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日本CKD喜開理小型帶閥氣缸CKV2系列的核心【湖南中村】

更新時間:2025-10-24點擊次數(shù):332
一、產(chǎn)品定位與設(shè)計理念
CKV2 系列是日本 CKD 喜開理專為工業(yè)自動化 “緊湊空間精密驅(qū)動" 需求研發(fā)的小型帶閥氣缸,核心設(shè)計理念為 “氣缸 - 閥 - 調(diào)速組件一體化集成"。其突破傳統(tǒng) “獨立氣缸 + 外置電磁閥 + 調(diào)速閥" 的分散式布局,將 CMK2 系列中口徑氣缸與低功耗 4 通閥、調(diào)速針閥高度整合,軸向長度較傳統(tǒng)組合方案縮減 40% 以上,同時實現(xiàn)配管配線集中化。產(chǎn)品定位聚焦電子制造、精密工裝、小型設(shè)備三大領(lǐng)域,尤其適配設(shè)備內(nèi)部狹窄空間、高頻次輕負載驅(qū)動場景,如微型零件夾緊、小型工裝伸縮、電子外殼扣合等,是 CKD “流體控制集成化" 技術(shù)體系的典型代表。
二、型號組成與編碼邏輯
CKV2 系列型號采用 “基礎(chǔ)代號 + 功能特征 + 核心參數(shù) + 擴展屬性" 的四級編碼體系,每段標識精準傳遞配置信息,具體規(guī)則如下:
  1. 基礎(chǔ)代號:以 “CKV2" 為固定前綴,“CK" 代表 “Compact Valve-integrated Cylinder(緊湊型帶閥氣缸)",“V" 標識帶閥特性,“2" 為系列迭代代碼,明確產(chǎn)品為第二代小型集成式氣缸。

  1. 功能特征段:標注動作與防轉(zhuǎn)特性,“無后綴" 為雙作用單活塞桿基礎(chǔ)型,“-M" 為雙作用防回轉(zhuǎn)型(內(nèi)置防轉(zhuǎn)機構(gòu)),例如 “CKV2-M" 即表示防回轉(zhuǎn)型帶閥氣缸。

  1. 核心參數(shù)段:依次標注缸徑規(guī)格(數(shù)字直接表示,如 20、25 代表缸徑 20mm、25mm)、行程參數(shù)(數(shù)字 + 單位,如 100mm 代表有效行程),參考型號 “CKV2-M-00-20-100" 中,“20" 為缸徑 20mm,“100" 為行程 100mm。

  1. 擴展屬性段:標注特殊功能,如帶線性基準傳感器標注 “S"、防塵加強版標注 “W"、耐溫涂層版標注 “H",例如 “CKV2-M-00-25-75-W" 表示防回轉(zhuǎn)型、缸徑 25mm、行程 75mm、防塵加強的完整型號。

三、核心結(jié)構(gòu)與工作原理
(一)整體結(jié)構(gòu)拆解
CKV2 采用 “縱向集成架構(gòu)",由氣缸執(zhí)行單元、內(nèi)置 4 通閥單元、調(diào)速控制單元、防護密封組件四大核心模塊組成:
  1. 氣缸執(zhí)行單元:采用不銹鋼缸筒(耐腐蝕性能優(yōu)異),活塞搭載聚氨酯密封件(耐油耐老化),活塞桿為 SUS304 不銹鋼材質(zhì),表面經(jīng)精磨處理(粗糙度 Ra≤0.8μm);防回轉(zhuǎn)型(M 版)內(nèi)置鍵槽式防轉(zhuǎn)機構(gòu),限制活塞旋轉(zhuǎn)偏移。

  1. 內(nèi)置 4 通閥單元:集成低功耗電磁閥(功率≤1.5W),響應(yīng)速度≤0.08s,支持通電伸出 / 縮回雙向動作切換(通過旋轉(zhuǎn)適配器實現(xiàn));閥體內(nèi)置過濾結(jié)構(gòu),可阻擋氣源中粒徑≥5μm 的雜質(zhì)。

  1. 調(diào)速控制單元:頂部集成雙調(diào)速針閥(進氣與排氣側(cè)獨立控制),調(diào)節(jié)范圍 50-500mm/s,配備鎖定機構(gòu)防止調(diào)節(jié)后松動;排氣通道設(shè)計支持集中排氣,可連接管道導出廢氣,凈化作業(yè)環(huán)境。

  1. 防護密封組件:缸蓋與缸筒采用 O 型圈密封,活塞桿配備防塵圈(材質(zhì)為聚氨酯),基礎(chǔ)版防護等級達 IP54,防塵加強版(W 型)通過雙層密封結(jié)構(gòu)升級至 IP65。

(二)工作流程解析
以雙作用防回轉(zhuǎn)型(CKV2-M)為例,工作流程分為四步:
  1. 閥控啟動:控制系統(tǒng)給內(nèi)置 4 通閥通電,閥芯切換工位,壓縮空氣經(jīng)調(diào)速針閥進入氣缸無桿腔;

  1. 活塞驅(qū)動:氣壓推動活塞帶動活塞桿伸出,防回轉(zhuǎn)型機構(gòu)限制活塞旋轉(zhuǎn),確?;钊麠U直線運動;

  1. 速度調(diào)節(jié):通過進氣側(cè)針閥調(diào)整氣流速率,控制活塞桿伸出速度,鎖定機構(gòu)固定調(diào)節(jié)位置;

  1. 返程動作:閥斷電后閥芯復位,空氣進入有桿腔,推動活塞縮回,排氣側(cè)針閥控制返程速度,完成單次驅(qū)動循環(huán)。

四、衍生型號與場景適配
CKV2 系列基于核心型號衍生出 6 類細分版本,精準匹配不同功能需求:
(一)按防轉(zhuǎn)特性劃分
  1. 基礎(chǔ)型(CKV2):無防轉(zhuǎn)機構(gòu),結(jié)構(gòu)緊湊,缸徑 φ20-φ40,行程 25-200mm,適配無旋轉(zhuǎn)限制的場景,如小型零件推送、料道擋料,典型型號 CKV2-32-150。

  1. 防回轉(zhuǎn)型(CKV2-M):內(nèi)置防轉(zhuǎn)機構(gòu),確?;钊麠U末端工裝無偏轉(zhuǎn),適配精密夾緊、定位推送場景,如電子元件裝配時的引腳對齊推送,典型型號 CKV2-M-25-100。

(二)按功能擴展劃分
  1. 傳感器集成型(-S 后綴):搭載線性基準傳感器,可同步實現(xiàn)活塞位置檢測與工件合格性判別,適配需要位置反饋的場景,如微型零件裝配后的到位確認。

  1. 防塵加強型(-W 后綴):IP65 防護等級,雙層密封阻擋粉塵與液體飛濺,適配塑料加工、粉末冶金等多塵環(huán)境,典型型號 CKV2-M-40-200-W。

  1. 耐溫型(-H 后綴):缸體采用耐熱涂層,密封件選用氟橡膠(耐溫 - 20℃-80℃),適配烤箱周邊、熱壓設(shè)備等中溫場景。

  1. 靜音型(-Q 后綴):內(nèi)置消音結(jié)構(gòu),排氣噪音≤55dB,適配醫(yī)療設(shè)備、實驗室儀器等靜音要求高的環(huán)境。

五、規(guī)格要點與操作規(guī)范
(一)結(jié)構(gòu)適配要點
  • 負載匹配:需按缸徑選擇負載,φ20 缸徑最大推力約 220N(0.7MPa 時),φ40 缸徑約 880N,防回轉(zhuǎn)型可承受輕微徑向負載(≤軸向負載的 10%),避免過度徑向力導致活塞桿彎曲。

  • 行程選擇:標準行程 25-200mm,超過 200mm 需定制,長行程(≥150mm)建議選用防回轉(zhuǎn)型,確保運動平穩(wěn)性。

  • 功能適配:多塵環(huán)境優(yōu)先選 - W 版,需位置檢測選 - S 版,中溫環(huán)境必須選 - H 版,避免密封件老化或傳感器失效。

(二)安裝規(guī)范要求
  • 安裝方式:支持側(cè)面、端面、頂部多方向安裝,安裝面需平整(平面度≤0.2mm),緊固螺栓采用 M5 內(nèi)六角螺栓,扭矩 1.0-1.2N?m,按對角線順序緊固。

  • 氣源要求:接入清潔干燥氣源(露點≤-20℃,含油量≤0.1mg/m3),建議串聯(lián) CKD AFD 系列過濾器(型號 AFD1000-01),工作壓力范圍 0.15-0.7MPa。

  • 配線配管:電源線采用 0.3mm2 以上導線,配管選用 φ4-φ6 聚氨酯管,配管長度≤5m,避免過長導致壓力損失;集中排氣時需保證排氣管徑≥配管口徑。

(三)運行保障要點
  • 空載調(diào)試:運行需空載往復 5 次,檢查活塞桿伸縮無卡頓,調(diào)速針閥調(diào)節(jié)順暢,鎖定后無速度漂移,傳感器信號(-S 版)反饋正常。

  • 負載運行監(jiān)控:運行時缸體表面溫度≤60℃,排氣壓力穩(wěn)定(波動≤0.05MPa),若出現(xiàn)異常噪音或速度驟變,需立即停機檢查氣源壓力與針閥狀態(tài)。

  • 定期維護:每月清潔活塞桿表面(用無塵布擦拭),每 3 個月檢查密封件有無老化(出現(xiàn)裂紋需更換),每 6 個月校準傳感器(-S 版)與調(diào)速精度。

(四)環(huán)境適配限制
  • 溫度范圍:常規(guī)版 - 10℃-60℃,-H 版 - 20℃-80℃,禁止在高溫(>80℃)或有凍結(jié)的環(huán)境使用,避免密封件失效或缸筒銹蝕。

  • 腐蝕防護:禁止在強酸、強堿環(huán)境使用,若接觸輕微腐蝕性氣體,需選用不銹鋼加強版(定制型號后綴 - SS)。

  • 粉塵濃度:基礎(chǔ)版適配粉塵濃度≤5mg/m3 的環(huán)境,-W 版可應(yīng)對≤10mg/m3,超過需額外配備外部吸塵裝置。

六、核心參數(shù)與性能指標
(一)基礎(chǔ)運行參數(shù)
  • 缸徑范圍:φ20mm、φ25mm、φ32mm、φ40mm(共 4 種規(guī)格);

  • 行程范圍:25mm、50mm、75mm、100mm、150mm、200mm(標準),>200mm 支持定制;

  • 工作壓力:0.15MPa-0.7MPa,推薦工作壓力 0.3-0.6MPa;

  • 動作速度:50mm/s-500mm/s,通過調(diào)速針閥連續(xù)可調(diào);

  • 理論推力:φ20mm≈220N,φ25mm≈340N,φ32mm≈560N,φ40mm≈880N(0.7MPa 時)。

(二)精度與響應(yīng)參數(shù)
  • 重復定位精度:≤0.05mm(全行程范圍內(nèi));

  • 閥響應(yīng)速度:≤0.08s(通電到活塞啟動的時間);

  • 防轉(zhuǎn)精度:CKV2-M 版旋轉(zhuǎn)偏移量≤0.5°;

  • 傳感器精度:-S 版位置檢測精度≤0.03mm。

(三)可靠性與壽命參數(shù)
  • 機械壽命:≥1000 萬次往復(額定負載下);

  • 密封件壽命:常規(guī)版≥500 萬次往復,-H 版≥300 萬次;

  • 電磁閥壽命:≥1000 萬次通斷;

  • 活塞桿耐磨損:表面硬度≥HRC50,運行 1000km 磨損量≤0.01mm。

(四)物理與防護參數(shù)
  • 缸體材質(zhì):不銹鋼缸筒,ADC12 鋁合金端蓋(陽極氧化處理);

  • 活塞桿材質(zhì):SUS304 不銹鋼(精磨處理);

  • 防護等級:IP54(基礎(chǔ)版)、IP65(-W 版);

  • 運行噪音:≤60dB(距離 1m 處,速度 300mm/s);

  • 重量:φ20mm-50mm 行程版本約 0.8kg,較傳統(tǒng)氣缸 + 閥組合輕 30%。

七、典型應(yīng)用場景與行業(yè)案例
(一)電子制造行業(yè)
  1. 微型連接器裝配:采用 CKV2-M-20-50-S(防回轉(zhuǎn)型帶傳感器),驅(qū)動夾爪夾緊連接器引腳,防轉(zhuǎn)機構(gòu)確保引腳對齊,傳感器反饋到位信號,適配每小時 2000 件的高頻裝配節(jié)奏,較傳統(tǒng)方案節(jié)省設(shè)備空間 50%。

  1. 手機外殼扣合:選用 CKV2-25-75-W(防塵加強型),推動外殼組件精準扣合,IP65 防護阻擋裝配車間粉塵,調(diào)速針閥控制扣合速度避免沖擊損傷,不良率從 3% 降至 0.5%。

(二)精密工裝與檢測行業(yè)
  1. 小型零件檢測定位:采用 CKV2-M-32-100(防回轉(zhuǎn)型),驅(qū)動檢測探頭靠近零件表面,防轉(zhuǎn)精度確保探頭方向穩(wěn)定,重復定位精度 0.05mm 滿足檢測要求,設(shè)備調(diào)試時間縮短 40%。

  1. 微型夾具夾緊:使用 CKV2-40-150-H(耐溫型),在 60℃環(huán)境下夾緊小型金屬工件進行激光打標,耐溫涂層與氟橡膠密封件確保長期運行穩(wěn)定,維護周期延長至 6 個月。

(三)小型設(shè)備行業(yè)
  1. 醫(yī)療分析儀樣本推送:采用 CKV2-20-25-Q(靜音型),推送樣本試管至檢測工位,靜音結(jié)構(gòu)使設(shè)備運行噪音≤55dB,符合醫(yī)療場所靜音標準,集成閥設(shè)計減少設(shè)備內(nèi)部管路 80%。

  1. 3D 打印機噴頭升降:選用 CKV2-M-32-200-S(帶傳感器),驅(qū)動噴頭沿 Z 軸升降,防轉(zhuǎn)機構(gòu)避免噴頭偏移,傳感器實時反饋高度位置,適配高精度 3D 打印需求。

八、維護保養(yǎng)與故障排查
(一)日常維護要點
  1. 每日檢查:擦拭活塞桿表面油污與粉塵,檢查密封件有無滲漏(用紙巾輕拭確認),傳感器指示燈(-S 版)是否正常;

  1. 每周維護:松開調(diào)速針閥鎖定機構(gòu),來回調(diào)節(jié)確認順暢后復位,排放過濾器積水(若串聯(lián)外置過濾器);

  1. 每月保養(yǎng):檢查安裝螺栓緊固狀態(tài)(按規(guī)定扭矩復緊),涂抹少量氣缸專用潤滑脂(CKD L-008A)于活塞桿表面;

  1. 年度檢修:更換端蓋密封件與防塵圈,檢測電磁閥通斷響應(yīng)速度,校準傳感器(-S 版)檢測精度。

(二)常見故障與解決方法
  1. 活塞桿伸縮卡頓:可能為氣源含雜質(zhì)(更換過濾器濾芯)、潤滑不足(補充專用潤滑脂)或徑向負載過大(調(diào)整負載方向);

  1. 速度不穩(wěn)定:檢查調(diào)速針閥是否松動(重新鎖定)、氣源壓力波動(穩(wěn)定氣源壓力至 0.3-0.6MPa);

  1. 氣缸滲漏:端蓋滲漏需更換密封件,活塞桿滲漏需更換防塵圈與活塞密封,均需選用 CKD 原廠配件;

  1. 傳感器無信號(-S 版):檢查接線是否松動(重新插拔接線)、傳感器位置偏移(重新校準固定)。

九、產(chǎn)品優(yōu)勢與市場定位
(一)核心技術(shù)優(yōu)勢
  1. 集成化省空間:氣缸與閥、調(diào)速組件一體化,軸向長度較 “氣缸 + 外置閥" 方案縮短 40%,配管配線減少 70%,適配狹窄設(shè)備內(nèi)部布局;

  1. 易操作易維護:配管、配線、調(diào)速集中于頂部,安裝調(diào)試時間縮短 60%,維護無需拆解多個部件,降低操作門檻;

  1. 長壽命高可靠:不銹鋼缸筒與耐老化密封件設(shè)計,機械壽命達 1000 萬次,較同類非集成式氣缸延長 30%;

  1. 功能擴展靈活:支持防轉(zhuǎn)、防塵、耐溫、傳感等多維度擴展,無需定制即可適配 80% 以上小型驅(qū)動場景。

(二)市場定位與競品差異
CKV2 定位 “小型集成式驅(qū)動設(shè)備",單價較傳統(tǒng)分散式方案高 20%-40%,但通過 “空間節(jié)省 + 安裝提速 + 維護減少" 實現(xiàn)全生命周期成本降低 50%。與同類競品(如 SMC CQ2V 系列、Festo ADN-V 系列)相比,核心差異在于:
  • 集成度更高:內(nèi)置調(diào)速閥與鎖定機構(gòu),競品需額外采購調(diào)速組件;

  • 防護更全面:標配 IP54,可升級至 IP65,競品常規(guī)版多為 IP40;

  • 功能更豐富:原生支持防轉(zhuǎn)與傳感器集成,競品需額外加裝附件。

(三)適用客戶群體
適合對 “設(shè)備空間、安裝效率、運行穩(wěn)定性" 有高要求的行業(yè)客戶,如微型電子元件制造商(連接器、傳感器裝配)、精密儀器廠商(檢測設(shè)備、醫(yī)療分析儀)、小型設(shè)備集成商(3D 打印機、小型自動化工作站),尤其適配智能化設(shè)備 “小型化、集成化、低維護" 的升級需求。


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