一、型號組成
GRC 系列型號采用 “基礎(chǔ)標識 + 安裝參數(shù) + 功能特性” 的三級精密編碼體系,基礎(chǔ)標識 “GRC” 明確界定為臺式齒輪齒條式擺動氣缸,其中 “G” 代表一體化臺式基座設(shè)計,“RC” 標識齒輪齒條嚙合傳動結(jié)構(gòu),是區(qū)別于葉片式氣缸的核心符號。
完整型號的后綴層級清晰可辨:安裝形式前綴直接對應(yīng)臺面適配方案,“TA” 為標準臺式基座(四組安裝孔對稱分布),“TB” 為帶定位銷臺式基座(適配高精度重復安裝),“TC” 為窄型臺式基座(適配狹小臺面);核心參數(shù)段由缸徑與擺動角度構(gòu)成,數(shù)字組合如 “25-90” 表示 φ25mm 缸徑、90° 標準擺角,“50-180” 對應(yīng) φ50mm 缸徑、180° 擺角,特殊擺角可通過 “CXXX” 后綴定制(如 C120 代表 120°);功能后綴標注附加配置,“Y” 內(nèi)置磁環(huán)(適配 CS1 系列檢測開關(guān)),“S” 加裝防塵罩(防護等級提升至 IP54),“T” 集成彈簧制動機構(gòu),“O” 為耐油密封版本,“G” 則代表食品級潤滑適配。典型復合型型號如 “GRC-TB-40-180-T-Y”,即表示后定位銷臺式安裝、φ40mm 缸徑、180° 擺角、帶制動與磁環(huán)檢測的增強型氣缸。
二、衍生系列
GRC 系列以臺式安裝安全性與場景適配性為核心,形成五大類衍生方向,覆蓋從通用到極端工況的全需求:
采用單齒條 - 單齒輪傳動結(jié)構(gòu),無制動組件,臺式基座為壓鑄鋁合金一體成型,底部預留 M6-M12 規(guī)格安裝孔位。適配自動化工作臺的工件翻轉(zhuǎn)、夾具旋轉(zhuǎn)等常規(guī)場景,可靈活選配防塵罩與位置檢測開關(guān),是系列中性價比最高的基礎(chǔ)款,占 GRC 系列銷量的 60% 以上。
在標準款基礎(chǔ)上集成雙彈簧加壓制動模塊,制動盤與輸出軸剛性連接,斷氣時制動塊通過彈簧力瞬時鎖止,制動響應(yīng)時間≤0.08 秒。適配垂直安裝的重載驅(qū)動場景,如 3C 行業(yè)的顯示屏翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、小型機械臂的臺式關(guān)節(jié),制動保持力為額定扭矩的 1.8 倍,可承受 1.2 倍額定負載的靜態(tài)壓力。
缸體活塞內(nèi)置高磁能積釹鐵硼磁環(huán),與外部 CKD CS1-J/F 系列氣缸開關(guān)配合,可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)到位信號的實時反饋,信號延遲≤0.03 秒。特別適配電子裝配線的精密定位需求,如 PCB 板檢測工位的載具旋轉(zhuǎn),可與 PLC 系統(tǒng)實現(xiàn)精準聯(lián)鎖控制。
防塵款(S)配備伸縮式風琴防塵罩與軸端迷宮密封,可阻擋粒徑≥10μm 的粉塵侵入,適配粉末冶金、水泥加工等場景;防油款(O)采用耐礦物油氟橡膠密封件與不銹鋼軸端,可抵御 ISO VG46 液壓油的長期侵蝕,適配機床加工中心的工裝驅(qū)動。
采用雙齒條嚙合雙齒輪傳動結(jié)構(gòu),輸出扭矩較同缸徑標準款提升 50%,缸體采用 QT450 球墨鑄鐵材質(zhì),齒輪表面經(jīng)滲碳淬火處理(硬度 HRC58-62)。適配重型夾具旋轉(zhuǎn)、大型工件翻轉(zhuǎn)等場景,如汽車零部件焊接線的工裝臺驅(qū)動。
三、規(guī)格要點
(一)核心結(jié)構(gòu)優(yōu)勢
齒輪齒條傳動系統(tǒng)采用精密嚙合設(shè)計,齒條與活塞通過滾花鍵剛性連接,齒輪模數(shù)范圍 0.8-2.5mm,嚙合間隙通過研磨工藝控制在 0.02-0.05mm 之間,傳動平穩(wěn)性優(yōu)于普通擺動氣缸。臺式基座與缸體一體化壓鑄成型,采用 ADC12 鋁合金材質(zhì),表面經(jīng) T5 熱處理與黑色陽極氧化,抗拉強度≥220MPa,耐腐蝕性符合 ISO 9227 中性鹽霧測試 100 小時標準。
輸出軸采用 SCM440 合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理(硬度 HB220-250),軸端配備 12mm 寬平鍵槽與 M10/M16 端面螺紋孔,可直接對接聯(lián)軸器或工裝法蘭,連接精度較分體式安裝提升 40%。
(二)安裝與適配特性
安裝形式支持臺式固定、側(cè)面懸掛兩種布局,臺式基座底部預留 4-8 組安裝孔位,適配 M6-M16 規(guī)格螺栓,安裝面粗糙度需≤Ra3.2μm,平面度≤0.1mm/m。所有型號均配備機械角度調(diào)節(jié)機構(gòu),通過兩端限位螺栓可在標準角度基礎(chǔ)上實現(xiàn) ±10° 微調(diào),調(diào)節(jié)步距 0.5°,適配非標準工位的安裝需求。
配管設(shè)計采用雙向接口布局,缸體兩側(cè)與前端均預留 Rc1/8-Rc1/4 規(guī)格螺紋接口,支持 PU 管、尼龍管等多種管路連接,接口處配備內(nèi)置單向閥,可減少管路振動導致的泄漏風險。對于狹小空間安裝,可選用 90° 彎角接頭實現(xiàn)管路轉(zhuǎn)向,適配臺面管路隱藏式布置需求。
(三)維護與防護設(shè)計
密封系統(tǒng)采用三層復合結(jié)構(gòu):活塞密封選用 U 形圈 + 導向環(huán)組合,材質(zhì)為耐磨損 FKM 氟橡膠(邵氏硬度 75°),無給油狀態(tài)下可保證 80 萬次以上密封壽命;端蓋密封采用 O 形圈與防塵圈雙重防護,防塵圈唇口設(shè)計可阻擋外部雜質(zhì)侵入。給油潤滑時推薦使用 ISO VG32 氣動專用油,潤滑周期為每運行 500 小時補充一次,油霧濃度控制在 0.1-0.5mg/m3。
GRC-T 系列制動機構(gòu)采用模塊化抽屜式設(shè)計,制動組件可從缸體側(cè)面直接拆卸,更換制動片僅需 15 分鐘,無需拆解氣缸主體。齒輪與齒條表面經(jīng)氣體氮化處理,氮化層厚度 0.15-0.25mm,表面硬度 HV800-1000,可降低傳動磨損,延長使用壽命至 150 萬次以上。
四、核心參數(shù)
(一)基礎(chǔ)規(guī)格參數(shù)
(二)運行性能參數(shù)
(三)環(huán)境與安全參數(shù)
五、操作使用
(一)安裝前準備
首先核對型號與工況匹配性,根據(jù)負載扭矩、擺動角度、安裝空間及環(huán)境特性確認參數(shù),重載場景需按 1.2 倍額定扭矩選型。配管材料選用鍍鋅鋼管、尼龍管或 PU 管,內(nèi)徑需匹配接口規(guī)格,管路長度超過 5 米時需增大內(nèi)徑 10% 以補償壓力損失。
安裝面需進行銑削加工,平面度≤0.1mm/m,粗糙度 Ra≤3.2μm,安裝螺栓選用 8.8 級高強度螺栓,緊固力矩按缸徑選?。害?0-φ32mm 缸徑對應(yīng) 8-12N?m,φ40-φ63mm 缸徑對應(yīng) 15-20N?m,避免過緊導致缸體變形。制動款安裝時需保證輸出軸與負載中心同軸度,徑向偏差≤0.2mm,軸向竄動≤0.1mm。
氣源處理需配備三聯(lián)件(過濾器、減壓閥、油霧器),過濾精度≤5μm,壓力調(diào)節(jié)至使用壓力 ±0.02MPa 范圍內(nèi),無給油型號可拆除油霧器,但需確保氣源潔凈度。
(二)安裝流程
固定氣缸時,先通過定位銷校準安裝位置,確保輸出軸旋轉(zhuǎn)方向與負載需求一致,再依次緊固安裝螺栓(對角擰緊順序)。配管連接前需用壓縮空氣吹掃管路,去除鐵銹、切屑等雜質(zhì),接口螺紋處纏繞 PTFE 密封帶,纏繞方向與螺紋旋向相同,纏繞長度為螺紋全長的 2/3,避免密封帶進入缸體。
制動款需單獨連接制動控制管路,采用 Φ6mm 以上管路,確保制動氣壓與工作氣壓同步供給,制動解除信號需提前 0.05 秒發(fā)送至電磁閥,防止負載卡滯。帶檢測開關(guān)的型號需調(diào)整開關(guān)位置,使磁環(huán)觸發(fā)信號與輸出軸到位位置偏差≤1°,開關(guān)引線采用屏蔽線,布線遠離動力線纜以避免電磁干擾。
(三)運行調(diào)試
空載調(diào)試階段,接通氣源至 0.3MPa,手動操作電磁閥實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)各 10 次,觀察輸出軸旋轉(zhuǎn)是否順暢,無卡滯、異響或竄動現(xiàn)象。通過流量控制閥調(diào)節(jié)擺動速度,從低速逐步提升至設(shè)定值,同時用角度規(guī)檢查限位角度是否符合要求。
負載調(diào)試階段,分三級加載:30% 額定負載運行 5 分鐘,60% 額定負載運行 10 分鐘,100% 額定負載運行 30 分鐘,監(jiān)測輸出扭矩、擺動速度及缸體溫度變化。制動款需測試斷氣鎖止性能,在額定負載下斷氣后觀察負載是否偏移,連續(xù)測試 10 次確保制動可靠。
調(diào)試完成后,記錄空載 / 負載狀態(tài)下的壓力、速度參數(shù),作為日常維護的基準值。
(四)日常維護
每日班前檢查:確認氣源壓力穩(wěn)定在設(shè)定范圍,用肥皂水檢測接口與配管是否泄漏,檢查防塵 / 防油附件是否完好,制動款需測試制動響應(yīng)性能。
每周維護:清潔缸體表面油污與粉塵,檢查限位螺釘是否松動,緊固力矩是否符合要求;給油型號檢查油霧器油量,補充 ISO VG32 氣動油至油位線;檢測開關(guān)信號是否正常,清除感應(yīng)面雜質(zhì)。
每運行 1000 小時深度維護:拆解檢查齒輪齒條嚙合面磨損情況,磨損量超過 0.1mm 時需更換;檢查密封件是否老化、變形,出現(xiàn)滲氣或密封不良時及時更換;制動款檢查制動片磨損量,厚度低于 2mm 時更換制動組件。
維護過程中需使用專用工具,避免敲擊缸體或輸出軸,拆解后需用無水乙醇清潔零部件,裝配時在密封件表面涂抹少量潤滑脂。
(五)故障處理
擺動速度異常:先檢查氣源壓力是否波動(用壓力表監(jiān)測),排查流量控制閥是否堵塞(拆解清洗閥芯),若仍異常則測量齒輪齒條間隙,間隙超過 0.1mm 時需更換傳動組件;
制動失效:檢查制動彈簧是否疲勞(測量彈力值),制動片是否磨損超限,或控制管路是否泄漏,更換失效部件后需重新調(diào)試制動響應(yīng)時間;
異常噪音:拆除缸體端蓋檢查齒輪齒條嚙合狀態(tài),若存在偏磨需調(diào)整安裝同軸度,潤滑不足時補充潤滑油,異物侵入時拆解清潔內(nèi)部;
滲氣泄漏:用肥皂水逐一檢測密封件、配管接口及端蓋結(jié)合面,更換老化密封件,重新纏繞密封帶或更換接頭,確保密封可靠。
六、應(yīng)用案例
(一)3C 行業(yè) PCB 板檢測載具旋轉(zhuǎn)
某電子設(shè)備企業(yè)在 PCB 板 AOI 檢測生產(chǎn)線中,采用 GRC-TA-32-90-Y 型號驅(qū)動檢測載具旋轉(zhuǎn)。該場景需實現(xiàn)載具 90° 精準翻轉(zhuǎn),定位精度要求 ±0.5°,檢測信號需與 AOI 相機聯(lián)鎖。
選用理由:臺式基座直接固定于檢測臺面板,節(jié)省安裝空間;內(nèi)置磁環(huán)檢測到位信號,與相機觸發(fā)信號同步,確保檢測時機準確;φ32mm 缸徑在 0.5MPa 壓力下輸出 28N?m 扭矩,適配載具 + PCB 板總重量 5kg 的翻轉(zhuǎn)需求。
運行效果:設(shè)備節(jié)拍提升至 3 秒 / 片,較原步進電機驅(qū)動方案效率提升 30%;無給油設(shè)計避免油污污染 PCB 板,檢測合格率從 98.5% 提升至 99.8%;制動機構(gòu)在設(shè)備停機時鎖止載具,防止碰撞損傷相機鏡頭,設(shè)備故障率降低 65%。
(二)汽車零部件焊接工裝驅(qū)動
某汽車零部件制造廠在車門鉸鏈焊接生產(chǎn)線中,采用 GRC-H-TB-50-180-T 型號驅(qū)動焊接工裝旋轉(zhuǎn)。該場景為垂直安裝,工裝 + 工件總重量 15kg,需 180° 翻轉(zhuǎn)焊接,要求斷氣時絕對鎖止。
選用理由:重載型雙齒條傳動結(jié)構(gòu)輸出扭矩 120N?m,滿足重載需求;TB 型定位銷基座保證多臺設(shè)備安裝一致性;制動保持力 216N?m,斷氣時可靠鎖止負載;防油款密封設(shè)計抵御焊接車間油污侵蝕。
運行效果:焊接節(jié)拍穩(wěn)定在 45 秒 / 件,適配生產(chǎn)線 24 小時連續(xù)運行;制動機構(gòu)在換件時鎖止工裝,避免墜落風險,安全生產(chǎn)事故率降為零;齒輪齒條傳動平穩(wěn),工裝翻轉(zhuǎn)無晃動,焊接焊點合格率提升至 99.2%;年維護成本僅 800 元,較液壓驅(qū)動方案降低 70%。
(三)食品包裝機械料盒轉(zhuǎn)向機構(gòu)
某食品包裝企業(yè)在餅干裝盒生產(chǎn)線中,采用 GRC-TA-40-180-S 型號驅(qū)動料盒轉(zhuǎn)向機構(gòu)。生產(chǎn)環(huán)境存在面粉粉塵,需實現(xiàn)料盒 180° 轉(zhuǎn)向后對接裝盒機,運行速度要求 120 次 / 分鐘。
選用理由:防塵款伸縮式防塵罩阻擋面粉侵入,保障機構(gòu)穩(wěn)定運行;φ40mm 缸徑輸出 45N?m 扭矩,適配料盒重量 8kg 的轉(zhuǎn)向需求;臺式安裝直接固定于包裝機臺面,管路從側(cè)面布置,優(yōu)化設(shè)備布局。
運行效果:設(shè)備連續(xù)運行 3000 小時無故障,粉塵防護效果顯著;擺動速度調(diào)節(jié)至 120rpm,匹配裝盒機節(jié)拍;鋁合金缸體耐清潔劑腐蝕,每周僅需清潔防塵罩,維護簡便;較原鏈條傳動方案,設(shè)備噪音從 75dB 降至 62dB,改善車間工作環(huán)境。