Гидравлические манжеты ГОСТ 14896: типы и подбор

Стандарт на гидравлические манжеты отличается от многих ГОСТ на резиновые детали тем, что даёт не только размеры, но и ресурс. По нему можно заранее оценить, сколько километров хода выдержит манжета при данном давлении и сколько суток проживёт при перегреве масла. Поэтому при замене смотрят на три цифры обозначения и на две таблицы стандарта.

Обозначение называет тип, два диаметра и группу резины

Запись по п. 1.3 ГОСТ 14896-84 выглядит так: «Манжета 1-20×12-1 ГОСТ 14896-84». Первая цифра тип, затем диаметр цилиндра D и диаметр штока d, которые образуют уплотняемую пару, последняя цифра группа резины. На самой манжете тот же код выдавливают на торце, например «1-50×40-1». Типоразмер всегда задаётся парой D×d, даже если манжета стоит только на штоке: второй диаметр определяет дно канавки.

Стандарт введён с 1 января 1985 года взамен ГОСТ 14896-74 и ГОСТ 6969-54 и действует в редакции с изменениями 1–3. Тип 2 и чертёж 7 изменением № 2 исключены, поэтому в паспортах старых прессов можно встретить обозначение, которого нет в действующих таблицах. ГОСТ 14896 соотносят с другими номерами на манжеты по общему ряду стандартов на манжеты.

Восемь групп резины рассчитаны на разные среды

Таблица 17 стандарта связывает группу резины с рабочей средой, интервалом температур, давлением и полным сроком службы. Группы 0 и 1 предназначены для индустриальных, турбинных и дизельных масел и гидрожидкостей ВМГЗ и МГ-30. Группа 2а работает и на маслах, и на воде, включая морскую воду и конденсат. Группа 3 рассчитана на водомасляные эмульсии и индустриальные масла, группа 5 на воду, эмульсии и широкий ряд масел, группа 6 на синтетические и морозостойкие жидкости типа АМГ-10 и МГЕ-10А.

Группа 3 в той же таблице выделена примечанием 3: для неё на типах 1 и 3 допускается давление до 63 МПа. Для групп с объединёнными строками давление и среду сверяют по полной таблице стандарта, а не по сокращённой выписке.

Верхняя граница температуры даётся на сутки, а не на годы

Интервал из таблицы 17 легко принять за рабочий диапазон на весь срок службы. Пункты 2.3.2.1–2.3.2.9 уточняют: полный срок группа выдерживает в узком интервале, а у верхней границы счёт идёт на сутки и часы. Для группы 0 это 10 лет при −10…+70 °C, но всего 300 часов при +200 °C. Группа 2а на масле живёт три года до +30 °C и только 20 часов при +100 °C.

На схеме интервалы групп на масле: группа 0 от −10 до +200 °C, группа 1 от −10 до +150 °C, группы 2а и 4 от −30 до +100 °C, группа 2б от −10 до +100 °C, группа 5 от −40 до +100 °C, группа 6 от −60 до +100 °C. Пример: масло в гидросистеме пресса летом держится около +70 °C. Группа 1 на таком режиме сохраняет расчётные 10 лет, группа 2а по п. 2.3.2.4 выдерживает при +70 °C только 7 суток. Внешне обе манжеты одинаковы, и перепутанная группа даёт течь через неделю после ремонта.

Ресурс в километрах падает с диаметром и давлением

Таблица 18 задаёт 80-процентный ресурс в километрах хода при температуре не выше +70 °C. Для манжет диаметром от 160 до 250 мм он составляет 200 км при давлении до 6,3 МПа, 100 км при 16–25 МПа и 70 км при 32–50 МПа. Для диаметров 320–500 мм при тех же условиях 60, 30 и 10 км. Ресурс при давлении выше 5 МПа указан для манжет с защитными кольцами; без колец в интервале 5–10 МПа он в 1,5 раза меньше.

Пример: цилиндр пресса диаметром 200 мм работает при 20 МПа с ходом 0,8 м. За цикл манжета проходит 1,6 м, и 100 км по таблице соответствуют примерно 62 500 циклам. При 300 циклах в смену это около 200 смен, или порядка года в одну смену. Цифры условные: реальный износ зависит ещё от чистоты масла и состояния штока, но расчёт показывает, когда планировать замену и сколько манжет держать в запасе.

Шток, масло и защитные кольца входят в условия стандарта

Ресурс из таблицы 18 рассчитан на условия раздела 6: трущиеся поверхности без рисок и забоин, масло не грубее 12-го класса чистоты по ГОСТ 17216, фильтр в работе не грубее 50 мкм. Шероховатость штока Ra 0,20 мкм, цилиндра Ra 0,32 мкм и твёрдость 46,5–56 HRCэ с твёрдым хромированием п. 6.8 требует для повышенного ресурса 2000 км манжет типа 3 из группы 5, и при ремонте штока эти значения берут ориентиром. При давлении свыше 10 МПа по п. 6.4 ставят защитные кольца из фторопласта, подобранные по форме.

В загрязнённой среде перед манжетой штока по п. 6.5 устанавливают грязесъёмник по ГОСТ 24811 подходящего профиля и материала. Если хотя бы одно из этих условий не выполнено, срок службы по таблицам стандарта уже не гарантирован, и новая манжета изнашивается быстрее, чем старая, независимо от группы резины.

Перед монтажом манжету готовят по разделу 6

Манжеты, которые хранились или перевозились при минусовой температуре, по п. 6.1.6 выдерживают не менее 24 часов при +15…+25 °C, иначе холодная кромка надрывается на фаске. Посадочные места продувают, очищают и смазывают монтажной смазкой слоем 0,1–0,5 мм: стандарт называет ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-203, ЛИТОЛ-24 и другие либо рабочую жидкость, кроме воды. Инструмент берут мягче металла детали, ударный не допускается. После сборки узел выдерживают под рабочим давлением 5 минут без падения давления.

Срок хранения на складе тоже различается по группам. По п. 2.3.5 манжеты в россыпи сохраняются 4 года для групп 0 и 1, 3 года для групп 3 и 6 и 2 года для групп 2а, 2б, 4 и 5, считая от приёмки на заводе-изготовителе. Для ремонтного запаса это повод заказывать группы 2а, 2б, 4 и 5 меньшими партиями.

Светофор показывает, можно ли заказывать по обозначению

Не каждую манжету с обозначением ГОСТ 14896 стоит заказывать «как написано». Перед запуском заявку проверяют по трём цветам. Зелёный: обозначение читается целиком, среда и температура совпадают с таблицей 17 для указанной группы, давление в её пределах, есть защитные кольца при давлении выше 10 МПа. Такую манжету делают по спецификации без дополнительных вопросов.

Жёлтый: группа не читается, масло заменили на эмульсию или негорючую жидкость, рабочая температура выше +70 °C, цилиндр импортный с канавкой «похожего» размера. Здесь нужны данные по узлу и предложение изготовителя с основанием, которое заказчик подтверждает письменно. Красный: давление выше 50 МПа, скорость больше 0,5 м/с, ход длиннее 10 м, а также тормозные и авиационные гидросистемы. Первые три условия выходят за пределы стандарта, для тормозов и авиации манжету берут только по документации разработчика техники, и материал с профилем подбирают после отдельной технической оценки.

Что означает последняя цифра в обозначении манжеты ГОСТ 14896-84?

Последняя цифра в обозначении манжеты ГОСТ 14896-84 обозначает группу резины: 0, 1, 2а, 2б, 3, 4, 5 или 6. По таблице 17 стандарта группа определяет рабочую среду, интервал температур, допустимое давление и полный срок службы. Например, группа 1 рассчитана на минеральные масла при −10…+150 °C и до 32 МПа со сроком 10 лет, группа 6 на жидкости АМГ-10 и МГЕ-10А при −60…+100 °C.

Когда манжете ГОСТ 14896-84 нужно защитное кольцо?

Защитное кольцо манжете ГОСТ 14896-84 нужно при давлении свыше 10 МПа: так требует п. 6.4 стандарта, а конструкцию колец и схемы установки дают приложения 6 и 7. Ресурс по таблице 18 для давлений выше 5 МПа указан именно для манжет с защитными кольцами, без них в интервале 5–10 МПа он в полтора раза ниже. Кольцо ставят со стороны, противоположной давлению.

Полиуретан и размеры вне ряда выводят за рамки стандарта

ГОСТ 14896-84 описывает только резиновые манжеты. Полиуретановая манжета того же размера часто служит дольше на абразивной и высоконапорной гидравлике, но это уже изделие по чертежу или ТУ, а не по ГОСТ: группы резины и ресурс из таблицы 18 к ней не применяют. При переходе на полиуретан проверяют температуру масла и отсутствие воды в системе, а размеры канавки снимают заново. Полный комплект цилиндра и порядок его замены определяют уплотнения гидроцилиндров.

Наша компания производит манжеты и сальники по обозначению ГОСТ, чертежу или замерам канавки: резиновые формованием, полиуретановые литьём или точением. Для заявки достаточно обозначения манжеты или размеров D, d и ширины канавки, рабочей жидкости, давления, температуры масла и числа манжет на ремонт и в год. Если группа резины в обозначении не читается, это записывают в заявке прямо, и изготовитель предлагает группу или материал с основанием.