ISO 6194-1: радиальные манжеты валов, размеры, допуски и обозначение

ISO 6194-1:2007 «Rotary shaft lip-type seals incorporating elastomeric sealing elements. Part 1: Nominal dimensions and tolerances» подготовлен комитетом ISO/TC 131/SC 7, второе издание заменило ISO 6194-1:1982 и по каталогу ISO остаётся действующим после подтверждения в 2023 году. Разделы 1–7.2 открыты в ознакомительном фрагменте, числа в тексте взяты оттуда. Российского стандарта, повторяющего ISO 6194-1, нет; армированные манжеты в России описывает ГОСТ 8752-79, а немецкий ряд размеров и обозначения A и AS относятся к сальникам DIN 3760.

Стандарт описывает манжету, вал и корпус вместе

Во введении стандарта принцип работы сформулирован двумя посадками. Динамическое уплотнение создаёт расчётный натяг между валом и гибкой кромкой. Наружный диаметр манжеты сидит в отверстии корпуса тоже с натягом, который удерживает манжету и исключает статическую утечку. Поэтому ISO 6194-1 задаёт размеры и допуски не только манжеты, но и вала и посадочного отверстия.

Раздел 1 оговаривает, что манжеты этого типа подходят для условий низкого давления, а термопластичные кромки, в том числе из PTFE, относятся к ISO 16589. Серия ISO 6194 состоит из пяти частей: размеры и допуски, словарь, хранение и монтаж, испытания, визуальные дефекты.

Четыре исполнения наружной поверхности и два варианта кромки

Рисунок 1 стандарта показывает четыре базовых типа наружной поверхности: металлический каркас с внутренним каркасом, металлический каркас, частично обрезиненный и полностью обрезиненный. Рисунок 2 показывает варианты кромки: одна рабочая кромка или рабочая кромка с пыльником. Каждый вариант кромки сочетается с любым исполнением наружной поверхности.

Гидродинамические насечки на рабочей кромке стандарт допускает у отдельных изготовителей, а конструкцию кромки оставляет согласованию изготовителя и покупателя. Для заказчика из этого следует, что одинаковые размеры D1 × D2 × b по ISO 6194 не гарантируют одинаковую конструкцию: исполнение наружной поверхности, пыльник и насечки указывают в заявке отдельно.

Давление применения ограничено 30 кПа

Пункт 6.1 описывает обычные условия: со стороны воздуха атмосферное давление, со стороны жидкости избыточное давление от 0 до 30 кПа (0,3 бар). Для другого давления пользователь консультируется с изготовителем манжеты. Если манжету по каталогу ставят в узел, где при работе давление в полости поднимается до 0,5–1 бар, кромка прижимается сильнее расчётного, перегревается и изнашивается раньше срока.

Пример для условного редуктора: сапун корпуса забит, при нагреве масла давление в картере выросло до 0,6 бар. Это вдвое выше предела пункта 6.1, и течь по манжете здесь лечат прочисткой сапуна, а не заменой манжеты на такую же.

Какой допуск вала нужен под манжету по ISO 6194-1?

Вал под радиальную манжету по ISO 6194-1:2007 выполняют с допуском диаметра не грубее h11 по ISO 286-2 (пункт 7.2) и с заходной фаской по таблице 2, без заусенцев, острых кромок и грубых следов обработки. Вместо фаски допускается радиус от 1,8 до 3,0 мм. Требования к шероховатости и твёрдости вала стандарт задаёт в пункте 7.3, а допуск отверстия корпуса в разделе 8.

Таблица 1 задаёт сочетания вала, отверстия и ширины

Номинальные размеры в таблице 1 записаны тройкой D1, D2, b: диаметр вала, диаметр отверстия корпуса (он же наружный диаметр манжеты) и ширина. Диапазон валов от 6 до 480 мм. Ширина растёт ступенями: 7 мм для валов до 30 мм, 8 мм для валов примерно от 32 до 60 мм, 10 и 12 мм для валов от 65 до 130 мм, 15 мм для валов от 140 до 220 мм, 20 мм для валов от 240 до 400 мм, 25 мм для валов 450 и 480 мм.

Несколько строк таблицы для примера: 25 × 47 × 7, 40 × 62 × 8, 45 × 65 × 8, 60 × 80 × 8, 100 × 125 × 12, 160 × 190 × 15, 300 × 340 × 20. Сноска разрешает увеличивать ширину b для сложных конструкций манжеты. Значит, манжета 45 × 65 × 10 с пыльником остаётся в духе стандарта, если в корпусе есть место под более широкую деталь.

Фаска вала по таблице 2 защищает кромку при монтаже

Пункт 7.1 требует на конце вала заходной фаски по таблице 2, без заусенцев, острых кромок и грубых следов обработки. Малый диаметр фаски dm не больше:

Пример: вал 45 мм попадает в строку «свыше 40 до 50», и dm не больше 45 − 3,5 = 41,5 мм. Если фаски нет или она мельче, кромка манжеты при надевании выворачивается или режется о торец вала, и течь появляется с первого пуска. Инструмент для монтажа описывает ISO 6194-3.

Чего нет во фрагменте, проверяют по полному тексту

Шероховатость и твёрдость вала (пункт 7.3), допуск и шероховатость отверстия корпуса (раздел 8), допуски ширины и наружного диаметра манжеты (раздел 9) и размерный код идентификации (раздел 10) в открытом фрагменте не приведены. Для конструктора это повод купить полный текст или пользоваться данными изготовителя манжет. Пример таких данных: в листке изготовителя FST для манжет, спроектированных по DIN 3760, указаны поле допуска отверстия корпуса ISO H8, шероховатость вала Rz от 1,0 до 4,0 мкм и твёрдость вала не ниже 45 HRC (листок FST). Это ориентир изготовителя, а не текст ISO 6194-1.

Для заказа манжеты по ISO 6194 нужны размеры и условия узла

Если тройка размеров есть в таблице 1, а давление в полости не выше 30 кПа, манжету берут каталожную нужного исполнения. Если давление выше, вопрос решают с изготовителем манжеты по пункту 6.1. Если размера нет в таблице, манжету делают по образцу или чертежу, а при отсутствии образца замеряют вал, отверстие и ширину посадочного места.

В заявке на манжету указывают D1 × D2 × b, исполнение наружной поверхности по рисунку 1, наличие пыльника, материал кромки по маслу и температуре, частоту вращения вала, давление в полости и количество на год. Замеры вала с износом и биением записывают отдельно: изношенная дорожка на валу ломает расчёт натяга, и новая манжета течёт так же, как старая.

Манжеты нестандартных размеров изготавливают по образцу и чертежу

Наша компания производит манжеты и сальники по чертежу, эскизу, фото или образцу, в том числе размеров, которых нет в таблице 1 ISO 6194-1 и в ГОСТ 8752. Снятую с узла манжету без читаемой маркировки повторяют по образцу с замером посадочного места, импортную позицию подбирают как аналог по размерам. Заказ от одной штуки, минимальная сумма 9 000 ₽ с НДС.

Изготовителю редукторов и насосов, который закладывает манжету в серию, удобнее сразу закрепить в КД размер по таблице 1, исполнение, материал и требования к валу из пунктов 7.1 и 7.2, а годовой объём заказывать по одной спецификации.