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CKD喜開理高速型氣缸HCA系列要點(diǎn)【湖南中村】

更新時(shí)間:2025/10/27點(diǎn)擊次數(shù):93
一、型號(hào)組成
HCA 系列型號(hào)采用 “系列標(biāo)識(shí) - 高速驅(qū)動(dòng)模式 - 缸徑 - 行程 - 安裝形式 - 定制編碼" 的七級(jí)編碼體系,以 “HCA-S-32-100-F-V" 及 “HCA-P-50-200-R-EX" 為例解析:
  • 前綴 “HCA":高速型氣缸核心標(biāo)識(shí),“H" 代表高速響應(yīng)(High-speed response),“C" 為氣缸主體(Cylinder),“A" 為氣動(dòng)優(yōu)化模塊(Aerodynamic optimization);

  • 高速驅(qū)動(dòng)模式 “S/P":“S" 代表伺服輔助型(集成伺服閥實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制,適配 1m/s 以上超高速度場景),“P" 代表比例調(diào)節(jié)型(通過比例流量閥實(shí)現(xiàn) 0.5-3m/s 無級(jí)調(diào)速,適配柔性高速作業(yè));

  • 缸徑代碼 “32/50":對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)缸徑 32mm、50mm,系列覆蓋 12mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm 中小負(fù)載高速規(guī)格;

  • 行程代碼 “100/200":代表有效行程 100mm、200mm,常規(guī)范圍 20-300mm,短行程精密型加后綴 “-S"(下限 10mm),長行程定制加后綴 “-L"(上限 500mm);

  • 安裝形式 “F/R":“F" 為法蘭安裝,“R" 為耳環(huán)安裝(可選 “B" 腳座安裝、“T" 通孔安裝,適配高速設(shè)備的緊湊布局需求);

  • 定制編碼 “V/EX":“V" 為速度反饋模塊(集成磁柵傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測速度),“EX" 為防爆組件(可選 “-H" 耐環(huán)境、“-D" 雙導(dǎo)桿導(dǎo)向、“-C" 耐腐蝕涂層)。

二、規(guī)格要點(diǎn)
  1. 高速氣動(dòng)結(jié)構(gòu)特性:采用 “流線型缸體 - 大流量氣道 - 輕量化活塞" 一體化設(shè)計(jì),缸體內(nèi)壁經(jīng)精密珩磨處理,表面粗糙度≤0.2μm,較普通氣缸減少 40% 氣流阻力;活塞選用航空級(jí)鋁合金(密度 2.7g/cm3),配合空心活塞桿設(shè)計(jì),運(yùn)動(dòng)慣性降低 35%,缸體采用壓鑄鋁合金成型,表面經(jīng)陽極氧化處理形成 8μm 防護(hù)層,適配高頻次高速往復(fù)場景;

  1. 高速驅(qū)動(dòng)核心優(yōu)勢(shì):伺服輔助型(S 類)集成 200Hz 響應(yīng)頻率的伺服閥,通過 PID 算法動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量,活塞速度可達(dá) 1-5m/s,速度波動(dòng)控制在 ±3% 以內(nèi);比例調(diào)節(jié)型(P 類)通過 0-10V 電信號(hào)控制比例流量閥,實(shí)現(xiàn) 0.5-3m/s 無級(jí)調(diào)速,加速時(shí)間≤0.02s,適配啟停頻繁的高速間歇作業(yè);

  1. 高速緩沖系統(tǒng):采用 “可調(diào)式液壓緩沖 + 空氣緩沖" 雙重結(jié)構(gòu),缸體兩端內(nèi)置緩沖套,通過調(diào)節(jié)緩沖針閥改變節(jié)流面積,可匹配不同速度下的緩沖需求,當(dāng)活塞以 5m/s 速度運(yùn)行時(shí),緩沖行程控制在 20-40mm,緩沖后殘余速度≤30mm/s,有效避免高速?zèng)_擊導(dǎo)致的部件損耗;

  1. 穩(wěn)定運(yùn)行保障:活塞桿選用 SUS304 不銹鋼,表面經(jīng)鍍鉻處理(硬度 HV700),直線度≤0.02mm/m,配合自潤滑軸承導(dǎo)向,徑向跳動(dòng)控制在 0.03mm 以內(nèi);密封件采用聚四氟乙烯與丁腈橡膠復(fù)合材質(zhì),耐摩擦次數(shù)≥200 萬次,適配高速往復(fù)下的密封需求。

三、衍生型號(hào)
  1. HCA-H 系列:耐環(huán)境型,防護(hù)等級(jí)升級(jí)至 IP67,缸體接縫采用迷宮式密封 + O 型圈雙重防護(hù),活塞桿密封選用氟橡膠材質(zhì),可在 - 20℃-80℃溫度范圍、粉塵濃度 15mg/m3 環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行,高速運(yùn)行時(shí)的溫度升幅控制在 15℃以內(nèi);

  1. HCA-HD 系列:高負(fù)載高速型,缸徑擴(kuò)展至 63-100mm,活塞有效面積較基礎(chǔ)型增加 80%,采用加強(qiáng)型缸體(抗拉強(qiáng)度≥600MPa),在 2m/s 速度下可輸出最大推力 25kN,適配重型工件的高速搬運(yùn)需求;

  1. HCA-L 系列:長行程高速型,支持 300-500mm 行程定制,內(nèi)置活塞桿支撐環(huán)組,每 50mm 間距設(shè)置一處支撐,長行程運(yùn)行時(shí)的橫向偏移量≤0.05mm,高速穩(wěn)定性保持率達(dá) 98%;

  1. HCA-EX 系列:防爆高速型,氣動(dòng)回路與控制模塊符合 Ex d IIB T4 Ga 防爆等級(jí),缸體采用隔爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),隔爆面間隙≤0.15mm,防護(hù)等級(jí)達(dá) IP66,適配石油化工、噴涂車間等易燃易爆環(huán)境的高速作業(yè)。

四、核心技術(shù)參數(shù)
  • 缸徑范圍:12mm-100mm,對(duì)應(yīng)活塞有效面積 113.1mm2-7854.0mm2;

  • 行程范圍:10-300mm(常規(guī))、10-500mm(HCA-L 系列定制);

  • 工作壓力:0.4MPa-1.0MPa,1.0MPa 工況下最大推力 0.1kN-25kN;

  • 高速性能:伺服輔助型速度 1-5m/s,比例調(diào)節(jié)型速度 0.5-3m/s,速度調(diào)節(jié)分辨率 0.01m/s,加速時(shí)間≤0.02s;

  • 緩沖性能:緩沖響應(yīng)時(shí)間≤0.01s,殘余速度≤30mm/s,緩沖力調(diào)節(jié)范圍 50-5000N;

  • 環(huán)境適配:使用溫度 - 10℃-70℃(基礎(chǔ)型)、-20℃-80℃(HCA-H 系列),相對(duì)濕度 10%-95%(可凝露,需加裝自動(dòng)排水器);

  • 使用壽命:基礎(chǔ)型≥200 萬次往復(fù)運(yùn)動(dòng),密封件壽命≥150 萬次高速摩擦,活塞桿磨損量≤0.01mm/10 萬次。

五、使用方法
  1. 安裝準(zhǔn)備:確認(rèn)氣源壓力處于 0.4-1.0MPa 區(qū)間,氣源需經(jīng)四級(jí)過濾(精度≤1μm)、干燥(露點(diǎn)≤-40℃)及穩(wěn)壓處理,避免壓力波動(dòng)影響高速穩(wěn)定性;安裝時(shí)需保證活塞桿軸心與負(fù)載運(yùn)動(dòng)方向同軸度≤0.03mm/m,水平安裝優(yōu)先選用雙導(dǎo)桿 D 系列,垂直安裝需加裝防墜輔助裝置;

  1. 裝配流程:按安裝形式固定氣缸(法蘭安裝需采用高強(qiáng)度螺栓,預(yù)緊力矩達(dá) 25N?m),配管選用大流量聚氨酯氣管(內(nèi)徑≥缸徑 1/2),減少氣流阻力;接線時(shí)區(qū)分控制信號(hào)線與反饋線,伺服輔助型需接入 PLC 實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制,防爆型需按 Ex 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接地處理(接地電阻≤4Ω);

  1. 調(diào)試要點(diǎn):運(yùn)行前需通過控制模塊進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn),采用 “低速啟動(dòng) - 梯度提速" 方式調(diào)試,從 0.5m/s 逐步提升至額定速度,每提升 0.5m/s 測試 30 分鐘,檢查速度穩(wěn)定性與緩沖效果;伺服輔助型需校準(zhǔn)速度反饋傳感器與伺服閥的響應(yīng)同步性,確保指令與實(shí)際速度偏差≤3%;

  1. 維護(hù)規(guī)范:每運(yùn)行 5000 小時(shí)檢查密封件磨損情況,密封件出現(xiàn)滲氣或磨損量超過 0.1mm 時(shí)立即更換;每 10000 小時(shí)對(duì)缸體內(nèi)壁進(jìn)行清潔并涂抹專用氣動(dòng)潤滑劑(黏度等級(jí) ISO VG 22);防爆型每 3 個(gè)月檢測隔爆面密封性,清除積塵后涂抹防銹油脂,嚴(yán)禁使用含硅潤滑劑。

六、應(yīng)用案例
  1. 電子元件高速分揀:某半導(dǎo)體元件分揀設(shè)備采用 HCA-S-20-50-T-V 型號(hào),伺服輔助型高速驅(qū)動(dòng)適配 0.8mm 芯片的分揀需求,活塞速度達(dá) 3m/s,分揀效率從 2000 件 / 小時(shí)提升至 8000 件 / 小時(shí),分揀準(zhǔn)確率保持 99.9%;

  1. 包裝設(shè)備高速送料:某食品包裝生產(chǎn)線選用 HCA-P-32-150-F 型號(hào),比例調(diào)節(jié)型適配不同規(guī)格包裝袋的送料需求,速度在 1-2.5m/s 間無級(jí)調(diào)節(jié),送料定位重復(fù)性達(dá) ±0.05mm,設(shè)備停機(jī)率從 2.1% 降至 0.3%;

  1. 汽車零部件裝配線:某發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裝配設(shè)備采用 HCA-L-40-400-B 型號(hào),長行程高速型適配螺栓擰緊前的工件搬運(yùn),行程 400mm,運(yùn)行速度 2m/s,單次搬運(yùn)時(shí)間縮短至 0.2 秒,生產(chǎn)線節(jié)拍提升 40%;

  1. 防爆環(huán)境噴涂作業(yè):某家具噴涂車間采用 HCA-EX-50-200-R 型號(hào),防爆高速型適配噴槍的往復(fù)噴涂動(dòng)作,在可燃溶劑環(huán)境中實(shí)現(xiàn) 1.5m/s 的高速運(yùn)動(dòng),每小時(shí)噴涂面積達(dá) 15㎡,防爆性能通過 ATEX 現(xiàn)場驗(yàn)證。

七、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
  • 安全認(rèn)證:符合 ISO 15552 氣動(dòng)氣缸標(biāo)準(zhǔn)、EN 13849-1 機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)(安全等級(jí) PL d)、IEC 61508 功能安全標(biāo)準(zhǔn)(SIL 2 級(jí)),通過 CE 認(rèn)證(機(jī)械指令 2006/42/EC、EMC 指令 2014/30/EU);

  • 質(zhì)量認(rèn)證:通過 ISO 9001 質(zhì)量管理體系認(rèn)證、ISO 14001 環(huán)境管理體系認(rèn)證,缸體與密封部件材質(zhì)符合 RoHS 2.0 環(huán)保指令(2011/65/EU)、REACH 法規(guī)(1907/2006/EC)中高關(guān)注物質(zhì)限制要求;

  • 防爆認(rèn)證:HCA-EX 系列通過 ATEX 認(rèn)證(Ex d IIB T4 Ga)、IECEx 認(rèn)證及中國 GB 3836.1-2010 防爆標(biāo)準(zhǔn),隔爆外殼耐受壓力 1.5MPa,滿足爆炸性氣體環(huán)境 1 區(qū)、2 區(qū)使用要求;

  • 性能認(rèn)證:通過 200 萬次往復(fù)疲勞測試與 150 萬次高速摩擦測試,速度波動(dòng)≤3%,符合 IEC 61000-4-2 靜電抗擾度標(biāo)準(zhǔn)(±8kV 接觸放電)、IEC 61000-4-3 輻射抗擾度標(biāo)準(zhǔn)(10V/m)。



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