日本CKD喜开理带线性导轨紧凑型气缸MSDG系列详解【湖南中村】

一、型号组成(以 MSDG20-100-R-P-H 为例,超级详细拆解)
  1. 前缀 “MSDG”:产品系列唯一标识,代表 “带线性导轨紧凑型气缸”,其中 “M” 为 “微型化(Miniature)”,“S” 为 “线性导轨(Linear Slide)”,“D” 为 “高精度导向(High-precision Direction)”,“G” 为 “紧凑型(Compact)”,核心区别于 UCA2 的普通导杆,专为需线性导轨级精度的场景开发。

  1. 缸径代码 “20”:代表气缸缸径 20mm,属中型精度负载规格,对应活塞有效面积 314.2mm²,0.7MPa 工况下推力约 209.4N;系列缸径代码与实际尺寸一一对应(12=12mm、16=16mm…32=32mm),线性导轨结构使同缸径耐横向负载较 UCA2 系列提升 50%,且运动阻力降低 30%。

  1. 行程代码 “100”:代表有效行程 100mm,即活塞杆与线性导轨滑块同步位移的最大距离,对应缸筒内部有效工作长度 100mm;常规行程 10-200mm(10/20/30…200),特殊定制行程(如 45mm、175mm)需标注 “-C” 后缀(如 MSDG16-175-C),定制行程时线性导轨滑块行程同步调整,缸筒长度额外增加 6-10mm(预留导轨润滑槽空间)。

  1. 后缀组合(核心为 “线性导轨 + 功能模块”,详解功能与适配)

  • “-R”:滚珠线性导轨模块(基础必选),采用 4 列钢珠循环结构(钢珠材质 SUJ2,硬度 HRC60-62),导轨宽度 22mm(20mm 缸径),滑块与导轨配合间隙≤0.01mm,较普通滑动导轨摩擦系数降低 80%(≤0.005),适配高频次、高精度往复运动(如电子元件焊接定位)。

  • “-P”:磁环检测模块,活塞内置高磁能积钕铁硼磁环(直径较活塞小 0.3mm,厚度 5mm),磁通量≥180mT,可搭配 CKD 超薄型磁性开关(如 D-A73)实现 “滑块到位” 检测,响应时间≤0.5ms,适配自动化流程的精准联锁(如微型检测探头启停控制)。

  • “-H”:耐环境防护模块,防护等级达 IP65,改进包括:①线性导轨加装伸缩式防尘罩(聚氨酯材质,伸缩寿命≥300 万次,防尘精度 5μm);②缸筒表面做硬质阳极氧化 + 氟碳涂层(厚度 10-12μm,耐盐雾≥100 小时);③密封件升级为氟橡胶 FKM(耐油温度 - 20~180℃),适配粉尘浓度≤12mg/m³、轻微油污的环境(如半导体封装车间)。

  • 特有后缀 “-S”:低摩擦长效型,线性导轨钢珠涂抹固体润滑脂(KG-90,滴点 280℃),滑块内置储油槽(容积 0.3cm³),导杆表面喷涂 PTFE 涂层(厚度 5-8μm),无油润滑寿命≥200 万次,适配高频次无维护场景(如微型打印机喷头驱动)。

二、规格尺寸(常规标准型,以 100mm 行程为基准,含线性导轨参数)
  • 缸径 16mm 版本(MSDG16-100-R)

缸筒长度 195mm(固定段 95mm + 行程 100mm,固定段含线性导轨衬套与模块安装槽);活塞杆直径 8mm(材质 SUS440C,镀铬厚度 3-4μm,表面粗糙度 Ra≤0.1μm);线性导轨宽度 18mm,滑块行程 100mm(与气缸行程同步),导轨两端超出缸体各 12mm(预留滑块缓冲空间);安装孔 4 个(2 组对称),横向间距 46mm、纵向间距 36mm;外形尺寸(长 × 宽 × 高)219mm×52mm×38mm(长 = 缸筒长 + 导轨超出段,宽 = 导轨外侧间距,高 = 基座高度);重量约 0.8kg(基座材质 ADC12 铝合金,表面阳极氧化 + 喷砂处理);叠加 “-P-H” 模块后,宽度增至 58mm(防尘罩占用),重量增加 0.15kg(磁环与涂层工艺)。
  • 缸径 20mm 版本(MSDG20-100-R)

缸筒长度 215mm(固定段 115mm + 行程 100mm);活塞杆直径 10mm;线性导轨宽度 22mm,滑块行程 100mm,导轨两端超出缸体各 15mm;安装孔横向间距 54mm、纵向间距 42mm;外形尺寸 245mm×60mm×45mm;重量约 1.2kg;叠加 “-S” 模块后,导轨钢珠涂层增加 0.005mm(不影响配合),重量增加 0.08kg,无尺寸干涉。
  • 缸径 32mm 版本(MSDG32-100-R)

缸筒长度 285mm(固定段 185mm + 行程 100mm);活塞杆直径 16mm;线性导轨宽度 30mm,滑块行程 100mm,导轨两端超出缸体各 20mm;安装孔横向间距 80mm、纵向间距 62mm;外形尺寸 325mm×78mm×60mm;重量约 2.4kg;叠加 “-B”(缓冲模块)后,缸筒长度增加 12mm(缓冲器占用),重量增加 0.12kg,导轨超出段长度不变。
注:行程每增加 10mm,缸筒长度与滑块行程同步增加 10mm(如 150mm 行程时,20mm 缸径版本缸筒长 = 215mm+50mm=265mm,总长度 = 265mm+15mm×2=295mm);安装孔孔径 M4(12-16mm 缸径)、M5(20-25mm)、M6(32mm),螺栓拧紧扭矩 M4 为 0.5-0.8N・m、M5 为 0.8-1.2N・m、M6 为 1.5-2.0N・m(需搭配不锈钢 304 螺栓,避免导轨锈蚀);线性导轨与活塞杆平行度偏差≤±0.03mm(100mm 行程)。
三、衍生系列(“线性导轨 + 功能模块” 组合,结构改进 + 性能数据 + 场景适配)
  1. MSDG-RP 系列(线性导轨 + 磁环检测型)

  • 结构改进:集成 “-R” 滚珠线性导轨与 “-P” 磁环模块,导轨滑块侧面预设磁性开关安装槽(适配 D-A73 超薄开关,厚度仅 3mm),磁环信号通过专用线槽引出(避开导轨运动路径,无信号干扰);滑块与活塞杆采用刚性连接(螺栓紧固,连接同轴度偏差≤±0.02mm),确保同步位移。

  • 性能数据:检测响应时间≤0.5ms,磁环有效检测距离≤7mm(开关与缸筒间距),线性导轨耐横向负载 180N(20mm 缸径),在速度 50-300mm/s 下,检测一致性无波动(无漏检 / 误检),导轨运行阻力≤3N(0.3MPa 工况)。

  • 适配场景:电子芯片精密装配线(检测芯片推送到位)、微型传感器校准设备(确认探头位移位置)、小型光学仪器的镜片定位驱动(需同步检测与高精度导向)。

  1. MSDG-RH 系列(线性导轨 + 耐环境型)

  • 结构改进:在滚珠导轨基础上叠加 “-H” 防护模块,导轨伸缩防尘罩采用 “聚氨酯基材 + 钢丝骨架”(抗撕裂强度≥30MPa),罩口加装刮尘唇(NBR 材质,接触压力 0.15-0.2N/mm);缸筒氟碳涂层经 200℃固化处理,耐化学腐蚀;气口加装不锈钢过滤接头(过滤精度 3μm,防止杂质进入导轨钢珠轨道)。

  • 性能数据:IP65 防护(可抵御低压喷水,水压 30kPa,喷射距离 3m),耐盐雾 100 小时无锈蚀(中性盐雾测试),耐油污(ISO VG46 液压油)5000 小时无密封渗漏,导轨钢珠磨损量≤0.002mm/10 万次(运行速度 100mm/s)。

  • 适配场景:食品加工车间的微型零件转移(抵御面粉粉尘)、半导体封装设备的晶圆推送(耐受清洗液残留)、潮湿环境下的检测仪器驱动(如湿度 95% RH 的实验室设备)。

  1. MSDG-RS 系列(线性导轨 + 低摩擦长效型)

  • 结构改进:融合 “-R” 滚珠导轨与 “-S” 低摩擦模块,导轨钢珠表面喷涂二硫化钼涂层(摩擦系数≤0.004),滑块内置储油槽(填充 KG-90 长效润滑脂,容积 0.3cm³);活塞杆衬套采用 PEEK 材质(耐磨系数 0.08,较 PA66 提升 50%),无油润滑设计减少维护频次。

  • 性能数据:导轨摩擦系数≤0.004(普通导轨 0.008),运行阻力≤2.5N(20mm 缸径,0.3MPa 工况);无油润滑寿命≥200 万次(普通型 150 万次),高频运动(10 次 / 秒)时温度升高≤10℃(环境温度 25℃),静音运行(噪音≤52dB)。

  • 适配场景:微型打印机的纸张输送驱动(高频次低阻力需求)、医疗设备的样品推送机构(无油润滑避免污染)、实验室自动化仪器的精密位移控制(无需频繁维护)。

  1. MSDG-RC 系列(线性导轨 + 超紧凑型)

  • 结构改进:优化线性导轨布局,将导轨超出缸体的长度从 12-20mm 缩减至 5-10mm(通过缩短滑块缓冲行程,保留安全余量);基座厚度减少 2mm(从 8mm 减至 6mm,材质升级为高强度 ADC12,抗拉强度≥220MPa),缸筒与导轨集成度提升,整体体积较标准型缩小 15%。

  • 性能数据:20mm 缸径版本外形尺寸从 245mm×60mm×45mm 缩至 235mm×55mm×43mm,重量从 1.2kg 降至 1.0kg;导轨耐横向负载保持 180N(无性能衰减),适配速度 30-250mm/s(满足紧凑型设备的速度需求)。

  • 适配场景:超小型检测设备(如微型传感器校准仪)、便携式自动化工具(如手持贴标机)、空间极端受限的电子设备(如小型通讯模块组装)。

四、核心技术参数(数值 + 计算依据 + 影响因素,聚焦线性导轨优势)
  1. 工作方式(单 / 双作用可选,线性导轨同步导向)

  • 双作用(默认):双气口控制(A 口进气活塞杆伸出,滑块随导轨同步位移;B 口进气缩回),适配 CKD 5 通小型电磁阀(如 4F410-10),动作响应时间≤0.1s(0.7MPa,20℃),线性导轨无卡顿,适合双向主动驱动的高精度场景(如零件推拉定位)。

  • 单作用(定制 “-SINGLE” 后缀):仅 A 口进气伸出,B 口靠弹簧复位(弹簧材质 SWP-B 琴钢丝,刚度 2-6N/mm),复位力为双作用拉力的 60%(20mm 缸径单作用复位力约 110N,双作用拉力约 183N),导轨滑块随活塞杆同步复位,适合仅需单向动力的轻载场景(如小型夹具夹紧)。

  1. 推拉力计算(0.7MPa,效率系数 0.92,单活塞杆需扣除面积损耗)

  • 缸径 16mm:活塞面积 201.1mm²,推力 = 201.1×0.7×0.92≈129.5N;拉力 =(201.1-50.3)×0.7×0.92≈108.3N(扣除活塞杆面积 50.3mm²);

  • 缸径 20mm:活塞面积 314.2mm²,推力≈314.2×0.7×0.92≈209.4N;拉力 =(314.2-78.5)×0.7×0.92≈178.0N(扣除活塞杆面积 78.5mm²);

  • 缸径 32mm:活塞面积 804.2mm²,推力≈804.2×0.7×0.92≈520.8N;拉力 =(804.2-201.1)×0.7×0.92≈427.1N(扣除活塞杆面积 201.1mm²);

注:拉力因活塞杆面积损耗略低于推力,较 UCA2 系列(普通导杆)拉力提升 25%(线性导轨减少活塞杆弯曲,降低力损耗);20mm 缸径推力可推动 8kg 零件(摩擦系数 0.1 时,所需推力 = 8×9.8×0.1=7.84N≤209.4N),满足中小型高精度负载需求。
  1. 耐横向负载(线性导轨核心优势,高精度抗偏载)

  • 额定值:缸径 12mm=80N、16mm=120N、20mm=180N、25mm=250N、32mm=350N(测试条件:行程 100mm,速度 100mm/s,横向负载垂直于活塞杆轴线);

  • 负载与寿命:横向负载为额定值 120% 时,寿命降至 75%(标准型 150 万次→112.5 万次);150% 时降至 60%;200% 时易导致导轨钢珠磨损加剧(磨损量≥0.005mm/10 万次),需加装辅助支撑(如微型线性轴承,CKD LBE12 系列);

  • 应用示例:20mm 缸径推动倾斜 15° 的 5kg 零件(横向分力 = 5×9.8×sin15°≈12.68N≤180N),符合要求;若零件倾斜 30°(分力≈24.5N),仍在安全范围内,且导轨导向无明显波动。

  1. 安装要求(适配高精度场景,严控基座精度)

  • 安装方式:支持卧式(活塞杆水平)、立式(活塞杆向上 / 向下)、倒挂安装(活塞杆向下,需加装防坠卡扣);立式安装时,滑块承重≤气缸重量的 3 倍(20mm 缸径重量 1.2kg,滑块可承重 3.6kg),避免导轨长期受力变形;

  • 基座平面度:要求≤0.05mm/100mm(平面度超标会导致导轨受力不均,导向平行度偏差增至≥0.06mm),安装基座建议采用铝合金 6061-T6(平面度易加工控制)或不锈钢 304(耐腐蚀),厚度≥6mm(12-20mm 缸径)、≥8mm(25-32mm);

  • 防松与校准:安装螺栓需涂抹高强度防松胶(如乐泰 271),拧紧后需用百分表校准导轨平行度(确保与设备基准面平行度≤0.03mm),避免振动导致螺栓松动或基座形变。

  1. 其他关键参数(适配高精度与紧凑型需求)

  • 工作温度:标准型 - 10~60℃(密封件 NBR,导轨润滑脂 KG-30),耐温款(-W 后缀)-25~80℃(密封件 FKM,润滑脂 KG-70);低温环境(-25~-10℃)需提前预热导轨(用热风枪吹 30 秒,避免润滑脂凝固);

  • 运动速度:常规 50-450mm/s,低摩擦款(-S)可达 500mm/s(需搭配 “-B” 缓冲模块);速度超过 400mm/s 时,建议在导轨两端加装聚氨酯缓冲块(硬度 60 Shore A,厚度 5mm),减少滑块冲击;

  • 接口规格:缸径 12-20mm 为 Rc1/8,25-32mm 为 Rc1/4,可定制 NPT1/8、NPT1/4 或 G1/8、G1/4 螺纹(定制周期 5-7 天);接口位置在缸体侧面(避开导轨安装区域),接口直径适配 Φ6/Φ8 气管,方便狭小空间管路连接;

  • 维护周期:标准型每 150 万次补充导轨润滑脂(KG-30,用量 0.2-0.3g / 导轨),耐环境款(-H)每 200 万次维护,低摩擦款(-S)因固体涂层与储油槽,维护周期延长至 300 万次,维护时需清洁导轨表面粉尘(用无尘布蘸异丙醇擦拭)。



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