Размеры сальниковой набивки: как подобрать сечение по валу и камере

Пример расчёта для насоса с изношенной камерой выглядит так. Защитная втулка вала 55 мм, камера по чертежу 75 мм, но после нескольких перебивок замер даёт 76,4 мм. Половина разницы по чертежу 10 мм, по факту 10,7 мм. Сечение 10 мм из ряда стандарта проходит, но в изношенной камере кольцо обжимается слабее и раньше начинает пропускать среду. Ставить 12 мм нельзя: такой шнур не ляжет в зазор без расплющивания. В этом случае выбирают 10 мм более плотного плетения или прессуют кольца по фактическому размеру камеры, а в заявке пишут оба числа: чертёжное и замеренное.

Формула сечения работает только с фактическими диаметрами

В формулу половины зазора s = (D − d) / 2 подставляют два диаметра, и оба часто берут не там. У насоса d это защитная втулка вала, а не вал под ней; у задвижки шток в зоне колец, а не его резьбовая часть. D это расточка камеры по рабочей длине, без фаски на входе под грундбуксу. Арифметика простая, и ошибаются обычно в исходных числах, как и в порядке работ, когда набивают сальник задвижки.

Вал меряют в зоне колец, и не на чистом участке рядом. На изношенном валу появляется ступенька глубиной 0,2–0,5 мм, и замер в ней меняет сечение на четверть миллиметра. Камеру меряют на двух глубинах и в двух направлениях, чтобы увидеть конус или овал. Если разброс больше 0,5 мм, в заявку идёт наибольшее значение и отдельной строкой пометка об износе.

Старая набивка для замера не годится. Кольцо, проработавшее сезон, сплющено, потеряло пропитку и часто имеет сечение на 1–2 мм меньше исходного. По нему легко заказать 8 мм вместо 10 мм и получить течь через неделю после пуска.

Ряд сечений ГОСТ 5152-84 имеет пропуски

Если выписать сечения АП-31, ХБП и ЛП из таблицы 2 ГОСТ 5152-84 подряд, шаг ряда виден сразу: до 8 мм он миллиметровый, дальше двухмиллиметровый, а выше 22 мм трёхмиллиметровый. Для зазора камеры это значит простую вещь: чем крупнее насос, тем дальше расчёт может оказаться от ближайшего доступного сечения.

Пропуски в ряду важнее его границ. Между 8 и 10 мм нет 9, между 14 и 16 нет 15, между 22 и 25 нет 23 и 24. Если расчёт дал 9 мм, приходится решать, обжать кольцо 10 мм или подложить донную втулку и работать на 8 мм. Решение зависит от среды и давления, поэтому размер в таких случаях согласуют, а не выбирают молча.

У части марок ряд короче. Фторлоновая АФТ сквозного плетения выпускается только 4–10 мм, многослойная до 25 мм; у ФФ сквозное плетение 5–10 мм, многослойное до 22 мм. Поэтому сочетание «нужная марка плюс нужное сечение» иногда отсутствует, даже если оба числа по отдельности в стандарте есть.

Расчёт между двумя сечениями решают по запасу хода грундбуксы

Когда зазор попадает между размерами ряда, проверяют, сколько места остаётся для обжатия. Пример: шток 45 мм, камера 64 мм, зазор 9,5 мм. Кольцо 10 мм в такой камере обжимается на 0,5 мм по радиусу, то есть на 5 %, и обычно садится плотно без расплющивания. Если расчёт дал 9,1 мм, кольцо 10 мм пережато уже почти на 10 %: оно тяжело входит, греет шток при первой затяжке, и часть колец приходится досаживать оправкой по одному.

Обратный выбор, 8 мм в зазор 9,5 мм, почти всегда хуже. Кольцо болтается, при затяжке грундбуксы расплывается в стороны неравномерно, а утечка находит путь вдоль стенки камеры. Меньшее сечение допустимо только с проставочной втулкой или как временная мера до ремонта.

Для арматуры, где шток движется возвратно, запас по обжатию меньше, чем у вращающегося вала насоса: пережатая набивка на штоке задвижки заметно увеличивает усилие на маховике. Поэтому для задвижек при зазоре между размерами чаще заказывают прессованные кольца точно по камере.

Прямоугольное сечение нужно, когда камера мелкая

Квадрат не всегда подходит по глубине. Если камера короткая, а зазор широкий, квадратных колец помещается всего два-три, и пакет плохо держит давление. Прямоугольная набивка, например 8 × 10 или 10 × 12 мм у марок АФТ, АФ-1 и АПРПС, ставится широкой стороной по радиусу и даёт лишнее кольцо по высоте камеры.

Первым числом в обозначении обычно идёт размер по радиусу, вторым по высоте, но у поставщиков порядок встречается разный. В заявке на прямоугольное сечение пишут словами: «по радиусу 8 мм, по высоте 10 мм», тогда ошибку при намотке и резке исключают заранее.

Дюймовые камеры попадают в пропуски ряда

Насосы и арматура импортного производства часто имеют камеры под дюймовую набивку: 1/4″ это 6,35 мм, 5/16″ 7,94 мм, 3/8″ 9,53 мм, 1/2″ 12,7 мм, 5/8″ 15,88 мм, 3/4″ 19,05 мм. Почти все эти размеры лежат между миллиметровыми сечениями ГОСТ 5152-84 или совпадают с размерами в скобках (13) и (19), которые для новых конструкций не рекомендованы.

Признак дюймовой камеры простой: расчётное сечение выходит дробным и повторяется на нескольких одинаковых насосах. Если на трёх насосах подряд получилось 9,5 мм, это 3/8″, а не износ. Для таких узлов набивку берут дюймового размера по каталогу производителя набивки или прессуют кольца по замеру, а пересчёт в миллиметры указывают в заявке рядом с исходным размером.

Сечение и марку проверяют по трём цветам заявки

Зелёной по классификации Сивиза считается заявка, где расчётное сечение совпадает с рядом, марка указана, камера без износа, среда вода или масло при умеренной температуре. Такую набивку или кольца делают по данным заказчика.

Жёлтая заявка: зазор попал между размерами, камера изношена или овальна, размер дюймовый, марки старой набивки никто не знает. Здесь нужен замер камеры или чертёж и письменное предложение по сечению и способу, например прессованные кольца.

Красная заявка: пар, горячие нефтепродукты, кислоты, кислород, давление выше 1,6 МПа или арматура, где сечение и число колец заданы паспортом. В такой камере размер не меняют по своему решению: набивку и сечение берут по документации арматуры или насоса, а замена согласуется со службой главного механика.

На схеме те же пять шагов, что в тексте: замер вала в зоне колец и камеры на двух глубинах, расчёт половины разницы диаметров, поиск ближайшего сечения у выбранной марки, проверка обжатия до 5–10 % и расчёт длины и массы на комплект.

Массу набивки на заказ считают по плотности марки

Набивку продают бухтами, и на ярлыке указана масса бухты, а в цехе считают метры. Перевод делают через сечение и плотность: масса одного метра квадратной набивки равна s² × 1 000 мм × ρ. В таблице 4 ГОСТ 5152-84 плотность задана нижней границей: для АП-31 не менее 1,0 г/см³, для АПР-31 и АФТ не менее 1,2, для ХБП и ЛП не менее 0,9, для ФФ не менее 1,4 г/см³.

Пример: АП-31 сечением 10 мм. Площадь 100 мм², объём одного метра 100 см³, масса не меньше 100 г. Комплект из шести колец на шток 45 мм: средний диаметр 45 + 10 = 55 мм, длина кольца π × 55 ≈ 173 мм, на комплект около 1,04 м, то есть примерно 105 г. Для двух одинаковых задвижек с запасом на пробный рез разумно брать 2,5 м, около 0,25 кг. Реальная плотность партии обычно выше нижней границы, поэтому метров в бухте выходит немного меньше расчёта.

Какое сечение набивки брать, если расчёт дал дробное число?

Дробное сечение сальниковой набивки, например 9,5 или 11 мм, округляют к ближайшему большему размеру ряда ГОСТ 5152-84, если кольцо обжимается по радиусу не больше чем на 5–10 % (ориентир для плетёных марок общего назначения). При большем пережатии кольцо тяжело входит и греет шток, тогда заказывают прессованные кольца по камере. Меньшее сечение без проставочной втулки оставляет щель у стенки, и утечка идёт вдоль камеры.

Какие размеры сальниковой набивки выпускают по ГОСТ 5152-84?

Сальниковую набивку по ГОСТ 5152-84 выпускают крученой сечением 2–3,5 мм, плетёной сквозного и однослойного плетения 4–28 мм, многослойной до 50 мм, у марки ППФ до 70 мм. Скатанные марки АР и ХБР идут от 8 до 60 мм квадратом и 70 мм кругом. В ряду есть пропуски: нет 9, 11, 15 и 17 мм, поэтому дробный расчёт решают обжатием или кольцами по камере.

Партию набивки сверяют по сечению до резки колец

Входной контроль бухты под ремонт сводится к одному вопросу: совпало ли сечение с камерой, под которую её брали. Штангенциркулем снимают два перпендикулярных размера в нескольких точках по длине, у скатанной набивки вне стыка ткани, и сравнивают среднее с расчётным зазором. Допуск по таблице 3 растёт с размером, от ±0,3 мм у тонкой крученой до ±2 мм у крупной многослойной, так что номинал 10 мм законно приходит с отклонением в доли миллиметра.

Если среднее сечение бухты ушло к нижней границе допуска, а камера изношена, такая набивка пойдёт на другой узел. Решение принимают до резки колец: отрезанные кольца обратно не вернуть. Буквы марок и приёмка партии по разделу 3 относятся к выбору набивки по ГОСТ 5152, для размера из всего раздела нужен только замер сечения.

Кольца по замеру камеры решают дробные размеры

Когда зазор камеры не попадает в ряд, нет набивки нужной марки этого сечения или камера заметно изношена, удобнее заказать готовые кольца по чертежу или замеру. Наша компания производит манжеты, сальники и кольца по чертежу, эскизу или образцу; для насосных узлов и для уплотнений трубопроводной арматуры это снимает вопрос пропусков ряда.

Для расчёта присылают диаметр вала в зоне колец, диаметр камеры на двух глубинах, глубину до упора грундбуксы, число колец по паспорту, среду, температуру и давление. Если что-то из этого предположено, например материал или число колец, это предположение стоит в КП отдельной строкой и согласуется письменно. Подбор марки под скорость вала и среду для насосов и гидравлики идёт отдельным шагом после размера.