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CKD带导杆气缸STM系列详细解析【湖南中村】

一、型号组成（以 STM25-80-P-H-S 为例，超级详细拆解）

  1. 前缀 “STM”：产品系列唯一标识，代表 “带导杆气缸”，其中 “S” 象征 “稳定导向（Stable Guide）”，“T” 代表 “紧凑结构（Compact Type）”，“M” 为 “模块化设计（Modular）”，区别于 CKD 其他单导杆或无导杆气缸系列（如 STG 双活塞杆、STS 紧凑型）。

  1. 缸径代码 “25”：代表气缸缸径为 25mm，是系列中中等负载规格，对应活塞面积 490.9mm²（计算依据：π×(25/2)²），0.7MPa 工况下推力约 343.6N；系列缸径代码与实际尺寸一一对应（12=12mm、16=16mm、20=20mm、32=32mm），可通过代码直接推算活塞面积与基础推力。

  1. 行程代码 “80”：代表气缸有效行程为 80mm，即活塞杆从缩回到伸出的最大位移量，对应缸筒内部有效工作长度 80mm；常规行程范围 10-200mm，按 10mm 递增（10/20/30…200），特殊定制行程（如 25mm、35mm）需标注 “-C” 后缀（如 STM20-35-C），定制行程缸筒长度需额外增加 5-10mm（预留加工余量）。

  1. 后缀组合（超级详细说明功能与适配场景）：

  • “-P”：带磁环功能，缸筒内置高性能钕铁硼磁环（直径与缸筒匹配，如 25mm 缸筒磁环直径 24.5mm，厚度 5mm），磁通量≥150mT，可搭配 CKD 磁性开关（如 D-A93（通用型）、D-Z73（薄型）、D-M9B（防水型））实现 “伸出到位”“缩回到位” 双位置检测，检测响应时间≤1ms，适配自动化流程中的精准启停控制（如装配线零件到位触发下一步动作）。

  • “-H”：耐环境功能，防护等级达 IP65，具体改进包括：①导杆与衬套间隙加装双唇防尘密封圈（材质为丁腈橡胶 NBR，耐油温度 - 30~100℃）；②缸筒外表面做硬质阳极氧化处理（氧化膜厚度 10-15μm，硬度 HV300 以上，耐盐雾测试≥48 小时）；③气缸端盖密封件升级为氟橡胶 FKM（耐有机溶剂、切削液），可在粉尘浓度≤10mg/m³、油污粘度≤200cSt 的环境（如机械加工机床工装、五金零件清洗后搬运）中稳定工作，寿命较标准型提升 30%。

  • “-S”：低摩擦功能，导杆表面喷涂 PTFE（聚四氟乙烯）固体润滑涂层（涂层厚度 5-8μm，摩擦系数≤0.005），衬套材质为 PA66+GF30（尼龙 66+30% 玻璃纤维，耐磨系数 0.15），采用无油润滑设计（初始注油为长效润滑脂 KG-70，使用寿命 100 万次无需补油），适配高频次往复运动（如电子元件分拣机，运动频率≤10 次 / 秒），运行噪音≤55dB（标准型约 65dB）。

  • 其他常见后缀：“-L”（长寿命）：导杆材质升级为 SUS440C 不锈钢（硬度 HRC58-62，耐磨损），衬套为 PEEK（聚醚醚酮，耐高温 250℃），使用寿命达 500 万次（标准型 100 万次）；“-B”（带缓冲）：缸端内置可调液压缓冲器（缓冲行程 5-15mm，可调阻尼范围 0-10N・s/m），吸收运动冲击≥80%，适配高速运动（如 300mm/s 以上）场景，避免负载碰撞受损。

二、规格尺寸（常规标准型，以 80mm 行程为基准，含细节补充）

  • 缸径 12mm 版本（STM12-80）：

缸筒长度为 198mm（80mm 行程时，缸筒长度 = 固定段长度 118mm + 行程 80mm，固定段含端盖、密封结构）；活塞杆直径 6mm（材质 SUS304，表面镀铬厚度 2-3μm，粗糙度 Ra≤0.2μm）；导杆直径 8mm（2 根，对称分布于活塞杆两侧，间距 15mm）；安装孔共 4 个（2 组对称），横向间距 34mm（两安装孔中心距）、纵向间距 28mm；最大外形尺寸（长 × 宽 × 高）为 198mm×40mm×30mm（长 = 缸筒长，宽 = 导杆外侧间距，高 = 缸体高度）；重量约 0.6kg（含安装基座，基座材质 ADC12 铝合金，表面喷塑处理）；带 “-H” 后缀时，因防尘罩结构，宽度增至 45mm，重量增加 0.1kg。

  • 缸径 16mm 版本（STM16-80）：

缸筒长度 215mm（固定段 135mm + 行程 80mm）；活塞杆直径 8mm；导杆直径 10mm（间距 18mm）；安装孔横向间距 42mm、纵向间距 36mm；外形尺寸 215mm×48mm×38mm；重量约 0.9kg；带 “-S” 后缀（低摩擦）时，因涂层厚度，导杆直径实际增加 0.01mm（不影响装配），重量无明显变化。

  • 缸径 20mm 版本（STM20-80）：

缸筒长度 232mm（固定段 152mm + 行程 80mm）；活塞杆直径 10mm；导杆直径 12mm（间距 22mm）；安装孔横向间距 50mm、纵向间距 44mm；外形尺寸 232mm×56mm×46mm；重量约 1.3kg；带 “-L” 后缀（长寿命）时，因导杆材质密度（SUS440C 密度 7.85g/cm³，SUS304 为 7.93g/cm³），重量增加 0.05kg。

  • 缸径 25mm 版本（STM25-80）：

缸筒长度 255mm（固定段 175mm + 行程 80mm）；活塞杆直径 12mm；导杆直径 16mm（间距 26mm）；安装孔横向间距 60mm、纵向间距 54mm；外形尺寸 255mm×68mm×58mm；重量约 1.8kg；带 “-B” 后缀（带缓冲）时，因液压缓冲器，缸筒长度增加 10mm（变为 265mm），重量增加 0.15kg。

  • 缸径 32mm 版本（STM32-80）：

缸筒长度 290mm（固定段 210mm + 行程 80mm）；活塞杆直径 16mm；导杆直径 20mm（间距 32mm）；安装孔横向间距 74mm、纵向间距 68mm；外形尺寸 290mm×84mm×72mm；重量约 2.8kg；带 “-PH” 后缀（磁环 + 耐环境）时，宽度增至 90mm，重量增加 0.2kg。
注：行程每增加 10mm，缸筒长度同步增加 10mm（如 100mm 行程时，缸径 20mm 版本缸筒长 = 232mm+20mm=252mm）；安装孔孔径统一为 M5（缸径 12-25mm）、M6（缸径 32mm），适配对应规格螺栓（如 M5×10、M6×12），螺栓拧紧扭矩建议 0.8-1.2N・m（避免基座变形）。
三、衍生系列（超级详细：结构改进 + 性能数据 + 场景适配）

  1. STM-P 系列（带磁环型）

  • 结构改进：缸筒内壁嵌入磁环槽（深度 2mm，宽度 5mm），磁环采用钕铁硼材质（牌号 N35，矫顽力≥12kOe），磁环与活塞同步运动，通过磁场变化触发外部磁性开关；开关安装方式支持侧面（缸筒凹槽）、顶部（安装基座预留孔）、底部（支架固定），适配不同设备布局。

  • 性能数据：磁环有效检测距离≤10mm（开关与缸筒间距），重复定位一致性≤0.05mm，适应温度范围 - 10~60℃（与标准型一致），可在湿度≤95% RH（无凝露）环境使用。

  • 适配场景：自动化装配线（如手机零件组装，检测活塞杆伸出是否到位以触发螺丝锁付）、精密检测设备（如传感器校准，通过磁环信号控制检测探针启停）。

  1. STM-H 系列（耐环境型）

  • 结构改进：①导杆端盖加装 “防尘罩 + 刮尘唇” 双重密封（防尘罩为聚氨酯 PU 材质，伸缩寿命≥100 万次；刮尘唇为 NBR 材质，唇口接触压力 0.1-0.2N/mm）；②缸筒表面硬质阳极氧化后，额外喷涂一层氟碳涂层（厚度 5μm，耐化学腐蚀）；③气缸进出气口加装过滤接头（过滤精度 5μm，防止杂质进入缸内）。

  • 性能数据：防护等级 IP65（可防喷射水流，水压 30kPa，喷射距离 3m），耐盐雾测试 48 小时无锈蚀，耐油污测试（ISO VG46 液压油）3000 小时密封无渗漏，导杆磨损量≤0.01mm/10 万次。

  • 适配场景：机械加工车间（如车床、铣床的工装夹紧，抵御金属粉尘与切削液）、食品加工辅助设备（如饼干生产线的模具推送，抵御面粉粉尘）。

  1. STM-S 系列（低摩擦型）

  • 结构改进：导杆表面采用 “喷砂（Ra1.6μm）→磷化（膜厚 3μm）→PTFE 喷涂（5-8μm）→固化（200℃×1 小时）” 工艺，形成致密润滑涂层；衬套为 PA66+GF30，内部开有储油槽（3 条螺旋槽，容积 0.5cm³），初始注入 KG-70 长效润滑脂（滴点 200℃，氧化安定性≤0.1%/100℃×100 小时）。

  • 性能数据：摩擦系数≤0.005（标准型约 0.015），运动阻力≤5N（0.3MPa 工况，缸径 20mm），无油润滑寿命≥100 万次，高频运动（10 次 / 秒）时温度升高≤15℃（环境温度 25℃）。

  • 适配场景：电子元件分拣机（如 LED 芯片分拣，高频次推拉无卡顿）、包装机封口驱动（如塑料袋热封，低摩擦确保封口压力稳定）。

  1. STM-L 系列（长寿命型）

  • 结构改进：导杆材质从 SUS304 升级为 SUS440C（经淬火回火处理，硬度 HRC58-62，抗拉强度≥1800MPa）；衬套从普通树脂改为 PEEK（耐高温 250℃，耐磨系数 0.1，比 PA66 耐磨 3 倍）；气缸密封件为 FKM（氟橡胶，耐老化性能比 NBR 提升 5 倍）。

  • 性能数据：使用寿命≥500 万次（标准型 100 万次），导杆磨损量≤0.05mm/500 万次，耐温范围 - 20~200℃（短期），在 0.5MPa 工况下，推力衰减≤5%（500 万次后）。

  • 适配场景：长期连续运行设备（如光伏组件生产线，24 小时不间断推送硅片）、高温环境辅助驱动（如小型烘干设备的物料传送，耐受 80-100℃环境）。

  1. STM-B 系列（带缓冲型）

  • 结构改进：缸端内置液压缓冲器（缸径 12-20mm 为单缓冲，25-32mm 为双缓冲），缓冲器由缸筒（黄铜材质）、活塞（带节流孔）、弹簧（琴钢丝）组成，通过调节节流孔大小（旋钮调节，0-5 圈）控制缓冲速度；缓冲行程 5mm（12-16mm 缸径）、8mm（20-25mm）、12mm（32mm）。

  • 性能数据：冲击吸收量≥80%（如 300mm/s 速度下，冲击力度从 50N 降至 10N 以下），缓冲后运动噪音≤50dB（标准型 65dB），缓冲器使用寿命≥300 万次，适配运动速度 50-500mm/s。

  • 适配场景：高速物料搬运（如小型零件传送带，快速推送后平稳停止）、精密工装定位（如光学镜片安装，缓冲避免镜片碰撞划伤）。

四、核心技术参数（超级详细：数值 + 计算依据 + 影响因素）

  1. 工作方式

  • 双作用（默认）：气缸两端各有一个气口（A 口进气推动活塞杆伸出，B 口进气推动缩回），气路设计为 “双端口独立控制”，可通过 5 通电磁阀（如 CKD 4F510-10）实现换向，动作响应时间≤0.1s（0.7MPa，20℃）；

  • 单作用（定制，后缀 “-SINGLE”）：仅一端气口（A 口进气伸出），另一端靠弹簧复位（弹簧材质为琴钢丝 SWP-B，直径 1.5-3mm，刚度 5-15N/mm），复位力为双作用拉力的 60%（如缸径 20mm 单作用，复位力约 180N，双作用拉力约 300N），适配仅需单方向动力的场景（如小型零件夹紧，伸出夹紧、弹簧松开）。

  1. 工作压力

  • 常规范围：0.15-0.7MPa（气压驱动，需过滤干燥压缩空气，含水量≤0.01g/m³，含油量≤0.1mg/m³）；

  • 推荐范围：0.3-0.6MPa（此压力下，密封件变形量适中（≤0.1mm），导杆磨损最小，寿命最长）；

  • 瞬时耐压：≤0.8MPa（持续时间≤10 秒，超过易导致缸筒膨胀（变形量≥0.02mm）、密封件损坏）；

  • 压力与推力关系：推力（N）= 活塞面积（mm²）× 工作压力（MPa）× 效率系数（0.95，考虑密封阻力），如缸径 25mm、0.7MPa 时，推力 = 490.9×0.7×0.95≈326.4N。

  1. 工作温度

  • 标准型：-10~60℃（密封件为 NBR，润滑脂为 KG-30，低温下润滑脂粘度增加（-10℃时约 1000cSt），运动阻力略有上升（增加 10-15%））；

  • 耐温定制款（后缀 “-W”）：-20~80℃（密封件为 FKM，润滑脂为 KG-70（-20℃粘度 500cSt），高温下密封件压缩永久变形≤15%（80℃×70 小时））；

  • 温度影响：低于 - 10℃易导致润滑脂凝固（运动卡顿），高于 60℃易导致 NBR 密封件老化（寿命缩短至 50%），需根据环境选择对应版本。

  1. 推拉力（按 0.7MPa 工作压力，效率系数 0.95 计算）

  • 缸径 12mm：活塞面积 113.1mm²，推力 = 113.1×0.7×0.95≈75.1N，拉力 = 113.1×0.7×0.95×0.85≈63.8N（拉力需扣除活塞杆截面积损耗，活塞杆面积 28.3mm²，有效面积 = 113.1-28.3=84.8mm²）；

  • 缸径 16mm：活塞面积 201.1mm²，推力≈201.1×0.7×0.95≈133.7N，拉力≈201.1×0.7×0.95×0.85≈113.6N（活塞杆面积 50.3mm²）；

  • 缸径 20mm：活塞面积 314.2mm²，推力≈314.2×0.7×0.95≈209.4N，拉力≈314.2×0.7×0.95×0.85≈178.0N（活塞杆面积 78.5mm²）；

  • 缸径 25mm：活塞面积 490.9mm²，推力≈490.9×0.7×0.95≈326.4N，拉力≈490.9×0.7×0.95×0.85≈277.4N（活塞杆面积 113.1mm²）；

  • 缸径 32mm：活塞面积 804.2mm²，推力≈804.2×0.7×0.95≈535.2N，拉力≈804.2×0.7×0.95×0.85≈454.9N（活塞杆面积 201.1mm²）；

  • 拉力衰减原因：活塞杆占用部分活塞面积，导致有效受压面积减小，衰减比例 =（活塞面积 - 活塞杆面积）/ 活塞面积（如缸径 20mm：(314.2-78.5)/314.2≈0.75，即拉力为推力的 75%，实际因密封阻力，效率系数取 0.85）。

  1. 运动速度

  • 常规范围：50-500mm/s（空载，0.5MPa）；

  • 负载影响：负载 5kg 时，推荐速度≤300mm/s（避免导杆弯曲，横向负载≤额定值的 50%）；负载 10kg 时，≤200mm/s；

  • 速度调节：通过气口节流阀（如 CKD AS2201F）控制进气 / 排气量，排气节流调节更稳定（避免 “爬行” 现象）；

  • 高速注意事项：超过 400mm/s 时，需加装 STM-B 系列缓冲器，或在缸端加装外部缓冲垫（聚氨酯材质，硬度 60 Shore A），否则易导致缸端碰撞，寿命缩短至 30%。

  1. 导向性能

  • 径向跳动：≤±0.1mm/100mm 行程（导杆轴线与气缸轴线的偏差，通过导杆与衬套的配合间隙控制，配合间隙 0.01-0.03mm）；

  • 平行度：≤±0.05mm/100mm 行程（两根导杆之间的平行偏差，出厂时通过专用工装校准，校准精度≤0.02mm）；

  • 抗扭转能力：每米行程扭转角≤0.5°（双导杆对称布局，抗扭刚度较单导杆提升 2 倍），在横向负载作用下，活塞杆偏移量≤0.05mm（100mm 行程，负载 50N）；

  • 影响因素：安装基座平面度（需≤0.1mm/100mm），若基座不平，易导致导杆受力不均，导向性能下降 30%。

  1. 耐横向负载

  • 额定值：缸径 12mm=50N、16mm=80N、20mm=120N、25mm=200N、32mm=300N（横向负载垂直于活塞杆轴线，测试条件：行程 50mm，速度 100mm/s）；

  • 负载与寿命：横向负载为额定值的 120% 时，寿命降至 70%；150% 时降至 50%；200% 时易导致导杆弯曲（弯曲量≥0.1mm），需加装辅助导向机构（如线性导轨，型号 CKD LRD 系列）；

  • 计算示例：缸径 20mm 推动 10kg 零件（水平放置，摩擦系数 0.1），横向摩擦力 = 10×9.8×0.1=9.8N≤120N，符合要求；若零件倾斜（倾斜角 5°），横向分力 = 10×9.8×sin5°≈8.5N，仍符合。

  1. 接口规格

  • 螺纹类型：缸径 12-20mm 为 Rc1/8（圆锥管螺纹，牙距 0.907mm），缸径 25-32mm 为 Rc1/4（牙距 1.337mm）；可定制 NPT1/8（美制圆锥管螺纹）、G1/8（英制平行螺纹），定制周期 7-10 天；

  • 接口材质：黄铜（HPb59-1），表面镀铬（厚度 2-3μm，防锈）；

  • 密封方式：接口内置 O 型圈（NBR 材质，直径 1.8mm，硬度 70 Shore A），拧紧扭矩 Rc1/8 为 0.8-1.0N・m，Rc1/4 为 1.5-2.0N・m，避免过紧导致螺纹损坏。

  1. 重量与安装要求

  • 基准重量（80mm 行程）：12mm=0.6kg、16mm=0.9kg、20mm=1.3kg、25mm=1.8kg、32mm=2.8kg；带衍生模块时，重量增加 0.05-0.2kg（如 - P 增加 0.05kg，-H 增加 0.1kg，-PH 增加 0.15kg）；

  • 安装支架要求：支架材质需为 Q235 钢或 ADC12 铝合金，厚度≥5mm（12-20mm 缸径）、≥8mm（25-32mm），支架承重能力≥1.5 倍气缸重量（避免振动导致支架变形）；

  • 安装方式：支持水平（活塞杆水平）、垂直（活塞杆向上 / 向下）、倾斜（≤30°）安装，垂直向下安装时，需考虑活塞杆自重（如缸径 32mm 活塞杆重量约 0.2kg，需确保密封件承受能力，建议加装平衡弹簧）。



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