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日本CKD喜开理倍力气缸SHC系列的特点【湖南中村】

更新时间:2025-10-28点击次数:26
一、型号组成
CKD 倍力气缸 SHC 系列以 “SHC" 为核心标识,代表 “多活塞叠加式增力气缸",型号体系通过 “基础标识 + 增力级数代码 + 缸径 + 安装形式代码 + 附加功能标识" 的组合,精准传递核心规格参数。
  • 基础标识 “SHC":固定代表该系列核心属性 —— 采用多活塞串联叠加技术,通过压缩空气驱动实现成倍出力,适配中高负荷精密压装、紧固等场景;

  • :“-2" 为二级增力(出力倍数 2.8-3.2 倍)、“-3" 为三级增力(出力倍数 3.8-4.2 倍)、“-4" 为四级增力(出力倍数 4.8-5.2 倍),直观反映力放大能力;

  • 缸径:通过两位数字标注,单位为 mm,覆盖 Φ40、Φ50、Φ63、Φ80、Φ100 五种标准规格,对应不同基础出力;

  • 安装形式代码:“-F" 为法兰型(通过前端法兰固定,适配卧式安装场景)、“-T" 为脚座型(底部脚座固定,适配立式设备)、“-L" 为耳环型(两端耳环悬挂,适配摆动式压装);

  • 附加功能标识:“-B" 代表带缓冲装置(末端行程柔性缓冲,适配精密压装)、“-S" 代表带行程检测(内置磁环传感器,反馈活塞位置)、“-P" 代表带压力控制(集成压力开关,实现出力监控)。

例如完整型号 “SHC-3-63-F-B-S",表示 SHC 系列、三级增力、Φ63 缸径、法兰安装、带缓冲与行程检测功能;“SHC-2-80-T-P" 则对应二级增力、Φ80 缸径、脚座安装、带压力控制的规格,精准匹配汽车零部件压装需求。
二、衍生系列
SHC 系列围绕 “增力等级 + 结构类型 + 环境适配" 形成三大类衍生方向,均基于 “多活塞叠加增力" 核心设计,覆盖不同工业场景的负荷需求:
1. 按增力等级衍生
  • 标准增力款(-2/-3 后缀):采用 2-3 级活塞叠加结构,出力倍数 3-4 倍,结构平衡出力与安装空间,适配常规压装场景(如电子元件铆接、小型轴承压合);

  • 高效增力款(-4 后缀):四级活塞串联设计,出力倍数达 5 倍以上,在同等供气压力下可实现更高输出力,适配重型零件压装(如电机转子压装、齿轮轴紧固)。

2. 按结构类型衍生
  • 紧凑型(无额外后缀):采用同轴活塞布局,缸体长度较同出力普通气缸缩短 30%,适配安装空间受限的设备(如小型专用压装机、桌面级装配设备);

  • 加长行程款(-L 后缀):活塞杆行程较标准款延长 50%-100%,结合增力结构实现长行程大出力,适配深腔零件压装(如变速箱轴承安装、阀体阀芯装配)。

3. 按环境适配衍生
  • 通用工业款(无后缀):适配常温常压环境(温度 - 5℃-60℃,湿度≤85%),密封件采用丁腈橡胶,缸体表面氧化处理,适配普通机械车间;

  • 耐腐防锈款(-C 后缀):缸体采用不锈钢材质,密封件为氟橡胶,可耐受弱酸碱环境(如五金件表面处理后压装、卫浴配件装配);

  • 洁净环境款(-CL 后缀):缸体电解抛光处理,采用无油润滑结构,无颗粒脱落,适配食品机械、医药包装设备的洁净车间。

三、规格要点
SHC 系列以 “高倍出力 + 紧凑结构 + 运行稳定" 为核心规格特色,聚焦工业装配中 “小气压大出力" 的核心需求:
1. 多级叠加增力设计
作为倍力气缸的核心优势,SHC 系列通过阶梯式活塞结构实现高效增力:
  • 串联活塞布局:各级活塞同轴串联,压缩空气先驱动小直径活塞,再通过面积差放大推力传递至次级活塞,最终实现总出力倍增;

  • 力放大比优化:通过精确计算活塞面积比,使各级出力均匀叠加,二级款力放大比稳定在 3 倍左右,四级款可达 5 倍以上,出力线性度优异。

2. 紧凑结构优化
针对设备集成需求,SHC 系列通过结构创新实现空间高效利用:
  • 一体化缸体设计:采用整体锻造缸体,减少拼接结构占用空间,较同出力传统气缸长度缩短 25%-30%,适配小型化设备;

  • 轻量化材质应用:缸体采用高强度铝合金(A6061-T6),较铸铁缸体减重 40%,降低设备承载负担,便于移动设备集成。

3. 稳定运行保障
通过多重结构设计确保出力与行程稳定性:
  • 双向缓冲系统:带缓冲款(-B 后缀)在行程两端设置可调缓冲阀,通过气液阻尼实现活塞平稳启停,末端冲击速度降至 0.1m/s 以下;

  • 精密密封技术:采用阶梯式密封环设计,兼顾密封性能与运动顺畅性,在 0.2-0.7MPa 压力范围内无泄漏,保障出力稳定;

  • 抗偏载结构:活塞杆采用镀铬实心轴,配合导向套导向,可承受 ±1.5° 的安装偏差,避免偏载导致的卡滞。

四、核心技术参数
SHC 系列核心技术参数围绕出力性能、运行特性、环境适配展开,具体数据如下:
  • 缸径与适配范围:标准缸径 Φ40-Φ100,适配工作压力 0.2-0.7MPa,可根据需求定制 Φ125 大缸径型号;

  • 出力性能:二级款出力范围 1200N-8500N,三级款 2000N-14000N,四级款 3000N-21000N,同一型号出力随供气压力线性变化;

  • 行程参数:标准行程 20mm-100mm,加长款可达 150mm,活塞运行速度 50mm/s-300mm/s,速度可通过流量阀调节;

  • 供气要求:压缩空气需满足无水(露点≤-20℃)、无油(油分含量≤0.1mg/m³)、无尘(过滤精度≥0.3μm),推荐配套 CKD AC 系列气源处理单元;

  • 环境参数:通用款工作温度 - 5℃-60℃,耐腐款 - 10℃-80℃,洁净款 0℃-70℃;防护等级 IP65,可阻挡粉尘与低压液体飞溅;

  • 寿命与材质:正常维护下,使用寿命可达 200 万次以上;缸体为高强度铝合金或不锈钢,活塞杆镀硬铬(硬度 HRC55 以上),密封件采用丁腈橡胶或氟橡胶。

五、工作原理
SHC 系列通过 “多级活塞压力叠加 + 面积差增力" 的机制实现大出力输出,以三级增力带缓冲款(SHC-3-63-F-B)为例,完整工作流程分为四个阶段:
1. 供气启动阶段
设备启动后,气源处理单元将压缩空气处理至洁净状态,通过 Φ6mm PU 软管输送至气缸进气口;控制系统根据预设出力,调节减压阀输出压力至目标值(通常 0.4MPa-0.6MPa)。
2. 一级驱动阶段
压缩空气首先进入一级活塞腔,推动小直径一级活塞运动,此时一级活塞产生基础推力,通过活塞杆传递至二级活塞;该阶段活塞运行速度较快,快速接近工件,缩短空行程时间。
3. 多级增力阶段
当一级活塞运动至终点后,压缩空气通过内部气路切换进入二级、三级活塞腔,各级活塞同步受力。由于活塞面积逐级增大,根据压力传递原理,推力随面积比倍增,形成额定输出力;此时活塞以低速稳定推进,完成压装、紧固等作业;带缓冲款在此阶段末端启动缓冲装置,降低冲击。
4. 复位排气阶段
作业完成后,控制系统切换气路,压缩空气进入活塞返程腔,推动各级活塞依次复位;同时进气腔通过排气口排气,直至活塞回到初始位置,完成一个工作循环。
六、操作使用
1. 安装规范
  • 本体固定

  • 法兰型(-F):用 M8×16mm 内六角螺栓将前端法兰固定于设备面板,螺栓拧紧扭矩 8.0N・m-10.0N・m,安装面平面度需≤0.1mm/m,确保活塞杆与受力面垂直;

  • 脚座型(-T):通过底部脚座的腰形孔用 M10 螺栓固定,安装后活塞杆同轴度偏差≤0.2mm/m,避免偏载受力;

  • 耳环型(-L):采用销轴穿过耳环与设备支架连接,销轴与耳环间隙需≤0.1mm,确保摆动顺畅无卡滞。

  • 配管连接:采用 Φ6mm 耐油 PU 软管,通过 CKD KQ2 系列快插接头连接进排气口,配管长度不超过 3m,弯曲半径不小于 20mm;带压力控制款需在进气口附近安装压力调节器,距离≤150mm。

3. 维护保养
  • 日常检查:每日开机前检查配管接口是否漏气(用肥皂水涂抹接缝处,无气泡即为正常);观察气源处理单元油雾器油位,油位低于 1/3 时需补充专用润滑油;用干净抹布擦拭缸体表面,去除油污与粉尘。

  • 定期维护:每运行 10 万次后,拆卸端盖检查密封件磨损情况,若出现老化、划伤需及时更换;每 30 万次后,对活塞杆表面进行清洁并涂抹专用润滑脂,保持运动顺畅;每年校准压力开关与传感器,确保信号准确。

  • 故障处理:若活塞运行卡顿,需检查供气压力是否稳定、配管是否堵塞,可通过压缩空气吹扫气路;若出力不足,需排查密封件是否泄漏、压力调节器是否失效,必要时更换密封件或调节器;若缓冲效果不佳,需清洗缓冲阀或更换缓冲密封圈。

4. 安全注意事项
  • 安装与维护前必须切断气源,待活塞复位后再进行操作,避免活塞突然动作造成人员伤害;

  • 禁止在无负荷状态下以额定压力运行,否则会导致活塞冲击端盖,损坏内部结构;

  • 调整压力时需逐步递增,禁止一次性调至额定压力以上,防止出力过载损坏工件或设备;

  • 长期停机(超过 30 天)前需排空缸内压缩空气,清洁缸体表面并涂抹防锈油,复工前通气 30 秒排出杂质。

七、案例应用
SHC 系列凭借 “高倍出力 + 紧凑结构 + 精准控制" 优势,广泛适配汽车制造、电子装配、机械加工等场景,典型案例如下:
1. 汽车零部件:轴承压装设备
  • 应用场景:汽车变速箱轴承压装需输出力 8000N-10000N,行程 50mm,要求压装过程平稳无冲击,确保轴承装配精度。

  • 选用型号:SHC-3-80-F-B-P(三级增力、Φ80 缸径、法兰安装、带缓冲与压力控制)。

  • 优势体现:三级增力结构在 0.5MPa 压力下即可输出 9500N 力,满足压装需求;缓冲功能使末端压装速度降至 0.05m/s,避免轴承损伤;压力控制实时反馈出力,确保压装质量一致。

2. 电子装配:连接器铆接设备
  • 应用场景:新能源汽车连接器铆接需出力 3000N,安装空间受限(缸体长度≤200mm),要求行程精准控制在 30mm。

  • 选用型号:SHC-2-63-L-S(二级增力、Φ63 缸径、耳环安装、带行程检测)。

  • 优势体现:紧凑型设计使缸体长度仅 180mm,适配狭小安装空间;二级增力实现 3200N 出力,满足铆接力要求;行程检测精度达 ±0.5mm,确保铆接深度一致。

3. 机械加工:齿轮轴紧固设备
  • 应用场景:大型齿轮轴装配需轴向紧固力 15000N,设备为立式布局,要求耐油污、运行可靠。

  • 选用型号:SHC-4-100-T-C(四级增力、Φ100 缸径、脚座安装、耐腐款)。

  • 优势体现:四级增力结构输出 16000N 紧固力,适配重型装配需求;脚座安装适配立式设备布局;耐腐材质可耐受车间油污环境,连续运行无性能衰减。

4. 食品机械:灌装阀压合设备
  • 应用场景:食品灌装阀压合需出力 2000N,在洁净车间运行,要求无油污染、易清洁。

  • 选用型号:SHC-2-50-F-CL(二级增力、Φ50 缸径、法兰安装、洁净款)。

  • 优势体现:洁净款无油设计符合食品卫生标准,避免污染灌装系统;2000N 出力精准匹配压合需求;法兰安装便于设备集成,缸体表面易清洁,适配流水线作业。

八、认证
SHC 系列作为 CKD 工业气缸的核心产品,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(如高强度铝合金、精密密封件)到成品检测(出力性能测试、寿命测试)均建立全流程管控:每批次产品需抽样进行 10 万次连续运行测试,验证使用寿命;抽样检测出力稳定性与行程精度,确保符合额定值;生产工厂通过 CKD 全球质量审核,每季度接受第三方机构(如 SGS、TÜV)现场监督,保障生产一致性。
2. 安全与性能认证
  • CE 认证:出口至欧盟的型号通过 CE 认证,符合 EN ISO 13849-1(机械安全标准)与 EN 60947-5-2(气动控制设备标准),可在欧盟工业设备中安全使用,无安全隐患。

  • UL 认证:出口至北美地区的型号通过 UL 认证,符合 UL 1004(气动设备安全标准)与 UL 94(阻燃标准),本体材质阻燃等级达 UL 94 V-0 级,适配北美工业安全法规。

3. 环保与行业专项认证
  • 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、镉等有害物质使用;密封件采用可回收材质,废弃处理对环境影响极小。

  • FDA 认证:洁净款(-CL 后缀)通过美国 FDA 认证,符合 21 CFR Part 177(食品接触材料安全标准),本体材质与密封件可接触食品原料,无有害物质迁移,适配食品加工设备。

  • ISO 14001 认证:生产过程符合 ISO 14001 环境管理体系标准,从生产到包装全程减少能源消耗与废弃物排放,适配企业绿色生产需求。

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