无杆气缸的核心特点是没有伸出缸体的活塞杆,通过内部的磁耦合或机械耦合结构驱动外部滑台运动,相比传统气缸,它的行程更长、安装空间更小、轴向尺寸紧凑,广泛用于自动化设备的直线搬运、定位、分拣等场景。
下面从选型原则、安装方法、接线控制、使用注意事项四个核心维度,讲清楚无杆气缸的正确使用方式,同时区分常见的磁耦式(CY1S/CY3B 系列) 和机械接触式(CY1L 系列) 两种类型的差异。
一、 先选对:无杆气缸的选型原则
使用的前提是选对型号,否则会出现推力不足、滑台脱落、寿命缩短等问题。
确定类型
磁耦式无杆气缸:成本低、噪音小、密封性好,适合清洁环境、轻负载、中低速场景(如小型零件搬运);缺点是负载过大时,内外磁环可能脱耦,导致滑台停止运动。
机械接触式无杆气缸:通过钢带和活塞连接,推力大、负载能力强、不会脱耦,适合重负载、高速度、长行程场景(如大型板材输送);缺点是钢带处的密封会有轻微泄漏,噪音略大,需要定期维护。
核心参数计算
缸径:根据负载大小计算,公式:推力F = 缸径面积 × 供气压力 × 效率系数(效率系数取 0.8~0.9,防止负载波动)。
行程:实际需要的运动距离 + 两端缓冲行程(一般 5~10mm),注意无杆气缸的大行程受缸径限制,缸径越小,大行程越短。
速度:磁耦式建议≤500mm/s,机械接触式建议≤1000mm/s;速度过快会导致冲击大,需搭配调速阀。
供气压力:常规工作压力 0.4~0.6MPa,压力过高会增加密封件磨损。
二、 装得对:安装方法与要求
无杆气缸的安装精度直接影响寿命和运动平稳性,重点注意以下几点:
安装方式
底座安装:将气缸缸体固定在设备机架上,滑台带动负载运动(常用,稳定性好)。
滑台安装:将负载直接固定在滑台上,缸体随滑台运动(适合需要缸体移动的场景,需保证负载重心与滑台中心重合)。
侧面安装:通过安装支架固定在设备侧面,注意避免单侧受力导致缸体弯曲。
安装精度要求
气缸的安装面必须平整,平面度差≤0.1mm/m,否则会导致缸体变形,活塞运动卡滞。
负载的运动方向必须与气缸的轴线平行,严禁径向受力或扭转力,否则会严重磨损密封件,甚至导致钢带断裂(机械接触式)或脱耦(磁耦式)。
固定螺栓必须均匀拧紧,建议使用防松螺母,防止长期振动导致松动。
磁耦式的特殊要求
安装时避免滑台靠近强磁场设备(如电磁铁、变频器),强磁场会干扰内外磁环的吸力,导致脱耦。
三、 控得对:气动回路与接线控制
无杆气缸的控制逻辑和传统双作用气缸基本一致,核心是通过电磁阀控制进气方向,实现滑台的往复运动,搭配调速阀和传感器实现速度调节和定位。
基本气动回路(必配元件)
气源 → 过滤器(AF)→ 减压阀(AR)→ 油雾器(AL,可选)→ 二位五通电磁阀 → 无杆气缸
过滤器 + 减压阀 + 油雾器(三联件):过滤器过滤空气中的水分和杂质,减压阀调节工作压力,油雾器为气缸内部提供润滑(磁耦式气缸建议使用无油润滑,避免油污影响磁环吸力;机械接触式气缸可根据工况选择是否润滑)。
二位五通电磁阀:控制气缸的伸出和缩回,建议选择先导式电磁阀,响应速度快,适合高频次动作。
调速阀:必须使用单向节流阀,安装在气缸的进气口侧(进气节流),用于调节滑台的运动速度;两端都要安装,实现伸出和缩回速度的独立调节。
缓冲装置:无杆气缸内置弹性缓冲(小型)或可调缓冲(大型),用于吸收运动末端的冲击;如果负载较大,建议外加液压缓冲器,保护气缸和设备。
位置检测与控制
无杆气缸的滑台是运动部件,需要搭配磁性开关实现位置检测(如原点定位、行程限位、到位触发后续动作)。
磁耦式无杆气缸的活塞内置磁环,可直接安装磁性开关,固定在缸体的任意位置,调节方便。
机械接触式无杆气缸需要在缸体两端或指定位置安装接近开关或行程开关,实现位置检测。
接线方式:磁性开关的信号线接入 PLC 的输入点,当滑台运动到指定位置时,磁性开关触发,PLC 接收到信号后,控制电磁阀换向,实现自动往复运动。
四、 用得久:使用注意事项与维护
使用前的检查
通气前,手动推动滑台,检查是否有卡滞现象,确保运动顺畅。
调节减压阀,将工作压力调至略低于额定压力,试运行后再逐步调整到目标压力。
检查磁性开关的安装位置是否正确,触发是否灵敏。
运行中的注意事项
严禁在无供气压力的情况下,强行推动滑台(磁耦式会导致磁环错位,机械接触式会磨损钢带密封)。
避免长时间满负荷连续运行,建议每运行 1 小时,停机 5~10 分钟,让密封件冷却。
注意观察气缸的运动状态,若出现速度忽快忽慢、噪音增大、漏气等现象,应立即停机检查。
日常维护与保养
清洁:定期清理缸体和滑台上的灰尘、杂质,避免进入气缸内部,磨损密封件。
润滑:机械接触式气缸若使用油雾润滑,需定期检查油雾器的油位,及时添加润滑油(推荐 ISO VG32 润滑油);磁耦式气缸建议使用无油润滑,若必须润滑,需使用专用的低粘度润滑油。
密封件更换:当气缸出现严重漏气、运动阻力明显增大时,说明密封件已磨损,需要更换密封件;磁耦式气缸更换密封件时,要注意内外磁环的安装方向,避免装反导致脱耦。
钢带检查:机械接触式气缸要定期检查钢带的磨损情况,若钢带出现裂纹、变形,应立即更换,否则会导致钢带断裂,活塞飞出。
