日本CKD喜开理磁耦式超级无杆型气缸MRL2系列的使用方法【湖南中村】

更新时间：2025-10-24

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一、产品定位与设计理念

MRL2 系列是日本 CKD 喜开理专为工业自动化 “通用精密线性传动 + 紧凑空间优化" 需求研发的经典无杆气缸产品，核心设计理念聚焦 “磁耦无杆传动 + 场景通用适配"。其核心价值在于摒弃传统有杆气缸的活塞杆结构，通过内外磁环的磁吸力实现无机械接触同步传动，较传统有杆气缸在同等行程下空间占用缩减 50% 以上，同时兼顾传动稳定性与成本效益。产品定位覆盖普通工业自动化、包装机械、纺织设备、电子元件组装、物流输送五大领域，尤其适配设备内部狭窄空间内的中短行程、低摩擦线性运动场景，是 CKD“精密流体控制 + 通用执行组件" 技术体系的基础核心产品。

二、型号组成与编码逻辑

MRL2 系列型号采用 “基础代号 + 核心参数 + 安装标识 + 功能扩展" 的四级编码体系，每段标识精准传递产品关键配置，具体规则如下：

基础代号：以 “MRL2" 为固定前缀，“MR" 代表 “Magnetic Rodless（磁耦式无杆）"，“L" 代表 “Linear（线性传动）"，“2" 为系列迭代代码，明确产品为第二代磁耦式超级无杆型气缸。

核心参数段：依次标注缸径规格（数字直接表示，如 16、20 代表缸径 16mm、20mm）、行程参数（数字 + 单位，如 500mm 代表有效行程），例如 “MRL2-20-500" 表示缸径 20mm、行程 500mm 的基础型号。

安装形式标识段：包含安装方式（“F" 为脚座安装、“FL" 为法兰安装、“E" 为耳环安装、“S" 为侧面悬挂安装）、磁耦强度等级（“S" 为标准磁耦、“H" 为高强度磁耦），如 “-F-H" 代表脚座安装、高强度磁耦版本。

功能扩展段：标注特殊功能配置，如带磁性开关标注 “MS"（单开关）/“MD"（双开关）、防尘加强版标注 “D"、耐温适配版标注 “T"，例如 “MRL2-25-600-FL-S-MS-D" 即表示缸径 25mm、行程 600mm、法兰安装、标准磁耦、带单磁性开关、防尘加强的完整型号。

三、核心结构与工作原理

（一）整体结构拆解

MRL2 采用 “磁耦传动 + 缸体一体化" 架构，由磁耦传动单元、缸体基体、定位检测组件、防护系统四大核心模块组成，区别于集成导轨的 MRG2 系列，更侧重通用传动场景：

磁耦传动单元：内置高磁性钕铁硼磁环（表面磁场强度≥10000Gs），分为活塞侧内磁环与滑块侧外磁环，通过磁吸力实现无接触同步传动；磁环外层包裹耐磨损工程塑料（POM + 玻璃纤维），摩擦系数控制在≤0.06，减少运动阻力。

缸体基体：采用高强度铝合金 A6063-T5，经精密拉拔与阳极氧化处理（膜厚≥12μm），内壁粗糙度 Ra≤0.8μm，配合双唇式聚氨酯密封件（耐温 - 10℃~70℃），兼顾密封性能与低摩擦运动需求。

定位检测组件：缸体侧面标配磁性开关安装槽，兼容 CKD D-M9N/D-M9P 系列磁性开关，开关安装位置可沿缸体长度方向灵活调节，满足不同工位的位置检测需求；部分型号预留传感器支架接口，可适配光电传感器实现更精准的位置反馈。

防护系统：基础版配备橡胶伸缩防尘套（耐油、耐老化），防尘等级 IP54；加强版采用聚氨酯材质防尘罩，配合金属端盖密封，防护等级提升至 IP65，可应对一般性粉尘与少量液体溅落环境。

（二）工作流程解析

以标准磁耦版（S 级）为例，其工作流程分为四步：

压力驱动：压缩空气从缸体一端气口进入，推动内置活塞沿缸体内壁做线性运动，活塞同步带动内侧磁环移动；

磁耦同步：内侧磁环通过磁场作用力，带动缸体外部的滑块与外侧磁环同步运动，因无机械连接，避免了活塞杆密封磨损导致的泄漏问题；

负载传动：外部滑块与负载通过螺栓连接，将线性运动传递至负载，实现物料搬运或部件驱动；

位置反馈：当滑块运动至预设位置时，磁性开关检测到磁环信号，输出电信号至控制系统，实现运动启停、速度调节或工位切换，完成单次线性传动循环。

四、衍生型号与场景适配

MRL2 系列基于核心型号衍生出 6 类细分版本，精准匹配不同安装方式、防护需求与检测场景：

（一）按安装方式划分

脚座安装版（F 型）：缸体底部配备固定脚座，通过螺栓与设备台面连接，安装稳固性强，适配包装机、印刷机等固定设备的水平传动，典型型号 MRL2-16-400-F-S。

法兰安装版（FL 型）：缸体两端或中部配备法兰盘，可沿垂直或水平方向安装，适合空间受限且需多角度固定的场景，如纺织机械的纱线导杆驱动，典型型号 MRL2-25-600-FL-H。

耳环安装版（E 型）：缸体两端配备耳环接头，可实现摆动式安装，适配需要小幅角度调整的传动场景，如物流分拣设备的推料机构，典型型号 MRL2-32-800-E-S-MS。

侧面悬挂版（S 型）：缸体侧面设置悬挂支架，可从设备框架侧面吊装安装，大幅节省台面空间，适合小型自动化设备的垂直传动，如电子元件装配线的升降平台，典型型号 MRL2-20-500-S-H-D。

（二）按防护与耐候性能划分

基础防尘版（IP54）：橡胶防尘套 + 基础密封，适合普通干燥车间（如电子组装车间），避免粉尘进入缸体影响运动，典型型号 MRL2-40-1000-F-S。

防尘防水版（IP65）：聚氨酯防尘罩 + 防水端盖，适配潮湿环境（如清洗设备旁）或粉尘较多的场景（如塑料加工车间），典型型号 MRL2-25-700-FL-S-D。

耐温适配版（T 型）：密封件采用耐高低温氟橡胶（耐温 - 20℃~80℃），缸体材质优化导热性能，适配高低温车间（如冷链包装、烘干设备旁），典型型号 MRL2-32-600-F-H-T。

（三）按检测功能划分

单磁性开关版（MS 型）：配备 1 个磁性开关，实现单一工位的位置检测，如输送线的物料到位检测，典型型号 MRL2-20-500-F-S-MS。

双磁性开关版（MD 型）：配备 2 个磁性开关，可检测两个不同工位的位置（如行程起点与终点），适配往复运动的启停控制，如包装机的薄膜牵引机构，典型型号 MRL2-25-600-FL-H-MD。

五、规格要点与操作规范

（一）结构适配要点

缸径与负载匹配：需根据横向负载与推力需求选择缸径，16mm 缸径最大横向负载≤50N、最大推力≈120N（0.7MPa 时），25mm 缸径最大横向负载≤100N、最大推力≈350N，40mm 缸径最大横向负载≤200N、最大推力≈880N，避免超载导致滑块卡顿或磁耦脱开。

行程与速度适配：行程≤1000mm 时，最大动作速度≤500mm/s；行程＞1000mm 时，最大速度建议≤300mm/s，防止长行程高速运动产生的惯性力影响传动稳定性；低速运行（≤100mm/s）时，需选用低摩擦密封件（型号后缀 “LF"）。

磁耦与环境适配：标准磁耦版（S 级）需远离强磁场环境（如电磁吸盘、大型电机旁），避免磁场干扰导致同步失效；高强度磁耦版（H 级）抗干扰能力提升 25%，可在 3000Gs 以下磁场环境使用。

（二）安装规范要求

安装面精度：安装面平面度需≤0.2mm/m，平面粗糙度 Ra≤6.3μm，若平面度不达标，需加装调整垫片（厚度 0.1~0.3mm），防止安装应力导致缸体变形。

螺栓紧固要求：脚座 / 法兰安装采用 M5 或 M6 螺栓，M5 螺栓紧固扭矩 0.8~1.2N・m，M6 螺栓 1.5~2.0N・m，需按对角线顺序分次紧固，避免局部受力不均。

气源与润滑：需接入清洁干燥的压缩空气（露点≤-20℃，含油量≤0.1mg/m³），建议串联 CKD AFD 系列空气过滤器（如 AFD2000-02）；缸体无需额外添加润滑油，密封件已预润滑，禁止注入过量润滑油导致密封件膨胀失效。

（三）运行保障要点

空载试运行：运行前需空载往复运动 3~5 次，检查滑块运动是否平稳（无卡顿、异响），磁性开关信号是否正常（指示灯同步亮灭），气口连接处有无泄漏。

负载运行监控：负载运行时，需监测气缸工作压力波动≤0.05MPa，滑块运动噪音≤65dB（距离 1m 处），若出现压力骤降或噪音异常，需停机检查密封件与磁环状态。

定期检查周期：普通工况下，每运行 300 小时检查一次防尘罩完整性与磁环吸附力；恶劣工况（如粉尘、潮湿环境）下，检查周期缩短至 150 小时。

（四）环境适配限制

温度范围：常规版 - 10℃~70℃，耐温版 - 20℃~80℃，禁止在高温（＞80℃）环境长期运行，避免磁环磁通量衰减与密封件老化。

湿度与腐蚀：禁止在相对湿度＞95%（有冷凝）或腐蚀性气体环境（如酸碱车间）使用，若需耐腐蚀，可定制不锈钢缸体版本（型号后缀 “SS"）。

粉尘浓度：IP54 版适配粉尘浓度≤8mg/m³ 的环境，IP65 版≤15mg/m³，超过该范围需额外配备外部防尘装置，防止粉尘进入缸体与磁环间隙。

六、核心参数与性能指标

（一）基础运行参数

缸径范围：16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、63mm（共 7 种规格，覆盖中小负载需求）；

行程范围：10mm~2000mm（10mm 为梯度可选，行程≥1500mm 时需选用加强型缸体）；

工作压力：0.15MPa~0.7MPa，推荐工作压力 0.3~0.6MPa，确保磁耦同步稳定且延长密封件寿命；

动作速度：50mm/s~500mm/s（常规版），低速版（后缀 “LF"）≤100mm/s，高速版（后缀 “H"）≤600mm/s（需配合专用气源处理）；

最大推力：16mm 缸径≈120N，25mm≈350N，40mm≈880N，63mm≈1700N（工作压力 0.7MPa 时）。

（二）精度与同步性能参数

重复定位精度：≤0.05mm（全行程范围内，配合磁性开关使用）；

磁耦同步性：活塞与滑块运动同步偏差≤0.02mm，无明显滞后现象；

滑块平行度：滑块运动轨迹与缸体轴线平行度≤0.1mm/m；

磁性开关响应速度：≤0.01s，确保位置检测的及时性。

（三）可靠性与寿命参数

机械寿命：≥1000 万次往复（额定负载、常规工况），高强度磁耦版≥1200 万次；

密封件寿命：常规版≥500 万次往复，耐温版≥400 万次，防尘罩寿命≥300 万次伸缩；

磁环寿命：正常使用下磁通量衰减率≤8%/10 年，避免高温、强冲击与强磁场可延长寿命；

空气消耗：20mm 缸径、500mm 行程单次往复空气消耗量≈0.3L（ANR），40mm 缸径≈1.2L（ANR）。

（四）物理与防护参数

缸体材质：常规版 A6063-T5 铝合金（阳极氧化），定制版 SUS304 不锈钢；

滑块材质：铝合金（表面阳极氧化），内置钢质加强件提升负载能力；

防护等级：IP54（基础版）、IP65（加强版）；

运行噪音：≤62dB（速度 300mm/s，距离 1m 处）；

重量：20mm 缸径、500mm 行程版本约 1.8kg，40mm 缸径、1000mm 行程版本约 4.5kg（均不含附件）。

七、典型应用场景与行业案例

（一）包装机械行业

薄膜包装机：采用 MRL2-25-800-F-S-MS（脚座安装、单磁性开关版），驱动薄膜牵引机构实现线性运动，行程 800mm，速度 300mm/s，重复定位精度 0.05mm，确保薄膜张力稳定，相比传统有杆气缸节省 40% 安装空间，设备维护周期从 2 个月延长至 4 个月。

食品灌装线：选用 MRL2-32-600-FL-S-D（法兰安装、防尘防水版），驱动灌装头沿水平方向移动，IP65 防护防止液体溅落损坏设备，最大推力 350N 可带动多组灌装头同步运动，满足每小时 2000 瓶的灌装效率需求。

（二）电子与纺织行业

电子元件装配线：采用 MRL2-20-500-S-H-MD（侧面悬挂、双磁性开关版），驱动部件载台在垂直方向升降，行程 500mm，速度 200mm/s，双开关实现起点与终点精准控制，避免元件碰撞损坏，设备故障率从 5% 降至 1%。

纺织机械纱线导杆：选用 MRL2-16-400-E-S（耳环安装、标准磁耦版），驱动纱线导杆做往复运动，引导纱线均匀缠绕，16mm 缸径轻便设计减少设备负载，最大横向负载 50N 适配纱线张力需求，运行噪音≤60dB 符合车间环境标准。

（三）物流与输送行业

物流分拣设备：采用 MRL2-40-1000-F-H-D（脚座安装、高强度磁耦防尘版），驱动推料板将包裹推向不同分拣通道，行程 1000mm，推力 880N 可推动 10kg 以内包裹，IP65 防护应对分拣车间粉尘环境，日均运行 12 小时。

小型输送线：选用 MRL2-25-600-FL-S-MS（法兰安装、单开关版），驱动输送带张紧机构，通过磁性开关检测张紧位置，确保输送带张力稳定，避免物料打滑，适配小型电子元件（如电阻、电容）的输送需求。

八、维护保养与故障排查

（一）日常维护要点

每日检查：用无尘布清洁缸体表面与防尘罩，检查防尘罩是否破损、磁性开关指示灯是否正常，气口连接处用肥皂水检测有无泄漏；

每周维护：清理空气过滤器积水与杂质，检查安装螺栓紧固状态（按规定扭矩复紧），手动推动滑块确认运动是否顺畅；

每月保养：测量滑块平行度（用百分表检测），若偏差＞0.1mm/m 需调整安装垫片；对防尘罩滑动部位涂抹少量硅基润滑脂（型号 CKD L-006）；

年度检修：更换缸体端盖与活塞密封件，用高斯计检测磁环磁通量（低于 6000Gs 需更换），清理缸体内壁杂质并涂抹气缸专用润滑脂。

（二）常见故障与解决方法

滑块运动卡顿：可能为防尘罩破损导致粉尘进入缸体（更换防尘罩并清洁缸体）、磁环吸附异物（清理磁环表面）或负载超载（降低负载至额定值以下）；

气口连接处泄漏：检查接头密封垫片是否老化（更换垫片），或接头紧固扭矩不足（按规定扭矩重新紧固）；

磁性开关无信号：检查开关安装位置是否偏移（调整开关位置）、开关接线是否松动（重新插拔接线）或开关损坏（更换同型号磁性开关）；

磁耦同步失效：检查磁环磁通量是否过低（更换磁环），或活塞卡滞（拆解缸体清理内壁，更换活塞密封件）。

九、产品优势与市场定位

（一）核心技术优势

空间优化优势：无活塞杆结构较传统有杆气缸节省 50% 以上轴向空间，适配设备紧凑布局需求，尤其适合狭窄空间内的长行程传动；

维护便利性优势：磁耦无接触传动避免活塞杆密封磨损导致的泄漏问题，维护周期较传统有杆气缸延长 60%，减少停机维护时间；

通用适配优势：7 种缸径、多安装方式与防护等级可选，无需定制即可覆盖 80% 以上普通工业线性传动场景，降低客户选型难度；

成本效益优势：相比集成导轨的高精度气缸（如 MRG2 系列），采购成本降低 30%-40%，全生命周期成本更具竞争力，适合中低精度需求场景。

（二）市场定位与竞品差异

MRL2 定位 “中低端通用型磁耦无杆气缸"，主打 “高性价比 + 场景通用"，单价较普通有杆气缸高 20%-30%，但通过 “空间节省 + 维护减少" 实现综合成本优化。与同类竞品（如 SMC MY1 系列、Festo DGC 系列）相比，核心差异在于：

磁耦稳定性更强：磁环表面磁场强度≥10000Gs，高于竞品同级别产品（约 8000Gs），抗干扰能力更优；

防护等级更全面：IP65 防尘防水版为常规可选配置，竞品需额外加价定制；

寿命更长：机械寿命≥1000 万次，较竞品同级别产品（约 800 万次）延长 25%。

（三）适用客户群体

适合对 “空间占用、维护成本、通用性" 有明确需求的行业客户，如包装机械制造商（薄膜包装、食品灌装设备）、纺织设备企业（纺纱机、织布机）、电子组装厂（普通元件装配线）、物流设备厂商（小型分拣、输送设备），尤其适配中小批量生产、多品种切换的自动化产线升级需求。

上一个：日本CKD喜开理小型带阀气缸CKV2系列的核心【湖南中村】

下一个：日本CKD喜开理高精度导轨型超级无杆型气缸MRG2系列特点【湖南中村】

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