa-0.7MPa	0.1MPa-0.7MPa
使用温度	-10℃~60℃	-10℃~60℃（耐热型 - T 达 80℃）	-10℃~60℃（耐热型 - T 达 80℃）	-10℃~60℃
缓冲方式	微型橡胶缓冲（两端内置）	微型橡胶缓冲（两端内置）	橡胶缓冲（可选气缓冲定制）	橡胶缓冲 + 导向轴阻尼
最大动作频率	500 次 / 分钟（φ2.5mm）	300 次 / 分钟（φ6mm）~80 次 / 分钟（φ16mm）	300 次 / 分钟（φ6mm）~80 次 / 分钟（φ16mm）	200 次 / 分钟（φ10mm）~50 次 / 分钟（φ16mm）
活塞杆直径	φ1mm（φ2.5mm）、φ2mm（φ4mm）	φ3mm（φ6mm）、φ5mm（φ10mm）	φ3mm（φ6mm）、φ5mm（φ10mm）	φ5mm（φ10mm）、φ8mm（φ16mm）

2. 负载与寿命性能

输出力计算：按公式
$F = (P \times A) - f - F_{s}$
计算（P = 气压，A = 活塞面积，f = 摩擦阻力≈3%×P×A，F_s = 弹簧力，单作用需减弹簧力；双作用仅减摩擦）。示例：

SCPD3 φ16mm 在 0.5MPa 下输出力约 100N（双作用无弹簧力）；

SCPS φ4mm 在 0.5MPa 下输出力约 6N（需减弹簧力≈1N，实际有效力 5N）。

耐久性：采用微型 PTFE 复合密封圈（低摩擦 + 抗老化）+ 高频专用润滑脂，SCPS/SCPD3 系列实现 2000 万次以上往复寿命，SCPS3 因防回转结构优化，寿命保持 1500 万次以上，均为常规微型气缸的 2 倍。

启动稳定性：启动压力恒定（≤0.1MPa），操作时间稳定在 ±0.01s 范围内，避免微型高频动作骤停或迟滞问题。

四、结构创新与功能亮点

1. 笔形紧凑化设计

超薄缸体与集成气口：缸体壁厚最小 1.8mm（φ2.5mm 型号缸体直径仅 4.5mm），气口集成于缸盖端面（Rc1/32 微型螺纹，φ2.5mm 型号），无需额外接管空间，适配≤10mm 狭小设备腔体（如微型检测仪器内部）。

微型弹簧优化：SCPS/SCPH3 单作用系列采用琴钢丝微型弹簧（直径 φ0.15mm-φ0.5mm），弹簧力精准匹配缸径（φ4mm 弹簧力≈1N），避免弹簧力过大导致输出力不足，或过小导致复位。

2. 精密驱动与定位升级

防回转导向结构：SCPS3 系列内置双微型导向轴（直径 φ2mm-φ4mm，与活塞杆平行），通过导向轴与活塞同步运动，确保活塞杆无旋转，适配电子芯片装配、检测探头对位等需定向驱动的场景，定向精度保持优异。

双作用平稳性优化：SCPD3 系列采用 “活塞与活塞杆一体化加工" 工艺，减少装配间隙，双向驱动时运动平稳，无卡顿；可选气缓冲定制（后缀 “-C"），通过气流阻尼实现末端减速，避免 φ16mm 大缸径型号高频动作时的冲击损伤。

3. 特殊功能扩展

耐热适配：SCPD3/SCPH3 可选耐热型（后缀 “-T"），密封件采用氟橡胶（耐受 80℃高温），润滑脂选用高温专用配方，适配电子焊接、烤箱周边等中高温场景。

磁环检测：全系列可选内置微型磁环（后缀 “-M"），兼容 CKD D-M9NW 超薄磁性开关（厚度 3.5mm），开关槽集成于缸体侧面，可沿行程微调 ±2mm，实现活塞位置精准反馈，适配自动化控制需求。

无尘版本：针对医疗 / 半导体行业推出 “-CL" 无尘型，缸体表面防静电处理（电阻值 10⁶-10⁹Ω），密封件无粉尘脱落，满足 Class 100 洁净室要求（如输液器组装、晶圆搬运）。

五、材质工艺与可靠性保障

1. 核心部件材质选型

部件名称	材质规格	性能优势	适用子系列
缸筒	超硬铝合金（A6061-T651）	轻量化（φ2.5mm 缸体重仅 2g）+ 表面硬质阳极氧化（厚度 10μm），抗腐蚀、抗划伤	全系列
活塞杆	φ4mm 以下：SUS316 不锈钢；φ6mm 以上：SUS440C（镀铬）	超细直径（最小 φ1mm）+ 耐磨（表面硬度 HV800 以上），抗弯曲能力强	全系列
密封件	常规型：聚氨酯 + PTFE；耐热型：氟橡胶 + PTFE	微型化适配（截面尺寸 1mm×0.5mm）+ 低摩擦（摩擦系数≤0.08），密封寿命≥1500 万次	全系列（耐热型用于 SCPD3-T/SCPH3-T）
弹簧（单作用）	琴钢丝（SWP-B）	疲劳寿命≥300 万次，弹簧力偏差控制在极小范围	SCPS/SCPH3/SCPS3
导向轴（防回转）	SUS304 不锈钢（抛光处理）	直线度保持优异，与活塞杆平行度高	SCPS3

2. 精密制造工艺

缸筒内孔采用 “微孔珩磨 + 镜面抛光" 工艺，表面粗糙度 Ra≤0.1μm，比常规微型气缸低 50%，减少活塞摩擦阻力，确保高频动作平稳；

活塞杆采用 “精密冷滚压 + 超细抛光" 工艺，直线度控制在水平，避免微型缸高频动作时的偏摆；

装配环节在 Class 1000 洁净车间进行，避免微型密封槽内杂质残留，保障 φ2.5mm/φ4mm 小缸径型号的密封可靠性。

六、安装系统与适配方案

1. 安装方式全解析（笔形缸专属微型安装）

安装类型	代码标识	固定特点	适用设备布局	配套附件
基础通孔型	00	缸体侧面 2 个微型通孔（孔径 φ1.5mm-φ3mm），穿 M1.6-M3 螺栓固定	设备腔体内部、微型支架	微型防松垫圈（厚度 0.3mm，标配）
端面螺纹型	B	缸体后端带微型外螺纹（M3-M5），直接拧入设备螺纹孔	小型执行器集成、检测探头固定	微型锁紧螺母（防松，标配）
法兰微型型	FL	缸体前端带超薄法兰盘（法兰直径 φ8mm-φ15mm），2 孔固定	前端推送机构、夹爪集成	微型法兰垫片（耐油丁腈橡胶，厚度 1mm）
支架适配型	BR	配套微型 L 型支架（尺寸 10mm×8mm），支架固定缸体	空间受限的倾斜安装场景	支架专用螺栓（M2-M3，标配）

2. 管路连接方案

接口规格：φ2.5mm/φ4mm 型号为 Rc1/32 内螺纹，φ6mm-φ16mm 型号为 Rc1/16 内螺纹，兼容 CKD KQ2 系列微型快插接头（如 KQ2T04-M5）；

连接方式：仅支持端面接管（缸盖端面预留气口），避免笔形缸细长结构的侧向受力，适配设备内部 “沿轴向布线" 需求。

七、典型应用场景与行业解决方案

1. 核心应用领域及适配子系列

行业领域	具体应用场景	推荐子系列 + 型号	核心适配优势
电子制造	手机摄像头模组贴合定位推送	SCPS-00-4-10-M	φ4mm 超小缸径 + 磁环检测，定位推送精准
医疗设备	胰岛素笔芯组装夹爪复位	SCPH3-00-6-15-CL	单作用缩回 + 无尘设计，适配洁净场景
半导体	晶圆检测探头定向对位	SCPS3-00-10-20-M	防回转导向 + 微型体积，定向精度优异
精密仪器	小型传感器探头伸缩驱动	SCPD3-T-00-8-25	双作用驱动 + 耐热型（80℃），适配仪器内部高温环境
食品包装	微型封口机压合机构	SCPD3-00-16-30	φ16mm 中缸径 + 高频率（120 次 / 分钟），压合稳定

2. 环境适配案例

超微型场景：SCPS-00-2.5-5 在微型电子元件插件机中，驱动 φ1mm 探针接触检测，连续运行 12 个月无密封磨损，输出力稳定在 3N；

高温场景：SCPD3-T-00-10-20 在电子焊接设备旁使用，80℃环境下连续动作，密封件无老化，寿命达 18 个月；

洁净场景：SCPH3-00-6-15-CL 在输液器组装机中，Class 100 洁净室内无粉尘脱落，满足医疗行业卫生要求。

八、型号组成规则与解析

1. 完整型号编码逻辑（以 SCPS3 为例）

示例：SCPS3-T-FL-10-20-M

组成部分	代码 / 数字	含义说明
系列前缀	SCPS3	单作用防回转型笔形气缸（SCPS = 单作用伸出，SCPH3 = 单作用缩回，SCPD3 = 双作用）
特殊功能 1	T	耐热型（-CL = 无尘型，无则省略）
安装方式	FL	微型法兰安装（00 = 基础型，B = 端面螺纹，BR = 支架型）
缸径	10	缸径 φ10mm（数字直接对应缸径，如 2.5=φ2.5mm）
行程	20	行程 20mm（数字直接对应行程，单位 mm）
附加功能	M	内置磁环（-C = 气缓冲定制，无则省略）

2. 常用型号对照表（分场景推荐）

应用需求	推荐子系列 + 型号	关键参数
超微型推送（φ2.5mm）	SCPS-00-2.5-10	φ2.5mm，10mm 行程，基础型
医疗洁净复位	SCPH3-00-6-15-CL	φ6mm，15mm 行程，无尘型
精密防回转定位	SCPS3-00-10-20-M	φ10mm，20mm 行程，防回转 + 磁环
双作用高频驱动	SCPD3-00-16-30	φ16mm，30mm 行程，双作用基础型
高温环境适配	SCPD3-T-00-8-25	φ8mm，25mm 行程，耐热型（80℃）

九、选型方法与计算实例

1. 选型四步法（笔形缸专属）

确定驱动方向与负载：单方向驱动（伸出 / 缩回）选 SCPS/SCPH3，双向驱动选 SCPD3，定向定位选 SCPS3；按输出力需求（通常≤100N）选择缸径，超微型负载（≤5N）选 φ2.5mm/φ4mm。

匹配环境参数：高温选 - T 耐热型（80℃），洁净选 - CL 无尘型，高频动作（＞200 次 / 分钟）选 SCPD3 双作用。

确认行程与缓冲：按实际需求 + 5% 安全行程（如实际需 10mm 选 12mm），长行程（＞50mm）选 SCPD3 并定制气缓冲。

附加功能选择：需位置检测加 - M 磁环，安装空间受限选 FL/B 安装方式，定向需求加 SCPS3 防回转。

2. 缸径计算实例（单作用 SCPS）

需求：微型电子元件推送，推力需求 4N，工作气压 0.5MPa，动作频率 300 次 / 分钟（单作用伸出）。

计算：

活塞面积
$A = (F + F_{s}) / (P \times η)$
（F = 需求推力 4N，F_s = 弹簧力≈1N，P=0.5MPa，η= 效率系数 0.95）

$A = (4 + 1) / (0.5 \tilde{A} 0.95) \overset{a}{^} 10.5 mm \hat{A}^{2}$

缸径
$D = (4 A) / \ddot{I} \overset{a}{^} (4 \tilde{A} 10.5) /3.14 \overset{a}{^} 3.6 mm$

推荐型号：SCPS-00-4-10（选 φ4mm 缸径，预留负载余量，适配超微型推送）。

十、维护保养与故障排查

1. 日常维护规范（微型缸专属）

维护项目	周期	操作方法	注意事项
清洁缸体与气口	每 1 周	用无尘布蘸无水乙醇擦拭缸体，用微型通针（φ0.5mm）清理气口	禁止用高压气吹（防止杂质进入密封槽）
检查弹簧复位（单作用）	每 2 周	手动推动活塞杆，确认弹簧复位是否顺畅	避免暴力推动（防止微型弹簧变形）
润滑补充	每 6 个月	通过微型油雾器加注 ISO VG10 气动油（油量 0.03cm³/ 分钟）	禁止用普通润滑油（会腐蚀 PTFE 密封件）
密封件更换	每 24 个月	用微型扳手拆卸缸盖，替换微型密封圈（截面 1mm×0.5mm）	更换后需空载运行 20 次排气，排除空气杂质

2. 常见故障解决方案

故障现象	可能原因	解决方法
输出力不足	气口堵塞 / 弹簧力过大（单作用）	用微型通针清理气口 / 更换适配弹簧（需定制）
动作卡顿	活塞杆有杂质 / 润滑不足	用无尘布清洁活塞杆 / 补充专用润滑脂
开关检测失灵	微型开关位置偏移 / 磁环磁性减弱	微调开关位置（±2mm 内）/ 更换磁环
气口漏气	微型接头未拧紧 / 密封垫老化	按扭矩（0.2N・m）拧紧接头 / 更换密封垫

十一、竞品优势与市场定位

1. 与同类笔形气缸核心差异

对比维度	CKD SCPD3/SCPS 系列	竞品（如 SMC C85 系列）	优势亮点
驱动方式覆盖	单作用伸出 / 缩回 + 双作用 + 防回转	仅单作用伸出 + 双作用	一站式满足定向 / 复位 / 双向驱动需求
寿命性能	2000 万次往复寿命	1000 万 - 1500 万次	密封件与润滑优化，维护周期延长 50%
特殊功能集成	集成耐热 / 无尘 / 防回转	需额外定制特殊功能	减少定制成本，缩短交货周期
安装灵活性	4 种微型安装方式 + 超薄开关适配	2 种基础安装方式	适配更多微型设备布局，安装更便捷

2. 市场定位

SCPD3/SCPS/SCPS3/SCPH3 系列定位 “精密微型气动执行元件"，单价较常规笔形气缸高 25%-45%，但通过 “2000 万次长寿命（减少更换频率）+ φ2.5mm 超微型适配（拓展应用场景）"，实现全生命周期成本降低 40%，核心服务于对 “微型化、高精度、高可靠性" 有严格要求的电子、医疗、半导体行业客户，可直接替代进口同类产品，超微型笔形气缸技术空白。

上一个：日本CKD喜开理拉杆型气缸SCG系列详细解析

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