Какой размер уплотнительного кольца: как измерить кольцо и канавку

Кольцо круглого сечения полностью описывают два числа: внутренний диаметр и диаметр сечения. Третье, наружный диаметр, из них считают: OD = ID + 2 × CS. Например, кольцо 93,0 × 5,8 мм имеет наружный диаметр 104,6 мм. Отсюда простая проверка любой записи: если в ней три числа и третье не сходится с первыми двумя, значит, одно из них измерено неверно или записаны размеры узла, а не кольца.

Тройка ID-OD-CS в обозначении ГОСТ 9833-73 описывает узел

Строку 095-105-58 удобно читать как ID-OD-CS: около 95 мм внутри, около 105 мм снаружи, сечение 5,8 мм. Для прикидки, влезет ли кольцо в узел, этого хватает. Для заказа нет, потому что по тексту ГОСТ 9833-73 первые два числа описывают не кольцо, а сопрягаемые детали: шток и цилиндр, в которых кольцо работает. Пример в стандарте записан так: «Кольцо 020-025-30-2-4 ГОСТ 9833-73», то есть шток 20, цилиндр 25, сечение 3,0, затем группа точности 2 и резина группы 4.

Внутренний диаметр самого кольца в таблице стандарта меньше первого числа. У кольца 020-025-30 он 19,5 мм, у кольца 095-105-58 он 93,0 мм. Кольцо садится на шток или в канавку поршня с небольшим натягом, поэтому первое число в обозначении нельзя переносить в заказ как ID. Остальные части обозначения, группы точности и резины, нужны, чтобы понять, как читать обозначение колец ГОСТ 9833.

Последняя колонка посчитана по формуле OD = ID + 2 × CS. Видно, что наружный диаметр кольца близок ко второму числу обозначения, но не совпадает с ним.

Натяг на штоке считают по таблице стандарта

Разница между штоком и внутренним диаметром кольца задаёт растяжение при установке. По двум строкам таблицы его легко посчитать. Для 020-025-30: (20 − 19,5) / 19,5 ≈ 2,6 %. Для 095-105-58: (95 − 93,0) / 93,0 ≈ 2,2 %. Получается, что стандарт закладывает растяжение в 2–3 %, и этот ориентир помогает проверить размер, подобранный по замеру.

Если кольцо подобрали с внутренним диаметром, равным валу, оно сядет без натяга и может провиснуть или скрутиться при сборке. Если взяли ID на 10 % меньше вала, кольцо перетянется, сечение станет тоньше, и сжатие в канавке упадёт. Для колец, которые стоят в отверстии и уплотняют по наружному диаметру, логика обратная: кольцо слегка сжимают по окружности, и решает OD.

Старое кольцо показывает размер после работы, а не новый

Снятое кольцо мерить приходится чаще всего, и результат у него самый ненадёжный. За время работы резина меняется в нескольких направлениях сразу:

• в неподходящем масле или растворителе кольцо набухает, сечение и диаметр растут;
• от долгого сжатия сечение садится и становится овальным, плоские грани видны глазом;
• при снятии крючком или отвёрткой кольцо растягивается, особенно тонкое;
• постаревшая резина твердеет и фиксирует искажённую форму.

Поэтому по старому кольцу получают гипотезу, а не размер. Сечение мерят в четырёх местах по окружности, не сжимая губки, и берут наименьшее значение там, где нет плоских граней износа. Резина, набухшая в среде, даёт сечение больше нового, и ошибка в 0,2–0,3 мм на сечении 3 мм уже меняет вывод о сжатии в канавке.

Длина окружности заменяет штангенциркуль на больших кольцах

Внутренний диаметр мягкого кольца штангенциркулем мерить неудобно: кольцо проседает, губки его растягивают, и два замера в перпендикулярных направлениях расходятся на миллиметр и больше. Надёжнее получить наружный диаметр через длину окружности. Кольцо кладут на стол без натяжения, обхватывают ниткой или гибкой рулеткой по наружной кромке, длину делят на 3,14, а затем вычитают два сечения. Для колец диаметром от 200–300 мм этот способ почти единственный, а погрешность в 2–3 мм длины даёт меньше миллиметра по диаметру.

Пример: нитка по наружной кромке показала 330 мм, сечение в четырёх точках 5,9; 6,1; 5,9; 6,0 мм. OD = 330 / 3,14 ≈ 105,1 мм. Берём наименьшее сечение 5,9 мм, тогда ID ≈ 105,1 − 11,8 = 93,3 мм. Ближайший стандартный типоразмер с сечением 5,8 мм по ГОСТ 9833-73 даёт кольцо 095-105-58 с ID 93,0 мм. Совпадение хорошее, но кольцо могло набухнуть на несколько процентов, поэтому вывод подтверждают замером посадочного места.

Схема показывает порядок источников. Если есть обозначение по ГОСТ 9833-73 или другому стандарту, ID и сечение берут из таблицы. Если доступна канавка, внутренний диаметр определяют по дну канавки, а сечение по её глубине и нужному сжатию. Если канавки нет, но кольцо целое, его мерят по четырём точкам и через длину окружности. Если кольцо разорвано или потеряно, остаются диаметры вала и отверстия, а размер подтверждают примеркой.

Канавка даёт размер точнее кольца

Стальной вал и чугунный корпус за годы работы не меняют диаметр на десятые доли миллиметра, в отличие от резины. Поэтому, когда узел разобран, внутренний диаметр кольца выводят из дна канавки, а сечение из её глубины, и старое кольцо служит только для сверки. Какие именно диаметры снимать у штоковой, поршневой и торцевой канавки и каким инструментом, расписано в инструкции о том, как измерить канавку под кольцо и манжету.

Из канавки сечение выводят через сжатие. Сечение кольца берут больше глубины канавки так, чтобы сжатие составило примерно 10–30 % сечения: меньше в подвижных соединениях, больше в неподвижных, это ориентир для колец общего назначения. Расчёт сжатия и заполнения канавки вынесен в материал о размерах канавки под уплотнительное кольцо, здесь достаточно правила: при споре между старым кольцом и канавкой права канавка.

Как определить размер уплотнительного кольца, если старого кольца нет?

Размер уплотнительного кольца без образца определяют по посадочному месту. Для кольца на валу внутренний диаметр берут чуть меньше диаметра дна канавки, ориентир натяга 2–3 % по таблицам ГОСТ 9833-73. Сечение подбирают по глубине канавки с учётом сжатия. Если канавку не измерить, остаются диаметры вала и отверстия: сечение немного больше половины их разности, а окончательно размер подтверждают примеркой.

Как узнать внутренний диаметр уплотнительного кольца по длине окружности?

Внутренний диаметр уплотнительного кольца по длине окружности считают в два действия. Сначала наружную длину, измеренную ниткой без натяжения, делят на 3,14 и получают наружный диаметр. Затем из него вычитают удвоенное сечение. Пример: 330 мм по нитке и сечение 5,9 мм дают 105,1 − 11,8 = 93,3 мм. Способ годится для колец любого размера и не растягивает резину губками инструмента.

Нецелые миллиметры выдают кольцо из другого ряда

Когда замер даёт размеры вроде 37,47 × 3,53 мм, которые не складываются ни в одну строку отечественной таблицы, кольцо почти наверняка из дюймового ряда. Подменять его ближайшим метрическим опасно. Пример: в канавке глубиной 2,4 мм кольцо сечением 3,0 сжато на 20 %, а кольцо 2,62 мм только на 8 %. Подбор аналога вынесен в разбор колец AS568 и ISO 3601.

Подобранный по замеру размер подтверждают примеркой

Размер, подобранный по изношенному кольцу или по валу без канавки, остаётся расчётным. Пока размер не проверен в посадочном месте, никто не скажет наверняка, что такое кольцо уплотнит узел. Совместимость резины со средой и ресурс кольца тоже не гарантируются без испытаний: для смесей общего назначения есть ориентиры по маслу и температуре, а для вашей жидкости и режима их подтверждает только работа в узле.

На практике это выглядит так. Если размер получен по таблице стандарта или по чертежу, партию запускают сразу. Если размер выведен из старого кольца, разумно сначала заказать несколько штук, поставить одно в узел и проверить три вещи: кольцо садится без перекоса, не выступает из канавки и после затяжки не выдавливается в зазор. Только после этого запускают остальное количество.

В заявке размер подписывают источником

Одно и то же число значит разное в зависимости от того, откуда оно взято. «93 × 5,8 по таблице ГОСТ» можно запускать в работу, «93 × 5,9 по старому кольцу» требует проверки, «вал 95, отверстие 105» говорит только о посадочном месте. Поэтому каждое число в заявке полезно подписать: по документации, по канавке, по снятому кольцу, по предположению. Всё, что изготовитель вывел сам, например сечение по глубине канавки, мы отмечаем в КП как предложение и согласуем с вами письменно до запуска.

Для расчёта присылайте то, что удалось снять: обозначение со старой упаковки или из ремкомплекта, ID и сечение по замеру с пометкой «по старому кольцу» или «по канавке», среду и температуру. Наша компания изготавливает уплотнительные кольца нестандартных размеров, а если мерить узел некому, размеры снимаем сами с присланного образца в рамках изготовления по образцу. Снятие размеров и чертёж по образцу бесплатны при заказе от 9 000 ₽ с НДС.