ГОСТ 6969-54: воротниковые манжеты для гидравлики и что ставят взамен

На старом прессе снимают изношенную манжету, а в паспорте написано «Манжета 55×75 ГОСТ 6969-54». Снабжение ищет этот стандарт в действующих каталогах и не находит, потому что с 1 января 1985 года его заменил ГОСТ 14896-84. Деталь при этом никуда не делась: по старой таблице видно её сечение, натяг губ и допуски, и этого хватает, чтобы заказать замену без разборки чертежей полувековой давности.

ГОСТ 6969-54 описывает резиновый воротник двустороннего действия

Название стандарта: «Манжеты (воротники) резиновые уплотнительные диаметром до 300 мм для гидравлических устройств». Его утвердило Управление по стандартизации при Госплане СССР 19 марта 1954 года, срок введения 1 января 1955 года, внесён Министерством транспортного и тяжёлого машиностроения. Текст сохранился в сборнике «Уплотнения резиновые и резино-тканевые» 1964 года, скан которого выложен поставщиком РТИ.

По области применения манжета одна, без пакета, держит герметичность в гидравлическом устройстве с возвратно-поступательным движением. Пределы записаны так: давление до 320 кгс/см², это около 31 МПа, температура от −35 до +80 °C. Для сравнения, ГОСТ 14896-84 охватывает давление от 0,1 до 50 МПа и температуру от −60 до +200 °C в зависимости от группы резины, то есть новый стандарт шире по обоим краям.

Профиль у воротника 6969-54 симметричный: две губы, одна по штоку, другая по цилиндру. Поэтому в таблице на каждую строку даны оба уплотняемых диаметра, d и D, и оба диаметра губ, d₂ и D₂.

Обозначение состоит из двух диаметров и номера стандарта

По тексту стандарта в условное обозначение входят только уплотняемые диаметры d и D и номер документа. Пример из стандарта: «Манжета 55×75 ГОСТ 6969-54» для штока или поршня с d = 55 мм и D = 75 мм. Ни группы резины, ни типа, как в ГОСТ 14896-84, здесь нет: материал один, маслостойкая резина.

Отсюда частая путаница при замене. Обозначение 6969-54 не говорит, какая сторона манжеты в узле работает, по штоку или по цилиндру. Это видно только по канавке: если канавка проточена в поршне, манжета держит цилиндр по D; если в крышке, держит шток по d.

Сечение манжеты задаётся одним числом B = H

Ширина и высота воротника в таблице равны, и по ним размеры делятся на семь групп: 4, 6, 8, 10, 12,5, 15 и 20 мм. Сечения 4, 6 и 8 мм стоят на штоках 6–24 мм, причём диапазоны соседних групп перекрываются, сечение 10 мм идёт с d от 20 до 80 мм, 12,5 мм с d от 50 до 85 мм, 15 мм с d от 45 до 210 мм, 20 мм с d от 180 до 300 мм. Во всех строках разница D − d равна 2B, то есть радиальная глубина канавки равна сечению манжеты: у 55×75 это 10 мм, у 50×75 из следующей группы 12,5 мм. По одной паре диаметров из паспорта группа сечения определяется сразу.

Допуск на сечение в стандарте только в минус. Манжета, у которой B больше номинала, по ГОСТ 6969-54 бракуется, даже если на вид она плотнее сидит в канавке.

Натяг губ составляет примерно треть сечения

Формул в стандарте нет, но табличные числа сводятся к двум: d₂ = d − 0,3 B и D₂ = D + 0,3 B, где B сечение. Этот вывод из таблицы сходится во всех семи группах, от самой мелкой до двадцатимиллиметровой. У манжеты 55×75 сечением 10 мм внутренняя губа 52 мм, наружная 78 мм, натяг 3 мм на диаметр, то есть 1,5 мм на сторону. У сечения 20 мм натяг 6 мм на диаметр.

Пята манжеты, наоборот, сделана с зазором. Её диаметры d₁ и D₁ отличаются от уплотняемых на 0,1 B: у 55×75 это 56 и 74 мм. Пята не трётся о шток и цилиндр, а опирается на дно канавки и держит губы от выворачивания.

Эта пропорция полезна при обмере изношенной манжеты. Губа, у которой натяг упал до половины табличного, уже не держит давление в начале хода, хотя на глаз деталь целая. Такой износ и его причины по следам на рабочей кромке удобнее читать по признакам износа манжеты штока.

На матрице те же строки, что в таблице выше: сечение, диапазон диаметра штока, допуск на сечение и натяг губы по штоку на диаметр, от 1,2 мм у сечения 4 мм до 6 мм у сечения 20 мм.

Звёздочки в таблице ограничивают сторону уплотнения

Часть размеров отмечена звёздочками. Одна звёздочка означает, что манжету этого размера не применяют для уплотнения по наружному диаметру D, две звёздочки запрещают её для уплотнения по d. Например, 9, 16, 20 и 105 мм по d отмечены одной звёздочкой, 14, 19, 23 и 24 мм двумя.

При замене этот запрет переносят и на новую деталь. Если старый воротник 24×40 стоял в поршне, всё в порядке: он работал по цилиндру. Если же он стоял на штоке, узел изначально собран с нарушением, и течь по штоку объясняется не только износом.

Требования к резине сформулированы в старых единицах

Раздел технических условий требует маслостойкую резину для работы от +80 до −35 °C со следующими свойствами на стандартных образцах: твёрдость по прибору ТМ-2 80–90 единиц, сопротивление разрыву не менее 80 кгс/см², относительное удлинение не менее 100 %, остаточное удлинение не более 10 %, коэффициент старения не ниже 0,9 после 48 часов при 70 ± 2 °C. Есть и требования к набуханию в трансформаторном масле и смеси бензина с бензолом.

В современных единицах 80 кгс/см² это около 7,8 МПа. Шкала ТМ-2 по смыслу близка к Шору А, поэтому 80–90 единиц читают как твёрдую маслостойкую резину, ориентир 80–90 Shore A для NBR общего назначения. Точный пересчёт между приборами делают по таблицам испытательной лаборатории, а не по совпадению цифр.

К внешнему виду стандарт строг. Радиальные риски на манжете не допускаются вообще, на нерабочих поверхностях допустимы неровности до 0,5 мм, не больше трёх на 100 мм периметра, и следы недопрессовки площадью до 0,25 см².

Как по обозначению ГОСТ 6969-54 узнать сечение манжеты?

Сечение манжеты ГОСТ 6969-54 равно половине разницы двух диаметров из обозначения: у 55×75 это 10 мм, у 50×75 уже 12,5 мм. Всего в стандарте семь сечений, от 4 до 20 мм, высота воротника равна его ширине. По сечению из таблицы берут натяг губ, около 0,3 сечения на диаметр, и допуск, который задан только в минус.

Какое давление выдерживает манжета ГОСТ 6969-54?

Манжета ГОСТ 6969-54 рассчитана на давление до 320 кгс/см², это около 31 МПа, при температуре от −35 до +80 °C и возвратно-поступательном движении. Предел относится к одной манжете из маслостойкой резины твёрдостью 80–90 единиц по ТМ-2. Выше +80 °C или с синтетическими жидкостями старую марку резины не применяют, материал подбирают заново.

Замену подбирают по канавке, а обещание дают после пробы

Взамен воротника 6969-54 ставят манжету по ГОСТ 14896-84, полиуретановую манжету или деталь по чертежу. Тип и группу резины нового стандарта выбирают по канавке и жидкости, как у манжет ГОСТ 14896, а по номеру старого стандарта аналог не находится. Нужны глубина и ширина канавки, диаметры штока и цилиндра, давление, жидкость и температура.

Полиуретан в таком узле часто работает дольше резины, но при давлении около 30 МПа и изношенном цилиндре ему нужно защитное кольцо, а при горячем масле проверка стойкости. Обещать ресурс без испытания на одном цилиндре нельзя: первую партию разумно поставить на один узел, отработать смену и только потом заказывать комплект на парк прессов. Если давление в паспорте выше нынешней работы пресса, это тоже записывают, иначе новая манжета будет подобрана с лишним запасом по твёрдости.

Данные для манжеты взамен ГОСТ 6969-54

Строка паспорта «55×75 ГОСТ 6969-54» даёт изготовителю только два диаметра. Остальное добавляют из узла: стоит канавка в поршне или в крышке, её ширину вдоль оси, какое масло залито в систему и до скольких градусов оно греется летом, сколько прессов с такой же манжетой. Если вместо замера есть только изношенная манжета, сечение и диаметры восстанавливают по таблице стандарта, а натяг проверяют по формуле 0,3 B, и в КП это стоит как предположение, согласованное письменно.

Наша компания производит уплотнения гидроцилиндров по чертежу, эскизу или образцу, в том числе аналоги снятых с производства уплотнений, когда номер стандарта в паспорте уже ничего не говорит поставщикам. Если канавка не совпадает ни с одной строкой нового ряда, профиль рисуют под неё, и в чертеже манжеты указывают натяг губ явно.