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日本CKD喜開理帶線性導軌緊湊型氣缸MSDG系列詳解【湖南中村】

一、型號組成(以 MSDG20-100-R-P-H 為例,超級詳細拆解)
  1. 前綴 “MSDG”:產品系列唯一標識,代表 “帶線性導軌緊湊型氣缸”,其中 “M” 為 “微型化(Miniature)”,“S” 為 “線性導軌(Linear Slide)”,“D” 為 “高精度導向(High-precision Direction)”,“G” 為 “緊湊型(Compact)”,核心區別于 UCA2 的普通導桿,專為需線性導軌級精度的場景開發。

  1. 缸徑代碼 “20”:代表氣缸缸徑 20mm,屬中型精度負載規格,對應活塞有效面積 314.2mm2,0.7MPa 工況下推力約 209.4N;系列缸徑代碼與實際尺寸一一對應(12=12mm、16=16mm…32=32mm),線性導軌結構使同缸徑耐橫向負載較 UCA2 系列提升 50%,且運動阻力降低 30%。

  1. 行程代碼 “100”:代表有效行程 100mm,即活塞桿與線性導軌滑塊同步位移的最大距離,對應缸筒內部有效工作長度 100mm;常規行程 10-200mm(10/20/30…200),特殊定制行程(如 45mm、175mm)需標注 “-C” 后綴(如 MSDG16-175-C),定制行程時線性導軌滑塊行程同步調整,缸筒長度額外增加 6-10mm(預留導軌潤滑槽空間)。

  1. 后綴組合(核心為 “線性導軌 + 功能模塊”,詳解功能與適配)

  • “-R”:滾珠線性導軌模塊(基礎必選),采用 4 列鋼珠循環結構(鋼珠材質 SUJ2,硬度 HRC60-62),導軌寬度 22mm(20mm 缸徑),滑塊與導軌配合間隙≤0.01mm,較普通滑動導軌摩擦系數降低 80%(≤0.005),適配高頻次、高精度往復運動(如電子元件焊接定位)。

  • “-P”:磁環檢測模塊,活塞內置高磁能積釹鐵硼磁環(直徑較活塞小 0.3mm,厚度 5mm),磁通量≥180mT,可搭配 CKD 超薄型磁性開關(如 D-A73)實現 “滑塊到位” 檢測,響應時間≤0.5ms,適配自動化流程的精準聯鎖(如微型檢測探頭啟停控制)。

  • “-H”:耐環境防護模塊,防護等級達 IP65,改進包括:①線性導軌加裝伸縮式防塵罩(聚氨酯材質,伸縮壽命≥300 萬次,防塵精度 5μm);②缸筒表面做硬質陽極氧化 + 氟碳涂層(厚度 10-12μm,耐鹽霧≥100 小時);③密封件升級為氟橡膠 FKM(耐油溫度 - 20~180℃),適配粉塵濃度≤12mg/m3、輕微油污的環境(如半導體封裝車間)。

  • 特有后綴 “-S”:低摩擦長效型,線性導軌鋼珠涂抹固體潤滑脂(KG-90,滴點 280℃),滑塊內置儲油槽(容積 0.3cm3),導桿表面噴涂 PTFE 涂層(厚度 5-8μm),無油潤滑壽命≥200 萬次,適配高頻次無維護場景(如微型打印機噴頭驅動)。

二、規格尺寸(常規標準型,以 100mm 行程為基準,含線性導軌參數)
  • 缸徑 16mm 版本(MSDG16-100-R)

缸筒長度 195mm(固定段 95mm + 行程 100mm,固定段含線性導軌襯套與模塊安裝槽);活塞桿直徑 8mm(材質 SUS440C,鍍鉻厚度 3-4μm,表面粗糙度 Ra≤0.1μm);線性導軌寬度 18mm,滑塊行程 100mm(與氣缸行程同步),導軌兩端超出缸體各 12mm(預留滑塊緩沖空間);安裝孔 4 個(2 組對稱),橫向間距 46mm、縱向間距 36mm;外形尺寸(長 × 寬 × 高)219mm×52mm×38mm(長 = 缸筒長 + 導軌超出段,寬 = 導軌外側間距,高 = 基座高度);重量約 0.8kg(基座材質 ADC12 鋁合金,表面陽極氧化 + 噴砂處理);疊加 “-P-H” 模塊后,寬度增至 58mm(防塵罩占用),重量增加 0.15kg(磁環與涂層工藝)。
  • 缸徑 20mm 版本(MSDG20-100-R)

缸筒長度 215mm(固定段 115mm + 行程 100mm);活塞桿直徑 10mm;線性導軌寬度 22mm,滑塊行程 100mm,導軌兩端超出缸體各 15mm;安裝孔橫向間距 54mm、縱向間距 42mm;外形尺寸 245mm×60mm×45mm;重量約 1.2kg;疊加 “-S” 模塊后,導軌鋼珠涂層增加 0.005mm(不影響配合),重量增加 0.08kg,無尺寸干涉。
  • 缸徑 32mm 版本(MSDG32-100-R)

缸筒長度 285mm(固定段 185mm + 行程 100mm);活塞桿直徑 16mm;線性導軌寬度 30mm,滑塊行程 100mm,導軌兩端超出缸體各 20mm;安裝孔橫向間距 80mm、縱向間距 62mm;外形尺寸 325mm×78mm×60mm;重量約 2.4kg;疊加 “-B”(緩沖模塊)后,缸筒長度增加 12mm(緩沖器占用),重量增加 0.12kg,導軌超出段長度不變。
注:行程每增加 10mm,缸筒長度與滑塊行程同步增加 10mm(如 150mm 行程時,20mm 缸徑版本缸筒長 = 215mm+50mm=265mm,總長度 = 265mm+15mm×2=295mm);安裝孔孔徑 M4(12-16mm 缸徑)、M5(20-25mm)、M6(32mm),螺栓擰緊扭矩 M4 為 0.5-0.8N?m、M5 為 0.8-1.2N?m、M6 為 1.5-2.0N?m(需搭配不銹鋼 304 螺栓,避免導軌銹蝕);線性導軌與活塞桿平行度偏差≤±0.03mm(100mm 行程)。
三、衍生系列(“線性導軌 + 功能模塊” 組合,結構改進 + 性能數據 + 場景適配)
  1. MSDG-RP 系列(線性導軌 + 磁環檢測型)

  • 結構改進:集成 “-R” 滾珠線性導軌與 “-P” 磁環模塊,導軌滑塊側面預設磁性開關安裝槽(適配 D-A73 超薄開關,厚度僅 3mm),磁環信號通過專用線槽引出(避開導軌運動路徑,無信號干擾);滑塊與活塞桿采用剛性連接(螺栓緊固,連接同軸度偏差≤±0.02mm),確保同步位移。

  • 性能數據:檢測響應時間≤0.5ms,磁環有效檢測距離≤7mm(開關與缸筒間距),線性導軌耐橫向負載 180N(20mm 缸徑),在速度 50-300mm/s 下,檢測一致性無波動(無漏檢 / 誤檢),導軌運行阻力≤3N(0.3MPa 工況)。

  • 適配場景:電子芯片精密裝配線(檢測芯片推送到位)、微型傳感器校準設備(確認探頭位移位置)、小型光學儀器的鏡片定位驅動(需同步檢測與高精度導向)。

  1. MSDG-RH 系列(線性導軌 + 耐環境型)

  • 結構改進:在滾珠導軌基礎上疊加 “-H” 防護模塊,導軌伸縮防塵罩采用 “聚氨酯基材 + 鋼絲骨架”(抗撕裂強度≥30MPa),罩口加裝刮塵唇(NBR 材質,接觸壓力 0.15-0.2N/mm);缸筒氟碳涂層經 200℃固化處理,耐化學腐蝕;氣口加裝不銹鋼過濾接頭(過濾精度 3μm,防止雜質進入導軌鋼珠軌道)。

  • 性能數據:IP65 防護(可抵御低壓噴水,水壓 30kPa,噴射距離 3m),耐鹽霧 100 小時無銹蝕(中性鹽霧測試),耐油污(ISO VG46 液壓油)5000 小時無密封滲漏,導軌鋼珠磨損量≤0.002mm/10 萬次(運行速度 100mm/s)。

  • 適配場景:食品加工車間的微型零件轉移(抵御面粉粉塵)、半導體封裝設備的晶圓推送(耐受清洗液殘留)、潮濕環境下的檢測儀器驅動(如濕度 95% RH 的實驗室設備)。

  1. MSDG-RS 系列(線性導軌 + 低摩擦長效型)

  • 結構改進:融合 “-R” 滾珠導軌與 “-S” 低摩擦模塊,導軌鋼珠表面噴涂二硫化鉬涂層(摩擦系數≤0.004),滑塊內置儲油槽(填充 KG-90 長效潤滑脂,容積 0.3cm3);活塞桿襯套采用 PEEK 材質(耐磨系數 0.08,較 PA66 提升 50%),無油潤滑設計減少維護頻次。

  • 性能數據:導軌摩擦系數≤0.004(普通導軌 0.008),運行阻力≤2.5N(20mm 缸徑,0.3MPa 工況);無油潤滑壽命≥200 萬次(普通型 150 萬次),高頻運動(10 次 / 秒)時溫度升高≤10℃(環境溫度 25℃),靜音運行(噪音≤52dB)。

  • 適配場景:微型打印機的紙張輸送驅動(高頻次低阻力需求)、醫療設備的樣品推送機構(無油潤滑避免污染)、實驗室自動化儀器的精密位移控制(無需頻繁維護)。

  1. MSDG-RC 系列(線性導軌 + 超緊湊型)

  • 結構改進:優化線性導軌布局,將導軌超出缸體的長度從 12-20mm 縮減至 5-10mm(通過縮短滑塊緩沖行程,保留安全余量);基座厚度減少 2mm(從 8mm 減至 6mm,材質升級為高強度 ADC12,抗拉強度≥220MPa),缸筒與導軌集成度提升,整體體積較標準型縮小 15%。

  • 性能數據:20mm 缸徑版本外形尺寸從 245mm×60mm×45mm 縮至 235mm×55mm×43mm,重量從 1.2kg 降至 1.0kg;導軌耐橫向負載保持 180N(無性能衰減),適配速度 30-250mm/s(滿足緊湊型設備的速度需求)。

  • 適配場景:超小型檢測設備(如微型傳感器校準儀)、便攜式自動化工具(如手持貼標機)、空間極端受限的電子設備(如小型通訊模塊組裝)。

四、核心技術參數(數值 + 計算依據 + 影響因素,聚焦線性導軌優勢)
  1. 工作方式(單 / 雙作用可選,線性導軌同步導向)

  • 雙作用(默認):雙氣口控制(A 口進氣活塞桿伸出,滑塊隨導軌同步位移;B 口進氣縮回),適配 CKD 5 通小型電磁閥(如 4F410-10),動作響應時間≤0.1s(0.7MPa,20℃),線性導軌無卡頓,適合雙向主動驅動的高精度場景(如零件推拉定位)。

  • 單作用(定制 “-SINGLE” 后綴):僅 A 口進氣伸出,B 口靠彈簧復位(彈簧材質 SWP-B 琴鋼絲,剛度 2-6N/mm),復位力為雙作用拉力的 60%(20mm 缸徑單作用復位力約 110N,雙作用拉力約 183N),導軌滑塊隨活塞桿同步復位,適合僅需單向動力的輕載場景(如小型夾具夾緊)。

  1. 推拉力計算(0.7MPa,效率系數 0.92,單活塞桿需扣除面積損耗)

  • 缸徑 16mm:活塞面積 201.1mm2,推力 = 201.1×0.7×0.92≈129.5N;拉力 =(201.1-50.3)×0.7×0.92≈108.3N(扣除活塞桿面積 50.3mm2);

  • 缸徑 20mm:活塞面積 314.2mm2,推力≈314.2×0.7×0.92≈209.4N;拉力 =(314.2-78.5)×0.7×0.92≈178.0N(扣除活塞桿面積 78.5mm2);

  • 缸徑 32mm:活塞面積 804.2mm2,推力≈804.2×0.7×0.92≈520.8N;拉力 =(804.2-201.1)×0.7×0.92≈427.1N(扣除活塞桿面積 201.1mm2);

注:拉力因活塞桿面積損耗略低于推力,較 UCA2 系列(普通導桿)拉力提升 25%(線性導軌減少活塞桿彎曲,降低力損耗);20mm 缸徑推力可推動 8kg 零件(摩擦系數 0.1 時,所需推力 = 8×9.8×0.1=7.84N≤209.4N),滿足中小型高精度負載需求。
  1. 耐橫向負載(線性導軌核心優勢,高精度抗偏載)

  • 額定值:缸徑 12mm=80N、16mm=120N、20mm=180N、25mm=250N、32mm=350N(測試條件:行程 100mm,速度 100mm/s,橫向負載垂直于活塞桿軸線);

  • 負載與壽命:橫向負載為額定值 120% 時,壽命降至 75%(標準型 150 萬次→112.5 萬次);150% 時降至 60%;200% 時易導致導軌鋼珠磨損加劇(磨損量≥0.005mm/10 萬次),需加裝輔助支撐(如微型線性軸承,CKD LBE12 系列);

  • 應用示例:20mm 缸徑推動傾斜 15° 的 5kg 零件(橫向分力 = 5×9.8×sin15°≈12.68N≤180N),符合要求;若零件傾斜 30°(分力≈24.5N),仍在安全范圍內,且導軌導向無明顯波動。

  1. 安裝要求(適配高精度場景,嚴控基座精度)

  • 安裝方式:支持臥式(活塞桿水平)、立式(活塞桿向上 / 向下)、倒掛安裝(活塞桿向下,需加裝防墜卡扣);立式安裝時,滑塊承重≤氣缸重量的 3 倍(20mm 缸徑重量 1.2kg,滑塊可承重 3.6kg),避免導軌長期受力變形;

  • 基座平面度:要求≤0.05mm/100mm(平面度超標會導致導軌受力不均,導向平行度偏差增至≥0.06mm),安裝基座建議采用鋁合金 6061-T6(平面度易加工控制)或不銹鋼 304(耐腐蝕),厚度≥6mm(12-20mm 缸徑)、≥8mm(25-32mm);

  • 防松與校準:安裝螺栓需涂抹高強度防松膠(如樂泰 271),擰緊后需用百分表校準導軌平行度(確保與設備基準面平行度≤0.03mm),避免振動導致螺栓松動或基座形變。

  1. 其他關鍵參數(適配高精度與緊湊型需求)

  • 工作溫度:標準型 - 10~60℃(密封件 NBR,導軌潤滑脂 KG-30),耐溫款(-W 后綴)-25~80℃(密封件 FKM,潤滑脂 KG-70);低溫環境(-25~-10℃)需提前預熱導軌(用熱風槍吹 30 秒,避免潤滑脂凝固);

  • 運動速度:常規 50-450mm/s,低摩擦款(-S)可達 500mm/s(需搭配 “-B” 緩沖模塊);速度超過 400mm/s 時,建議在導軌兩端加裝聚氨酯緩沖塊(硬度 60 Shore A,厚度 5mm),減少滑塊沖擊;

  • 接口規格:缸徑 12-20mm 為 Rc1/8,25-32mm 為 Rc1/4,可定制 NPT1/8、NPT1/4 或 G1/8、G1/4 螺紋(定制周期 5-7 天);接口位置在缸體側面(避開導軌安裝區域),接口直徑適配 Φ6/Φ8 氣管,方便狹小空間管路連接;

  • 維護周期:標準型每 150 萬次補充導軌潤滑脂(KG-30,用量 0.2-0.3g / 導軌),耐環境款(-H)每 200 萬次維護,低摩擦款(-S)因固體涂層與儲油槽,維護周期延長至 300 萬次,維護時需清潔導軌表面粉塵(用無塵布蘸異丙醇擦拭)。



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