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日本CKD喜开理止动气缸STK系列详解【湖南中村】

更新时间:2025-10-28点击次数:26
一、型号组成
CKD 止动气缸 STK 系列以 “STK" 为核心标识,代表 “耐横向负荷止动气缸",型号体系通过 “基础标识 + 安装形式代码 + 缸径 + 行程 + 动作方式标识 + 杆端形状标识 + 附加功能标识" 的组合,完整传递关键规格参数。
  • 基础标识 “STK":固定代表该系列核心属性 —— 专为承受横向负荷设计,适配工件止动、定位场景;

  • 安装形式代码:“-LB" 为轴向脚座型(侧方水平 / 垂直安装,适配设备台面布局)、“-FA" 为前端法兰型(端部固定,直接对接止动工位)、“-CA" 为轴向耳轴型(通过耳轴悬挂安装,适配悬挂式生产线);

  • 缸径:通过数字直接标注,覆盖 Φ20、Φ32、Φ40、Φ50 四种规格,直观反映止动负荷承载能力;

  • 行程:以 mm 为单位标注,标准范围为 10mm、15mm、20mm、25mm、30mm,对应活塞杆伸出止动的距离;

  • 动作方式标识:无附加字母为双作用型(气压驱动伸出与缩回)、“-Y" 为单作用加压缩回型(气压驱动伸出,压缩力驱动缩回)、“-Y1" 为双作用带弹簧型(气压驱动为主,弹簧辅助复位,提升止动响应速度);

  • 杆端形状标识:无附加字母为圆杆型(通用止动,适配平面工件)、“-M" 为倒角型(减少工件接触冲击,适配异形工件)、“-JY"/“-JY1" 为滚子型(通过滚子接触减少摩擦,适配需频繁止动的移动工件);

  • 附加功能标识:“-R" 代表带磁性开关(反馈活塞杆伸出 / 缩回到位信号,联动生产线控制)。

例如完整型号 “STK-LB-40-20-Y-M-R",表示 STK 系列、轴向脚座安装、Φ40 缸径、20mm 行程、单作用加压缩回、倒角型杆端、带磁性开关的止动气缸;“STK-CA-32-15-Y1-JY" 则对应轴向耳轴安装、Φ32 缸径、15mm 行程、双作用带弹簧、滚子型杆端的规格,精准匹配悬挂生产线的工件止动需求。
二、衍生系列
STK 系列围绕 “动作逻辑 + 杆端适配 + 安装场景" 形成三大类衍生方向,均基于 “耐横向负荷" 核心设计,覆盖不同生产线止动需求:
1. 按动作方式衍生
  • 双作用基础款(无后缀):依靠气压双向驱动,活塞杆伸出止动、缩回复位,动作稳定且可通过气压调节止动力度,适配需频繁切换 “止动 - 释放" 状态的场景(如流水线工件间歇输送);

  • 单作用加压缩回款(-Y 后缀):仅需单路气源驱动伸出,缩回依赖压缩力(如弹簧或工件反作用力),简化配管布局,适配气源接口有限、仅需单向止动的场景(如机床夹具的临时定位);

  • 双作用带弹簧款(-Y1 后缀):在双作用基础上增加复位弹簧,气压驱动伸出时弹簧蓄力,缩回时气压与弹簧力协同,提升复位速度(较基础款快 15%-20%),适配高速生产线的快速止动 - 释放循环(如电子元件高速输送线)。

2. 按杆端形状衍生
  • 圆杆型(无后缀):杆端为光滑圆柱面,接触面积适中,适配平面工件(如金属板材、塑料托盘)的止动,止动时不易损伤工件表面;

  • 倒角型(-M 后缀):杆端边缘做 45° 倒角处理,减少与工件的硬接触冲击,适配薄壁工件(如铝制外壳、塑料薄膜包装件)或异形工件(如带凸起的零件),避免止动时工件变形;

  • 滚子型(-JY/-JY1 后缀):杆端加装微型滚子(材质为轴承钢),止动时通过滚子滚动接触工件,大幅降低摩擦系数(较圆杆型低 60% 以上),适配需沿工件表面滑动止动的场景(如输送带上的圆柱形工件、链条传动的工件支架)。

3. 按安装场景衍生
  • 轴向脚座型(-LB 后缀):通过脚座上的螺孔直接固定在设备台面或侧方支架,安装稳固,适配地面式生产线、机床工作台等固定平台的止动;

  • 前端法兰型(-FA 后缀):气缸前端带法兰盘,通过法兰与设备端部(如输送线末端、分拣机出口)对接,止动方向与设备轴线一致,适配端部定位场景(如工件装配前的末端止动);

  • 轴向耳轴型(-CA 后缀):气缸中部带耳轴,可通过耳轴悬挂在设备框架或悬挂式输送轨道旁,活塞杆横向伸出止动,适配悬挂式生产线(如汽车零部件悬挂输送、服装分拣悬挂线)。

三、规格要点
STK 系列以 “耐横向负荷强化 + 紧凑结构 + 场景适配性" 为核心规格特色,聚焦生产线工件止动的稳定性与可靠性:
1. 耐横向负荷结构设计
作为止动气缸的核心优势,STK 系列通过两大结构强化提升横向承载能力:
  • 粗活塞杆设计:活塞杆直径较同缸径普通气缸增大 15%-20%(如 Φ40 缸径活塞杆直径达 Φ16,普通气缸约 Φ12),刚性更强,可承受横向负荷而不易弯曲;

  • 加宽轴套设计:轴套沿活塞杆方向的宽度较普通气缸加宽 50%,增大轴承支撑面积,分散横向受力,避免活塞杆因局部受力过大导致卡滞,适配工件止动时产生的侧向冲击力(如输送线工件惯性带来的横向力)。

2. 紧凑省空间布局
采用方形本体设计,较同规格圆形气缸横向占用空间减少 25%,Φ20 缸径、10mm 行程型号的本体尺寸(长 × 宽 × 高)仅为 85mm×40mm×35mm,可嵌入生产线狭窄间隙(如输送线侧方、夹具内侧);同时,安装接口(脚座、法兰、耳轴)与气缸本体一体化成型,无需额外加装支架,进一步简化布局,降低设备整体体积。
3. 止动适配灵活性
  • 杆端多形态选择:圆杆、倒角、滚子三种杆端可适配不同材质、形状的工件,如滚子型适配金属圆柱工件,倒角型适配塑料薄壁工件,无需额外定制止动头;

  • 磁性开关联动:带磁性开关款(-R 后缀)可实时反馈 “活塞杆伸出到位(止动完成)"“缩回到位(释放工件)" 信号,与生产线 PLC 系统联动,实现 “输送 - 止动 - 加工 - 释放" 的自动化闭环控制,避免人工干预;

  • 耐环境适配:活塞杆表面采用硬质镀铬处理,硬度达 HRC60 以上,耐磨损且抗锈蚀;密封件选用耐油丁腈橡胶,适配机械加工车间的润滑油雾环境,长期使用无密封失效风险。

四、核心技术参数
STK 系列核心技术参数围绕止动负荷、动作性能、结构尺寸展开,具体数据如下:
  • 缸径与行程:缸径 Φ20、Φ32、Φ40、Φ50;行程 10mm、15mm、20mm、25mm、30mm,无定制行程选项,均为标准短行程(适配近距离止动);

  • 横向负荷能力:随缸径增大而提升,Φ20 型号最大横向负荷 800N、Φ32 型号 1500N、Φ40 型号 2500N、Φ50 型号 4000N,可承受工件止动时的侧向冲击力;

  • 动作方式与推力:双作用型在 0.7MPa 压力下,Φ20 伸出推力 110N、缩回推力 85N;Φ50 伸出推力 880N、缩回推力 680N;单作用加压缩回型(-Y)伸出推力与双作用一致,缩回依赖压缩力(弹簧力约为伸出推力的 30%);

  • 使用压力:双作用型 0.15MPa-1.0MPa,单作用型 0.2MPa-1.0MPa,压力可确保活塞杆稳定伸出止动,最高压力适配重型工件止动需求;

  • 动作速度:活塞杆伸出 / 缩回速度范围 50mm/s-300mm/s,可通过流量调节阀调节,建议止动时速度控制在 50mm/s-150mm/s,避免高速冲击导致工件或气缸损伤;

  • 环境参数:周围温度 - 10℃-60℃,禁止在冻结环境(温度低于 0℃且湿度高)或强腐蚀性气体(如氯气、氨气)中使用;防护等级 IP40,可阻挡粉尘侵入;

  • 寿命与材质:正常维护下,机械寿命 500 万次以上往复循环;本体材质为铝合金(轻量化),活塞杆为不锈钢(SUJ2),轴套为铜合金(高耐磨)。

五、工作原理
STK 系列通过 “气压驱动活塞杆伸出止动 + 结构强化承受横向负荷" 的机制,实现工件精准定位,以双作用带磁性开关款为例,完整工作流程分为四个阶段:
1. 准备阶段
生产线 PLC 系统发出 “止动指令",气缸无杆腔(驱动活塞杆伸出的腔室)进气,有杆腔排气;此时,活塞杆在气压作用下开始伸出,同时缸筒内的磁性环随活塞移动,靠近磁性开关的 “伸出检测端"。
2. 止动阶段
活塞杆继续伸出,杆端(圆杆 / 倒角 / 滚子)接触目标工件,利用活塞杆的刚性与加宽轴套的支撑,承受工件因惯性产生的横向负荷,阻止工件继续移动;当活塞杆伸出至最大行程(即止动位置)时,磁性环触发磁性开关 “伸出到位" 信号,反馈至 PLC 系统,确认工件已止动,生产线暂停输送。
3. 保持阶段
气缸无杆腔保持稳定压力(根据工件重量调整,轻型工件 0.3MPa-0.5MPa,重型工件 0.7MPa-1.0MPa),活塞杆维持止动状态,加宽轴套与粗活塞杆协同分散横向受力,确保工件在加工、检测等工序中无位移;若为单作用款(-Y),此阶段仅需保持无杆腔压力,缩回腔无需供气。
4. 释放阶段
工序完成后,PLC 系统发出 “释放指令",气缸有杆腔进气,无杆腔排气;活塞杆在气压作用下缩回,杆端脱离工件,生产线恢复输送;当活塞杆缩回至初始位置时,磁性环触发磁性开关 “缩回到位" 信号,反馈至 PLC 系统,完成一次止动循环。
若为双作用带弹簧款(-Y1),缩回时气压与弹簧力协同,提升缩回速度,适配高频次止动场景;若为滚子型杆端,止动时滚子随工件轻微滑动后稳定,减少摩擦对工件表面的损伤。
六、操作使用
1. 安装规范
  • 本体固定

  • 轴向脚座型(-LB):用 M5×12mm 内六角螺栓固定在设备台面,螺栓拧紧扭矩 1.5N・m-2.0N・m,避免铝合金本体变形;安装面平面度需≤0.2mm,确保活塞杆伸出方向与工件移动方向垂直,提升止动精度;

  • 前端法兰型(-FA):法兰面与设备端部贴合,用 M4×8mm 螺栓固定,扭矩 0.8N・m-1.0N・m,法兰密封垫需完好,防止气压泄漏;

  • 轴向耳轴型(-CA):耳轴通过销轴与设备支架连接,销轴间隙≤0.1mm,避免气缸晃动影响止动位置。

  • 配管连接:采用 Φ6mm PU 软管,通过 CKD KQ2 系列快插接头连接进气 / 排气口,双作用型需两路配管(无杆腔进 / 排气、有杆腔进 / 排气),单作用型仅需一路配管(无杆腔进 / 排气);配管长度不超过 3m,远离生产线运动部件,防止管路磨损破裂。

  • 磁性开关安装:沿气缸侧面的开关槽固定,“伸出检测端" 靠近活塞杆伸出方向的末端,“缩回检测端" 靠近气缸本体端,开关与磁性环的间隙控制在 0.5mm-1.0mm,确保信号稳定;接线需避开强电磁干扰源(如变频器),避免信号误触发。

2. 调试流程
  • 压力调试:启动前,通过气源三联件(过滤器 + 减压阀 + 油雾器)将压力调至 0.3MPa(初始值),手动触发止动动作,观察活塞杆伸出是否顺畅、杆端是否精准接触工件;逐步提升压力至工件稳定止动(如 Φ40 缸径止动 20kg 工件时,压力约 0.6MPa),记录适配压力值,避免压力过高导致工件变形。

  • 速度调试:在进气口安装流量调节阀,顺时针旋转减小流量(降低伸出速度),逆时针旋转增大流量(提升速度);止动时伸出速度建议控制在 50mm/s-100mm/s,释放时缩回速度可提升至 150mm/s-200mm/s,调试过程中观察工件止动时的稳定性,无弹跳或偏移即为合格。

  • 信号联动调试:与生产线 PLC 系统对接磁性开关信号,模拟 “工件输送 - 止动 - 加工 - 释放" 循环,验证 “伸出到位" 信号是否触发生产线暂停、“缩回到位" 信号是否触发生产线重启,确保无信号延迟或漏触发;同时测试紧急停止场景,确认气缸可立即缩回释放工件。

3. 维护保养
  • 日常检查:每日开机前擦拭活塞杆表面,去除粉尘、油污;检查配管接口是否漏气(肥皂水涂抹接缝处,无气泡即为正常);观察杆端是否有磨损(如滚子型需检查滚子转动是否顺畅,无卡顿);确认磁性开关指示灯正常,信号反馈无异常。

  • 定期维护:每运行 200 万次后,对无内置润滑型号注入 2-3 滴 CKD 专用气动润滑油(型号 RL-700),推动活塞杆往复数次,确保润滑油均匀覆盖密封件与轴套;每 6 个月拆解检查轴套与密封件,若轴套出现磨损沟槽或密封件老化(如出现漏气),需更换同规格配件(可向原厂索取维修套件);每年清理气缸内部的杂质(如粉尘、金属碎屑),用压缩空气吹除缸筒内的残留物。

  • 故障处理:若活塞杆伸出卡顿,需清理活塞杆表面杂质或补充润滑,检查轴套是否磨损;若横向负荷承载能力下降,需检查活塞杆是否弯曲(可用直尺贴合检测)、轴套是否松动,必要时更换活塞杆与轴套;若磁性开关无信号,检查接线是否松动、开关位置是否偏移,或更换同型号开关。

4. 安全注意事项
  • 止动重型工件(重量超过 50kg)时,需额外加装机械锁止装置(如楔形块),避免气缸故障导致工件滑落,确保人员与设备安全;

  • 禁止超过额定横向负荷使用(如 Φ20 型号不可承受超过 800N 的横向力),防止活塞杆弯曲或缸筒变形,影响使用寿命;

  • 设备停机超过 48 小时后,重启前需空载运行 10-15 次,排出缸内冷凝水,防止密封件锈蚀;低温环境(低于 0℃)使用时,需在气源中添加防冻剂,避免缸内水分冻结导致动作卡顿。

七、案例应用
STK 系列凭借 “高耐横向负荷 + 精准止动" 优势,广泛适配生产线工件定位、输送停止、夹具固定等场景,典型案例如下:
1. 汽车零部件:发动机缸体输送止动
  • 应用场景:汽车发动机缸体(重量约 30kg)通过辊道输送至加工工位,需止动定位后进行钻孔加工,止动时缸体惯性产生约 2000N 横向力。

  • 选用型号:STK-LB-40-20-Y1-M-R(轴向脚座型、Φ40 缸径、20mm 行程、双作用带弹簧、倒角型杆端、带磁性开关)。

  • 优势体现:Φ40 缸径最大横向负荷 2500N,可承受缸体惯性力;双作用带弹簧设计提升缩回速度,适配每分钟 8 次的加工节拍;倒角型杆端避免划伤缸体表面;磁性开关与加工设备联动,确保止动后才启动钻孔,加工精度提升至 ±0.1mm。

2. 电子制造:PCB 板分拣线止动
  • 应用场景:PCB 板(厚度 1.6mm,重量约 500g)通过皮带输送线分拣,需止动后由机械臂抓取,止动时需避免 PCB 板弯曲或表面划伤。

  • 选用型号:STK-FA-20-10-R-JY(前端法兰型、Φ20 缸径、10mm 行程、双作用、滚子型杆端、带磁性开关)。

  • 优势体现:Φ20 缸径轻量化设计(本体重量约 300g),适配皮带线狭窄安装空间;滚子型杆端减少与 PCB 板的摩擦,无表面划伤;10mm 短行程确保快速止动,分拣效率提升至每分钟 15 片,磁性开关反馈信号避免漏抓或误抓。

3. 机械加工:机床夹具工件止动
  • 应用场景:金属圆盘工件(直径 Φ100mm,重量约 2kg)在车床加工时,需通过止动气缸固定在夹具上,防止加工时工件转动。

  • 选用型号:STK-CA-32-15-Y-M(轴向耳轴型、Φ32 缸径、15mm 行程、单作用加压缩回、倒角型杆端)。

  • 优势体现:轴向耳轴型悬挂安装,适配车床夹具上方布局;单作用设计简化配管(仅需一路气源);Φ32 缸径伸出推力 350N,可稳定固定工件,倒角型杆端贴合圆盘工件边缘,无定位偏差,加工后工件同轴度符合要求。

4. 物流输送:快递包裹分拣止动
  • 应用场景:快递包裹(重量 1kg-5kg)通过交叉带分拣机输送,需止动后切换分拣通道,止动时包裹惯性产生约 500N 横向力。

  • 选用型号:STK-LB-50-30-Y1-R(轴向脚座型、Φ50 缸径、30mm 行程、双作用带弹簧、圆杆型杆端、带磁性开关)。

  • 优势体现:Φ50 缸径最大横向负荷 4000N,可承受不同重量包裹的惯性力;30mm 长行程适配不同厚度包裹的止动;双作用带弹簧设计确保快速复位(缩回时间≤0.5s),分拣效率提升至每小时 3000 件,磁性开关与分拣系统联动,无错分或漏分。

八、认证
STK 系列作为 CKD 标准化工业气缸产品,通过多项国际与行业认证,确保质量、安全与合规性,具体认证如下:
1. 质量管理体系认证
全系列产品生产过程符合 ISO 9001:2015 质量管理体系标准,从原材料采购(如铝合金本体、不锈钢活塞杆)到成品检测(横向负荷测试、动作寿命测试)均建立严格管控:每批次产品需抽样进行 10 万次往复动作测试,验证机械寿命;抽样检测横向负荷承载能力,确保符合额定值;生产工厂通过 CKD 全球质量审核,定期接受第三方机构(如 SGS、TÜV)监督,保障生产一致性。
2. 安全与电磁兼容认证
  • CE 认证:出口至欧盟的型号通过 CE 认证,符合 EN 60947-5-2(气动执行元件安全标准)与 EN 61000-6-2(工业环境电磁兼容标准);带磁性开关的型号额外通过 EN 55032 电磁辐射测试,无电磁干扰,可在精密电子车间(如半导体封装厂)与其他设备协同工作,不影响周边仪器正常运行。

  • UL 认证:出口至北美地区的型号通过 UL 认证,符合 UL 508(工业控制设备安全标准),本体材质阻燃等级达 UL 94 V-0 级,可在北美工业场所的高温、高电压环境中安全使用,适配美国、加拿大等地区的生产线合规要求。

3. 环保认证
  • RoHS 2.0 认证:全系列产品材质符合欧盟 RoHS 2.0(2011/65/EU)环保标准,限制铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等有害物质使用;活塞杆镀铬层、密封件均采用无卤材质,废弃处理时无环境污染,适配电子、汽车等行业的绿色生产要求。

  • REACH 认证:符合欧盟 REACH 法规(EC No. 1907/2006),产品中不含超过限制浓度的高关注物质(SVHC),每年度更新 REACH 合规报告;可向客户提供材质安全数据表(MSDS),明确各部件材质成分,确保操作人员使用安全。

4. 行业专项认证
  • 汽车行业认证:用于汽车零部件生产的型号,通过 IATF 16949 汽车行业质量管理体系认证,满足汽车制造的严苛质量要求(如耐高温、耐油雾、长寿命),可直接适配汽车发动机、底盘等关键部件的生产线,符合丰田、本田等车企的供应链标准。

  • 机械安全认证:部分型号通过 EN ISO 13849-1 机械安全认证,针对止动功能的可靠性分级达 PL d 级,确保在紧急停止场景下气缸可稳定动作,避免工件失控,适配欧洲机械安全法规要求。



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