ГОСТ 15608-81: пневмоцилиндры поршневые и их уплотнения

Стандарт введён с 1 января 1983 года взамен ГОСТ 15608-70, цитируемый текст это переиздание 1997 года с изменениями № 1, 2 и 3. По каталогу files.stroyinf.ru документ действует. Требования обязательные, стандарт не распространяется на вращающиеся и встроенные пневмоцилиндры и на цилиндры тормозных систем транспорта.

Стандарт описывает цилиндры на стяжках до 1 МПа

Цилиндры по ГОСТ 15608-81 предназначены для пневмосистем производственного оборудования и технологической оснастки. Скорость штока не больше 1 м/с для диаметров до 160 мм и не больше 0,5 м/с для диаметров свыше 160 мм. Климатические исполнения по пункту 1.4: У2, У3, УХЛ4 и О4 по ГОСТ 15150.

Исполнения по пункту 1.1 кодируются четырьмя цифрами: способ торможения (1 без торможения, 2 с регулируемым торможением в конце хода), вид крепления (от 0 на удлинённых стяжках до 5 на цапфах), конец штока (наружная или внутренняя резьба), резьба подвода воздуха (метрическая или коническая). Таблица 1 задаёт ряд диаметров от 25 до 400 мм, диаметр штока для каждого и статическое усилие при 0,4, 0,63 и 1 МПа, а ход поршня берут по ГОСТ 6540.

Уплотнения пневмоцилиндра разделены на подвижные и неподвижные

Стандарт сам делит уплотнения на две группы, и для каждой своя проверка. Подвижные соединения это поршень в гильзе и шток в передней крышке: манжеты поршня, манжета или уплотнитель штока, грязесъёмник. У цилиндров с торможением добавляются уплотнения тормозных втулок и регулировочных дросселей. Неподвижные соединения это крышки с гильзой и стяжки: кольца или прокладки торцов гильзы, кольца дросселей и пробок.

Изнашиваются подвижные: от них зависят утечки и давление страгивания. Неподвижные кольца выходят из строя реже, но после разборки цилиндра на стяжках их обычно меняют, потому что торец гильзы обжимает кольцо и оно остаётся деформированным. Состав типового комплекта по исполнениям виден по ремкомплекту пневмоцилиндра.

Норма утечек задана падением давления за две минуты

Пункт 2.4 даёт два способа задать герметичность. Первый: при давлении 1 МПа, неподвижном поршне и суммарном объёме проверяемой полости и подключённой ёмкости не больше 50 см³ на каждый сантиметр диаметра падение давления от утечек через уплотнения подвижных соединений не должно превышать 0,01 МПа за 2 минуты. Второй: утечка из штоковой и бесштоковой полостей при 1 МПа не больше значений приложения 1 ГОСТ 18460.

Пример, условные данные: цилиндр D 100 мм, значит, отсечённый объём не больше 50 × 10 = 500 см³. Если за 2 минуты давление в таком объёме упало с 1,0 до 0,98 МПа, норма нарушена вдвое. Причина почти всегда в манжетах поршня или штока, реже в кольце тормозной втулки.

Неподвижные соединения и стенки по пункту 5.7 проверяют при 1 МПа мыльной водой или погружением: за 20 секунд не должно появиться ни одного пузырька. Здесь требование жёстче, утечка просто не допускается.

Давление страгивания показывает трение манжет

Пункты 2.5 и 2.6 ограничивают давление, при котором поршень без нагрузки начинает двигаться и проходит весь ход. По таблице 16 для цилиндров без торможения это 0,030 МПа при диаметре 25–63 мм, 0,025 МПа при 80–125 мм, 0,020 МПа при 160–320 мм и 0,015 МПа при 360–400 мм. Для цилиндров с торможением 0,050, 0,035, 0,030 и 0,020 МПа соответственно.

Давление страгивания показывает силу трения уплотнений. Пример: цилиндр D 100 мм без торможения, площадь поршня около 7 850 мм², при 0,025 МПа сила около 196 Н. Это весь допустимый запас на трение манжет поршня и штока при старте. Манжета с большим натягом, жёсткая резина или сухая сборка без смазки выводят цилиндр за эту норму, даже если утечек нет.

Какие манжеты подходят для пневмоцилиндра по ГОСТ 15608-81?

Для пневмоцилиндра по ГОСТ 15608-81 подходят манжеты, которые одновременно держат утечку не больше 0,01 МПа за 2 минуты при 1 МПа и дают давление страгивания не выше 0,015–0,05 МПа по таблице 16. Им нужна стойкость при температуре от минус 45 до плюс 70 °C и работа на воздухе класса 9 или 10 по ГОСТ 17433 со смазкой. Обычно это манжеты из маслостойкой резины или полиуретана, а материал фиксируют в КП.

Ресурс и отказ стандарт меряет уплотнениями

Пункт 2.8 задаёт полный средний ресурс не меньше 4 млн двойных ходов или 4000 км суммарного пути поршня. Предельное состояние: снижение статического усилия на штоке больше чем на 15 % или рост падения давления против пункта 2.4 больше чем в 2,5 раза, если это не устраняется текущим ремонтом. Средняя наработка до отказа по пункту 2.9 не меньше 400 тысяч двойных ходов или 400 км.

Оба критерия зависят от манжет: падение давления растёт от износа кромок, а усилие падает от трения и перетечек. Если после смены манжет цилиндр вернулся в нормы пункта 2.4, он не достиг предельного состояния: замена манжет здесь и есть тот текущий ремонт, о котором говорит пункт 2.8.

Воздух для цилиндров пункт 2.2 требует не грубее класса 10 по ГОСТ 17433 при работе выше 1 °C и класса 9 ниже 1 °C, а пункт 2.3 требует смазки трущихся поверхностей. Что эти классы значат для частиц, воды и масла, показывает таблица ГОСТ 17433-80.

Запасной комплект уплотнений входит в поставку

Пункт 3.1 включает в комплект каждого цилиндра один комплект запасных уплотнений подвижных соединений, а для экспорта пункт 3.2 требует два. Для завода, который выпускает цилиндры серийно, это означает двойной объём манжет в заказе: одни для сборки, другие для ЗИП, и обе партии по одному чертежу и из одного материала.

Срок хранения цилиндров по пункту 2.10 составляет 2 года, гарантийный срок эксплуатации по пункту 8.2 составляет 18 месяцев с ввода в эксплуатацию. Запасной комплект лежит на складе потребителя дольше, и при выборе материала его сохраняемость учитывают наравне с износостойкостью.

Требования стандарта переносят в ТЗ на манжеты

Для серийной партии уплотнений ТЗ строят так, чтобы каждую строку можно было проверить на стенде по разделу 5 стандарта:

Перед испытаниями пункт 5.1б требует не меньше трёх полных двойных ходов, поэтому новые манжеты проверяют уже приработанными. Приёмо-сдаточным испытаниям по пункту 4.2 подвергают каждый цилиндр, а давление страгивания в серии допускается проверять выборочно, не меньше 15 % суточного выпуска.

Уплотнения пневмоцилиндров изготавливают по чертежу и образцу

Наша компания производит манжеты поршня и штока, грязесъёмники, кольца крышек и тормозных втулок для пневмоцилиндров по чертежу, эскизу, фото или образцу. Для серийных заводов это партии под сборку и ЗИП по чертежу, для ремонта повтор изношенных деталей по образцу. Стандартные профили близки к манжетам ГОСТ 6678, нестандартные рисуют по канавке; варианты профилей есть среди манжет и грязесъёмников. Заказ от одного комплекта, минимальная сумма 9 000 ₽ с НДС.

Для расчёта присылают обозначение цилиндра или диаметр и ход, размеры канавок, исполнение по торможению, диапазон температур, класс воздуха и наличие смазки. Если цилиндр не проходит по давлению страгивания, к заявке прикладывают это значение: оно подсказывает, что натяг или материал старой манжеты нужно менять.