日本CKD喜开理小型带阀气缸CKV2系列的核心【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

CKV2 系列是日本 CKD 喜开理专为工业自动化 “紧凑空间精密驱动" 需求研发的小型带阀气缸，核心设计理念为 “气缸 - 阀 - 调速组件一体化集成"。其突破传统 “独立气缸 + 外置电磁阀 + 调速阀" 的分散式布局，将 CMK2 系列中口径气缸与低功耗 4 通阀、调速针阀高度整合，轴向长度较传统组合方案缩减 40% 以上，同时实现配管配线集中化。产品定位聚焦电子制造、精密工装、小型设备三大领域，尤其适配设备内部狭窄空间、高频次轻负载驱动场景，如微型零件夹紧、小型工装伸缩、电子外壳扣合等，是 CKD “流体控制集成化" 技术体系的典型代表。

二、型号组成与编码逻辑

CKV2 系列型号采用 “基础代号 + 功能特征 + 核心参数 + 扩展属性" 的四级编码体系，每段标识精准传递配置信息，具体规则如下：

基础代号：以 “CKV2" 为固定前缀，“CK" 代表 “Compact Valve-integrated Cylinder（紧凑型带阀气缸）"，“V" 标识带阀特性，“2" 为系列迭代代码，明确产品为第二代小型集成式气缸。

功能特征段：标注动作与防转特性，“无后缀" 为双作用单活塞杆基础型，“-M" 为双作用防回转型（内置防转机构），例如 “CKV2-M" 即表示防回转型带阀气缸。

核心参数段：依次标注缸径规格（数字直接表示，如 20、25 代表缸径 20mm、25mm）、行程参数（数字 + 单位，如 100mm 代表有效行程），参考型号 “CKV2-M-00-20-100" 中，“20" 为缸径 20mm，“100" 为行程 100mm。

扩展属性段：标注特殊功能，如带线性基准传感器标注 “S"、防尘加强版标注 “W"、耐温涂层版标注 “H"，例如 “CKV2-M-00-25-75-W" 表示防回转型、缸径 25mm、行程 75mm、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

CKV2 采用 “纵向集成架构"，由气缸执行单元、内置 4 通阀单元、调速控制单元、防护密封组件四大核心模块组成：

气缸执行单元：采用不锈钢缸筒（耐腐蚀性能优异），活塞搭载聚氨酯密封件（耐油耐老化），活塞杆为 SUS304 不锈钢材质，表面经精磨处理（粗糙度 Ra≤0.8μm）；防回转型（M 版）内置键槽式防转机构，限制活塞旋转偏移。

内置 4 通阀单元：集成低功耗电磁阀（功率≤1.5W），响应速度≤0.08s，支持通电伸出 / 缩回双向动作切换（通过旋转适配器实现）；阀体内置过滤结构，可阻挡气源中粒径≥5μm 的杂质。

调速控制单元：顶部集成双调速针阀（进气与排气侧独立控制），调节范围 50-500mm/s，配备锁定机构防止调节后松动；排气通道设计支持集中排气，可连接管道导出废气，净化作业环境。

防护密封组件：缸盖与缸筒采用 O 型圈密封，活塞杆配备防尘圈（材质为聚氨酯），基础版防护等级达 IP54，防尘加强版（W 型）通过双层密封结构升级至 IP65。

（二）工作流程解析

以双作用防回转型（CKV2-M）为例，工作流程分为四步：

阀控启动：控制系统给内置 4 通阀通电，阀芯切换工位，压缩空气经调速针阀进入气缸无杆腔；

活塞驱动：气压推动活塞带动活塞杆伸出，防回转型机构限制活塞旋转，确保活塞杆直线运动；

速度调节：通过进气侧针阀调整气流速率，控制活塞杆伸出速度，锁定机构固定调节位置；

返程动作：阀断电后阀芯复位，空气进入有杆腔，推动活塞缩回，排气侧针阀控制返程速度，完成单次驱动循环。

四、衍生型号与场景适配

CKV2 系列基于核心型号衍生出 6 类细分版本，精准匹配不同功能需求：

（一）按防转特性划分

基础型（CKV2）：无防转机构，结构紧凑，缸径 φ20-φ40，行程 25-200mm，适配无旋转限制的场景，如小型零件推送、料道挡料，典型型号 CKV2-32-150。

防回转型（CKV2-M）：内置防转机构，确保活塞杆末端工装无偏转，适配精密夹紧、定位推送场景，如电子元件装配时的引脚对齐推送，典型型号 CKV2-M-25-100。

（二）按功能扩展划分

传感器集成型（-S 后缀）：搭载线性基准传感器，可同步实现活塞位置检测与工件合格性判别，适配需要位置反馈的场景，如微型零件装配后的到位确认。

防尘加强型（-W 后缀）：IP65 防护等级，双层密封阻挡粉尘与液体飞溅，适配塑料加工、粉末冶金等多尘环境，典型型号 CKV2-M-40-200-W。

耐温型（-H 后缀）：缸体采用耐热涂层，密封件选用氟橡胶（耐温 - 20℃-80℃），适配烤箱周边、热压设备等中温场景。

静音型（-Q 后缀）：内置消音结构，排气噪音≤55dB，适配医疗设备、实验室仪器等静音要求高的环境。

五、规格要点与操作规范

（一）结构适配要点

负载匹配：需按缸径选择负载，φ20 缸径最大推力约 220N（0.7MPa 时），φ40 缸径约 880N，防回转型可承受轻微径向负载（≤轴向负载的 10%），避免过度径向力导致活塞杆弯曲。

行程选择：标准行程 25-200mm，超过 200mm 需定制，长行程（≥150mm）建议选用防回转型，确保运动平稳性。

功能适配：多尘环境优先选 - W 版，需位置检测选 - S 版，中温环境必须选 - H 版，避免密封件老化或传感器失效。

（二）安装规范要求

安装方式：支持侧面、端面、顶部多方向安装，安装面需平整（平面度≤0.2mm），紧固螺栓采用 M5 内六角螺栓，扭矩 1.0-1.2N・m，按对角线顺序紧固。

气源要求：接入清洁干燥气源（露点≤-20℃，含油量≤0.1mg/m³），建议串联 CKD AFD 系列过滤器（型号 AFD1000-01），工作压力范围 0.15-0.7MPa。

配线配管：电源线采用 0.3mm² 以上导线，配管选用 φ4-φ6 聚氨酯管，配管长度≤5m，避免过长导致压力损失；集中排气时需保证排气管径≥配管口径。

（三）运行保障要点

空载调试：运行需空载往复 5 次，检查活塞杆伸缩无卡顿，调速针阀调节顺畅，锁定后无速度漂移，传感器信号（-S 版）反馈正常。

负载运行监控：运行时缸体表面温度≤60℃，排气压力稳定（波动≤0.05MPa），若出现异常噪音或速度骤变，需立即停机检查气源压力与针阀状态。

定期维护：每月清洁活塞杆表面（用无尘布擦拭），每 3 个月检查密封件有无老化（出现裂纹需更换），每 6 个月校准传感器（-S 版）与调速精度。

（四）环境适配限制

温度范围：常规版 - 10℃-60℃，-H 版 - 20℃-80℃，禁止在高温（＞80℃）或有冻结的环境使用，避免密封件失效或缸筒锈蚀。

腐蚀防护：禁止在强酸、强碱环境使用，若接触轻微腐蚀性气体，需选用不锈钢加强版（定制型号后缀 - SS）。

粉尘浓度：基础版适配粉尘浓度≤5mg/m³ 的环境，-W 版可应对≤10mg/m³，超过需额外配备外部吸尘装置。

六、核心参数与性能指标

（一）基础运行参数

缸径范围：φ20mm、φ25mm、φ32mm、φ40mm（共 4 种规格）；

行程范围：25mm、50mm、75mm、100mm、150mm、200mm（标准），＞200mm 支持定制；

工作压力：0.15MPa-0.7MPa，推荐工作压力 0.3-0.6MPa；

动作速度：50mm/s-500mm/s，通过调速针阀连续可调；

理论推力：φ20mm≈220N，φ25mm≈340N，φ32mm≈560N，φ40mm≈880N（0.7MPa 时）。

（二）精度与响应参数

重复定位精度：≤0.05mm（全行程范围内）；

阀响应速度：≤0.08s（通电到活塞启动的时间）；

防转精度：CKV2-M 版旋转偏移量≤0.5°；

传感器精度：-S 版位置检测精度≤0.03mm。

（三）可靠性与寿命参数

机械寿命：≥1000 万次往复（额定负载下）；

密封件寿命：常规版≥500 万次往复，-H 版≥300 万次；

电磁阀寿命：≥1000 万次通断；

活塞杆耐磨损：表面硬度≥HRC50，运行 1000km 磨损量≤0.01mm。

（四）物理与防护参数

缸体材质：不锈钢缸筒，ADC12 铝合金端盖（阳极氧化处理）；

活塞杆材质：SUS304 不锈钢（精磨处理）；

防护等级：IP54（基础版）、IP65（-W 版）；

运行噪音：≤60dB（距离 1m 处，速度 300mm/s）；

重量：φ20mm-50mm 行程版本约 0.8kg，较传统气缸 + 阀组合轻 30%。

七、典型应用场景与行业案例

（一）电子制造行业

微型连接器装配：采用 CKV2-M-20-50-S（防回转型带传感器），驱动夹爪夹紧连接器引脚，防转机构确保引脚对齐，传感器反馈到位信号，适配每小时 2000 件的高频装配节奏，较传统方案节省设备空间 50%。

手机外壳扣合：选用 CKV2-25-75-W（防尘加强型），推动外壳组件精准扣合，IP65 防护阻挡装配车间粉尘，调速针阀控制扣合速度避免冲击损伤，不良率从 3% 降至 0.5%。

（二）精密工装与检测行业

小型零件检测定位：采用 CKV2-M-32-100（防回转型），驱动检测探头靠近零件表面，防转精度确保探头方向稳定，重复定位精度 0.05mm 满足检测要求，设备调试时间缩短 40%。

微型夹具夹紧：使用 CKV2-40-150-H（耐温型），在 60℃环境下夹紧小型金属工件进行激光打标，耐温涂层与氟橡胶密封件确保长期运行稳定，维护周期延长至 6 个月。

（三）小型设备行业

医疗分析仪样本推送：采用 CKV2-20-25-Q（静音型），推送样本试管至检测工位，静音结构使设备运行噪音≤55dB，符合医疗场所静音标准，集成阀设计减少设备内部管路 80%。

3D 打印机喷头升降：选用 CKV2-M-32-200-S（带传感器），驱动喷头沿 Z 轴升降，防转机构避免喷头偏移，传感器实时反馈高度位置，适配高精度 3D 打印需求。

八、维护保养与故障排查

（一）日常维护要点

每日检查：擦拭活塞杆表面油污与粉尘，检查密封件有无渗漏（用纸巾轻拭确认），传感器指示灯（-S 版）是否正常；

每周维护：松开调速针阀锁定机构，来回调节确认顺畅后复位，排放过滤器积水（若串联外置过滤器）；

每月保养：检查安装螺栓紧固状态（按规定扭矩复紧），涂抹少量气缸专用润滑脂（CKD L-008A）于活塞杆表面；

年度检修：更换端盖密封件与防尘圈，检测电磁阀通断响应速度，校准传感器（-S 版）检测精度。

（二）常见故障与解决方法

活塞杆伸缩卡顿：可能为气源含杂质（更换过滤器滤芯）、润滑不足（补充专用润滑脂）或径向负载过大（调整负载方向）；

速度不稳定：检查调速针阀是否松动（重新锁定）、气源压力波动（稳定气源压力至 0.3-0.6MPa）；

气缸渗漏：端盖渗漏需更换密封件，活塞杆渗漏需更换防尘圈与活塞密封，均需选用 CKD 原厂配件；

传感器无信号（-S 版）：检查接线是否松动（重新插拔接线）、传感器位置偏移（重新校准固定）。

九、产品优势与市场定位

（一）核心技术优势

集成化省空间：气缸与阀、调速组件一体化，轴向长度较 “气缸 + 外置阀" 方案缩短 40%，配管配线减少 70%，适配狭窄设备内部布局；

易操作易维护：配管、配线、调速集中于顶部，安装调试时间缩短 60%，维护无需拆解多个部件，降低操作门槛；

长寿命高可靠：不锈钢缸筒与耐老化密封件设计，机械寿命达 1000 万次，较同类非集成式气缸延长 30%；

功能扩展灵活：支持防转、防尘、耐温、传感等多维度扩展，无需定制即可适配 80% 以上小型驱动场景。

（二）市场定位与竞品差异

CKV2 定位 “小型集成式驱动设备"，单价较传统分散式方案高 20%-40%，但通过 “空间节省 + 安装提速 + 维护减少" 实现全生命周期成本降低 50%。与同类竞品（如 SMC CQ2V 系列、Festo ADN-V 系列）相比，核心差异在于：

集成度更高：内置调速阀与锁定机构，竞品需额外采购调速组件；

防护更全面：标配 IP54，可升级至 IP65，竞品常规版多为 IP40；

功能更丰富：原生支持防转与传感器集成，竞品需额外加装附件。

（三）适用客户群体

适合对 “设备空间、安装效率、运行稳定性" 有高要求的行业客户，如微型电子元件制造商（连接器、传感器装配）、精密仪器厂商（检测设备、医疗分析仪）、小型设备集成商（3D 打印机、小型自动化工作站），尤其适配智能化设备 “小型化、集成化、低维护" 的升级需求。

上一个：日本CKD喜开理带阀气缸CAV2/COVP2/COVN2系列的不同【湖南中村】

下一个：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】

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