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日本CKD喜開理倍力氣缸SHC系列的特點【湖南中村】

一、型號組成
CKD 倍力氣缸 SHC 系列以 “SHC” 為核心標識,代表 “多活塞疊加式增力氣缸”,型號體系通過 “基礎標識 + 增力級數代碼 + 缸徑 + 安裝形式代碼 + 附加功能標識” 的組合,精準傳遞核心規格參數。
  • 基礎標識 “SHC”:固定代表該系列核心屬性 —— 采用多活塞串聯疊加技術,通過壓縮空氣驅動實現成倍出力,適配中高負荷精密壓裝、緊固等場景;

  • :“-2” 為二級增力(出力倍數 2.8-3.2 倍)、“-3” 為三級增力(出力倍數 3.8-4.2 倍)、“-4” 為四級增力(出力倍數 4.8-5.2 倍),直觀反映力放大能力;

  • 缸徑:通過兩位數字標注,單位為 mm,覆蓋 Φ40、Φ50、Φ63、Φ80、Φ100 五種標準規格,對應不同基礎出力;

  • 安裝形式代碼:“-F” 為法蘭型(通過前端法蘭固定,適配臥式安裝場景)、“-T” 為腳座型(底部腳座固定,適配立式設備)、“-L” 為耳環型(兩端耳環懸掛,適配擺動式壓裝);

  • 附加功能標識:“-B” 代表帶緩沖裝置(末端行程柔性緩沖,適配精密壓裝)、“-S” 代表帶行程檢測(內置磁環傳感器,反饋活塞位置)、“-P” 代表帶壓力控制(集成壓力開關,實現出力監控)。

例如完整型號 “SHC-3-63-F-B-S”,表示 SHC 系列、三級增力、Φ63 缸徑、法蘭安裝、帶緩沖與行程檢測功能;“SHC-2-80-T-P” 則對應二級增力、Φ80 缸徑、腳座安裝、帶壓力控制的規格,精準匹配汽車零部件壓裝需求。
二、衍生系列
SHC 系列圍繞 “增力等級 + 結構類型 + 環境適配” 形成三大類衍生方向,均基于 “多活塞疊加增力” 核心設計,覆蓋不同工業場景的負荷需求:
1. 按增力等級衍生
  • 標準增力款(-2/-3 后綴):采用 2-3 級活塞疊加結構,出力倍數 3-4 倍,結構平衡出力與安裝空間,適配常規壓裝場景(如電子元件鉚接、小型軸承壓合);

  • 高效增力款(-4 后綴):四級活塞串聯設計,出力倍數達 5 倍以上,在同等供氣壓力下可實現更高輸出力,適配重型零件壓裝(如電機轉子壓裝、齒輪軸緊固)。

2. 按結構類型衍生
  • 緊湊型(無額外后綴):采用同軸活塞布局,缸體長度較同出力普通氣缸縮短 30%,適配安裝空間受限的設備(如小型專用壓裝機、桌面級裝配設備);

  • 加長行程款(-L 后綴):活塞桿行程較標準款延長 50%-100%,結合增力結構實現長行程大出力,適配深腔零件壓裝(如變速箱軸承安裝、閥體閥芯裝配)。

3. 按環境適配衍生
  • 通用工業款(無后綴):適配常溫常壓環境(溫度 - 5℃-60℃,濕度≤85%),密封件采用丁腈橡膠,缸體表面氧化處理,適配普通機械車間;

  • 耐腐防銹款(-C 后綴):缸體采用不銹鋼材質,密封件為氟橡膠,可耐受弱酸堿環境(如五金件表面處理后壓裝、衛浴配件裝配);

  • 潔凈環境款(-CL 后綴):缸體電解拋光處理,采用無油潤滑結構,無顆粒脫落,適配食品機械、醫藥包裝設備的潔凈車間。

三、規格要點
SHC 系列以 “高倍出力 + 緊湊結構 + 運行穩定” 為核心規格特色,聚焦工業裝配中 “小氣壓大出力” 的核心需求:
1. 多級疊加增力設計
作為倍力氣缸的核心優勢,SHC 系列通過階梯式活塞結構實現高效增力:
  • 串聯活塞布局:各級活塞同軸串聯,壓縮空氣先驅動小直徑活塞,再通過面積差放大推力傳遞至次級活塞,最終實現總出力倍增;

  • 力放大比優化:通過精確計算活塞面積比,使各級出力均勻疊加,二級款力放大比穩定在 3 倍左右,四級款可達 5 倍以上,出力線性度優異。

2. 緊湊結構優化
針對設備集成需求,SHC 系列通過結構創新實現空間高效利用:
  • 一體化缸體設計:采用整體鍛造缸體,減少拼接結構占用空間,較同出力傳統氣缸長度縮短 25%-30%,適配小型化設備;

  • 輕量化材質應用:缸體采用高強度鋁合金(A6061-T6),較鑄鐵缸體減重 40%,降低設備承載負擔,便于移動設備集成。

3. 穩定運行保障
通過多重結構設計確保出力與行程穩定性:
  • 雙向緩沖系統:帶緩沖款(-B 后綴)在行程兩端設置可調緩沖閥,通過氣液阻尼實現活塞平穩啟停,末端沖擊速度降至 0.1m/s 以下;

  • 精密密封技術:采用階梯式密封環設計,兼顧密封性能與運動順暢性,在 0.2-0.7MPa 壓力范圍內無泄漏,保障出力穩定;

  • 抗偏載結構:活塞桿采用鍍鉻實心軸,配合導向套導向,可承受 ±1.5° 的安裝偏差,避免偏載導致的卡滯。

四、核心技術參數
SHC 系列核心技術參數圍繞出力性能、運行特性、環境適配展開,具體數據如下:
  • 缸徑與適配范圍:標準缸徑 Φ40-Φ100,適配工作壓力 0.2-0.7MPa,可根據需求定制 Φ125 大缸徑型號;

  • 出力性能:二級款出力范圍 1200N-8500N,三級款 2000N-14000N,四級款 3000N-21000N,同一型號出力隨供氣壓力線性變化;

  • 行程參數:標準行程 20mm-100mm,加長款可達 150mm,活塞運行速度 50mm/s-300mm/s,速度可通過流量閥調節;

  • 供氣要求:壓縮空氣需滿足無水(露點≤-20℃)、無油(油分含量≤0.1mg/m3)、無塵(過濾精度≥0.3μm),推薦配套 CKD AC 系列氣源處理單元;

  • 環境參數:通用款工作溫度 - 5℃-60℃,耐腐款 - 10℃-80℃,潔凈款 0℃-70℃;防護等級 IP65,可阻擋粉塵與低壓液體飛濺;

  • 壽命與材質:正常維護下,使用壽命可達 200 萬次以上;缸體為高強度鋁合金或不銹鋼,活塞桿鍍硬鉻(硬度 HRC55 以上),密封件采用丁腈橡膠或氟橡膠。

五、工作原理
SHC 系列通過 “多級活塞壓力疊加 + 面積差增力” 的機制實現大出力輸出,以三級增力帶緩沖款(SHC-3-63-F-B)為例,完整工作流程分為四個階段:
1. 供氣啟動階段
設備啟動后,氣源處理單元將壓縮空氣處理至潔凈狀態,通過 Φ6mm PU 軟管輸送至氣缸進氣口;控制系統根據預設出力,調節減壓閥輸出壓力至目標值(通常 0.4MPa-0.6MPa)。
2. 一級驅動階段
壓縮空氣首先進入一級活塞腔,推動小直徑一級活塞運動,此時一級活塞產生基礎推力,通過活塞桿傳遞至二級活塞;該階段活塞運行速度較快,快速接近工件,縮短空行程時間。
3. 多級增力階段
當一級活塞運動至終點后,壓縮空氣通過內部氣路切換進入二級、三級活塞腔,各級活塞同步受力。由于活塞面積逐級增大,根據壓力傳遞原理,推力隨面積比倍增,形成額定輸出力;此時活塞以低速穩定推進,完成壓裝、緊固等作業;帶緩沖款在此階段末端啟動緩沖裝置,降低沖擊。
4. 復位排氣階段
作業完成后,控制系統切換氣路,壓縮空氣進入活塞返程腔,推動各級活塞依次復位;同時進氣腔通過排氣口排氣,直至活塞回到初始位置,完成一個工作循環。
六、操作使用
1. 安裝規范
  • 本體固定

  • 法蘭型(-F):用 M8×16mm 內六角螺栓將前端法蘭固定于設備面板,螺栓擰緊扭矩 8.0N?m-10.0N?m,安裝面平面度需≤0.1mm/m,確保活塞桿與受力面垂直;

  • 腳座型(-T):通過底部腳座的腰形孔用 M10 螺栓固定,安裝后活塞桿同軸度偏差≤0.2mm/m,避免偏載受力;

  • 耳環型(-L):采用銷軸穿過耳環與設備支架連接,銷軸與耳環間隙需≤0.1mm,確保擺動順暢無卡滯。

  • 配管連接:采用 Φ6mm 耐油 PU 軟管,通過 CKD KQ2 系列快插接頭連接進排氣口,配管長度不超過 3m,彎曲半徑不小于 20mm;帶壓力控制款需在進氣口附近安裝壓力調節器,距離≤150mm。

  • 傳感器安裝:帶行程檢測款需將磁環傳感器固定于缸體側面的安裝槽,傳感器與磁環間隙控制在 1mm-2mm,接線采用屏蔽電纜,避開強電磁干擾源,屏蔽層單端接地。

2. 調試流程
  • 壓力調試:首次啟動時,將減壓閥壓力調至 0.2MPa 初始值,手動觸發動作,觀察活塞運行是否順暢;逐步提升壓力至額定值的 70%,檢測輸出力是否達到預設要求,記錄適配壓力值;調試過程中需重復動作 5-10 次,確保出力穩定。

  • 行程校準:通過磁性傳感器檢測活塞起始與終點位置,若行程偏差超出設定范圍,微調傳感器安裝位置或調整設備限位;帶緩沖款需調節緩沖閥,使活塞末端運行平穩無沖擊。

  • 聯動調試:將壓力開關、行程傳感器信號接入設備 PLC 系統,模擬實際作業工況(如施加額定負荷),驗證出力反饋與行程控制是否同步;測試緊急停止功能,確認氣路切斷后活塞可立即停止,無慣性位移。

3. 維護保養
  • 日常檢查:每日開機前檢查配管接口是否漏氣(用肥皂水涂抹接縫處,無氣泡即為正常);觀察氣源處理單元油霧器油位,油位低于 1/3 時需補充專用潤滑油;用干凈抹布擦拭缸體表面,去除油污與粉塵。

  • 定期維護:每運行 10 萬次后,拆卸端蓋檢查密封件磨損情況,若出現老化、劃傷需及時更換;每 30 萬次后,對活塞桿表面進行清潔并涂抹專用潤滑脂,保持運動順暢;每年校準壓力開關與傳感器,確保信號準確。

  • 故障處理:若活塞運行卡頓,需檢查供氣壓力是否穩定、配管是否堵塞,可通過壓縮空氣吹掃氣路;若出力不足,需排查密封件是否泄漏、壓力調節器是否失效,必要時更換密封件或調節器;若緩沖效果不佳,需清洗緩沖閥或更換緩沖密封圈。

4. 安全注意事項
  • 安裝與維護前必須切斷氣源,待活塞完全復位后再進行操作,避免活塞突然動作造成人員傷害;

  • 禁止在無負荷狀態下以額定壓力運行,否則會導致活塞沖擊端蓋,損壞內部結構;

  • 調整壓力時需逐步遞增,禁止一次性調至額定壓力以上,防止出力過載損壞工件或設備;

  • 長期停機(超過 30 天)前需排空缸內壓縮空氣,清潔缸體表面并涂抹防銹油,復工前通氣 30 秒排出雜質。

七、案例應用
SHC 系列憑借 “高倍出力 + 緊湊結構 + 精準控制” 優勢,廣泛適配汽車制造、電子裝配、機械加工等場景,典型案例如下:
1. 汽車零部件:軸承壓裝設備
  • 應用場景:汽車變速箱軸承壓裝需輸出力 8000N-10000N,行程 50mm,要求壓裝過程平穩無沖擊,確保軸承裝配精度。

  • 選用型號:SHC-3-80-F-B-P(三級增力、Φ80 缸徑、法蘭安裝、帶緩沖與壓力控制)。

  • 優勢體現:三級增力結構在 0.5MPa 壓力下即可輸出 9500N 力,滿足壓裝需求;緩沖功能使末端壓裝速度降至 0.05m/s,避免軸承損傷;壓力控制實時反饋出力,確保壓裝質量一致。

2. 電子裝配:連接器鉚接設備
  • 應用場景:新能源汽車連接器鉚接需出力 3000N,安裝空間受限(缸體長度≤200mm),要求行程精準控制在 30mm。

  • 選用型號:SHC-2-63-L-S(二級增力、Φ63 缸徑、耳環安裝、帶行程檢測)。

  • 優勢體現:緊湊型設計使缸體長度僅 180mm,適配狹小安裝空間;二級增力實現 3200N 出力,滿足鉚接力要求;行程檢測精度達 ±0.5mm,確保鉚接深度一致。

3. 機械加工:齒輪軸緊固設備
  • 應用場景:大型齒輪軸裝配需軸向緊固力 15000N,設備為立式布局,要求耐油污、運行可靠。

  • 選用型號:SHC-4-100-T-C(四級增力、Φ100 缸徑、腳座安裝、耐腐款)。

  • 優勢體現:四級增力結構輸出 16000N 緊固力,適配重型裝配需求;腳座安裝適配立式設備布局;耐腐材質可耐受車間油污環境,連續運行無性能衰減。

4. 食品機械:灌裝閥壓合設備
  • 應用場景:食品灌裝閥壓合需出力 2000N,在潔凈車間運行,要求無油污染、易清潔。

  • 選用型號:SHC-2-50-F-CL(二級增力、Φ50 缸徑、法蘭安裝、潔凈款)。

  • 優勢體現:潔凈款無油設計符合食品衛生標準,避免污染灌裝系統;2000N 出力精準匹配壓合需求;法蘭安裝便于設備集成,缸體表面易清潔,適配流水線作業。

八、認證
SHC 系列作為 CKD 工業氣缸的核心產品,通過多項國際與行業認證,確保質量、安全與合規性,具體認證如下:
1. 質量管理體系認證
全系列產品生產過程符合 ISO 9001:2015 質量管理體系標準,從原材料采購(如高強度鋁合金、精密密封件)到成品檢測(出力性能測試、壽命測試)均建立全流程管控:每批次產品需抽樣進行 10 萬次連續運行測試,驗證使用壽命;抽樣檢測出力穩定性與行程精度,確保符合額定值;生產工廠通過 CKD 全球質量審核,每季度接受第三方機構(如 SGS、TüV)現場監督,保障生產一致性。
2. 安全與性能認證
  • CE 認證:出口至歐盟的型號通過 CE 認證,符合 EN ISO 13849-1(機械安全標準)與 EN 60947-5-2(氣動控制設備標準),可在歐盟工業設備中安全使用,無安全隱患。

  • UL 認證:出口至北美地區的型號通過 UL 認證,符合 UL 1004(氣動設備安全標準)與 UL 94(阻燃標準),本體材質阻燃等級達 UL 94 V-0 級,適配北美工業安全法規。

3. 環保與行業專項認證
  • RoHS 2.0 認證:全系列產品材質符合歐盟 RoHS 2.0(2011/65/EU)環保標準,限制鉛、汞、鎘等有害物質使用;密封件采用可回收材質,廢棄處理對環境影響極小。

  • FDA 認證:潔凈款(-CL 后綴)通過美國 FDA 認證,符合 21 CFR Part 177(食品接觸材料安全標準),本體材質與密封件可接觸食品原料,無有害物質遷移,適配食品加工設備。

  • ISO 14001 認證:生產過程符合 ISO 14001 環境管理體系標準,從生產到包裝全程減少能源消耗與廢棄物排放,適配企業綠色生產需求。


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