Они рассчитаны на надежную герметизацию при давлении до 50 МПа в неподвижных соединениях и до 32 МПа в подвижных соединениях, если рабочей средой выступают минеральные масла, жидкие топлива, эмульсии, смазки или вода. В пневматических системах со сжатым воздухом кольца выдерживают давление до 40 МПа в неподвижных узлах и до 10 МПа в подвижных. В зависимости от используемой резины, температурный диапазон эксплуатации варьируется от минус 60 °С до плюс 200 °С. Производство и применение уплотнений регламентируется двумя взаимосвязанными госстандартами:
- ГОСТ 9833-73 определяет конструкцию и геометрические размеры колец
- ГОСТ 18829-73 устанавливает технические условия, физико-механические требования и классификацию применяемых эластомеров.
Конструкция и размеры (ГОСТ 9833-73)
Главный принцип маркировки по ГОСТ 9833-73 — привязка к размерам сопрягаемых деталей, а не к геометрическим параметрам самого кольца.Обозначение колец следует схеме XXX - XXX - XX - X - X, где:
.png "Расшифровка маркировки колец ГОСТ 9833-73 / ГОСТ 18829-73")
- Диаметр штока (3 цифры): номинальный внутренний диаметр уплотняемой детали в мм. Реальный внутренний диаметр кольца d1 всегда немного меньше указанного диаметра штока для обеспечения плотной посадки с натягом. Например внутренний диаметр d1 для типоразмера 020-025-30-2-4 по таблице стандарта составляет 19,5 мм.
- Диаметр цилиндра (3 цифры): номинальный наружный диаметр уплотняемой детали в мм.
- Диаметр сечения (2 цифры): номинальный диаметр поперечного сечения кольца в мм, умноженный на 10. Номинальные диаметры сечений (d2) строго стандартизированы и составляют: 1,4; 1,9; 2,5; 3,0; 3,6; 4,6; 5,8; 7,5 и 8,5 мм.
- Группа точности (1 цифра): класс допусков размеров (1 — для подвижных соединений; 2 — для подвижных и неподвижных). Выбор группы точности напрямую зависит от типа герметизируемого узла. Первая группа точности предназначена исключительно для подвижных соединений, изготавливается с более строгими размерными допусками и по нормативам обеспечивает увеличенный на 10% срок службы деталей. Вторая группа точности является универсальным базовым стандартом и применяется массово для надежной герметизации как подвижных, так и абсолютно статичных (неподвижных) элементов гидравлических и пневматических систем.
- Группа резины (1 цифра): марка эластомера, определяющая рабочую среду и температурный диапазон.
Например, в обозначении «020-025-30-2-4 ГОСТ 18829-73» зашифрованы параметры: шток 20 мм, цилиндр 25 мм, сечение 3,0 мм, 2-я группа точности и 4-я группа резины.
- d1 — внутренний диаметр кольца
- d2 — диаметр сечения кольца
Группы резин и их характеристики (ГОСТ 18829-73)
Рабочие характеристики и долговечность уплотнения напрямую зависят от группы резины, которая подбирается под температурный режим, рабочую среду и климатическое исполнение оборудования. Для каждой группы стандарт устанавливает жесткие нормы по твердости (в единицах Шор А или международных единицах ИСО), условной прочности при растяжении и накоплению остаточной деформации.
| Группа резины | Температурный диапазон работы, °С | Срок сохраняемости, лет | Особенности применения и климатическое исполнение |
|---|---|---|---|
| 0 | от -15 до +130 | 9 | Климатическое исполнение УХЛ 3.1, Т3. |
| 1 | от -30 до +130 | 9 | Климатическое исполнение УХЛ, ТВ, Т, ТС. |
| 2 | от -50 до +130 | 9 | Климатическое исполнение У, ХЛ, УХЛ, ТВ, Т, ТС, Ом. |
| 3 | от -60 до +130 | 9 | Предназначены для работы в маслах при температуре до -60 °C, в остальных средах до -50 °C. |
| 4 | от -30 до +120 | 10 | Климатическое исполнение ХЛ, УХЛ, Т, ТВ, ТС. |
| 5 | от -20 до +150 | 14 | Высокотемпературные резины (включают подгруппы 1 и 2). |
| 6 | от -20 до +200 | 14 | Эластомеры с максимальной термостойкостью для агрессивных режимов. |
| 7 | от -50 до +200 | 14 | Применяются в неподвижных соединениях на воздухе (до 0,63 МПа) и в воде (до 120 °C); допускается ограниченное воздействие минеральных масел. |
| 8 | от -40 до +100 | 13 | В гидравлических устройствах допускается кратковременное повышение температуры до +130 °C (не более 8 часов). |
Химическая совместимость эластомеров
Проблема выбора материала колец для рабочей среды заключается в многообразии физико-химических взаимодействий между полимерной матрицей эластомера и молекулами контактирующей жидкой или газообразной среды. Ошибка в подборе марки резины может привести к преждевременной деградации уплотнения, которая может проявляться в виде чрезмерного объемного набухания, потери предела прочности на разрыв, хрупкого разрушения вследствие вымывания технологических пластификаторов или глубокой химической деполимеризации. Исторически сложившаяся номенклатура резин, закрепленная в справочном Приложении 2 к ГОСТ 18829-73, была разработана с учетом специфических потребностей советской машиностроительной отрасли и опирается преимущественно на бутадиен-нитрильные каучуки, фторэластомеры и силоксановые полимеры. В мировой инженерной практике оперируют более широким спектром международных обозначений полимеров, включая этиленпропилендиеновые мономеры (EPDM) и хлоропреновые каучуки (CR).
Ниже представлена краткая таблица химической совместимости эластомеров с основными средами.
| Эластомер | Марки резин по ГОСТ 18829-73 | Мин. гидравлические масла | Сжатый воздух с распыленным маслом | Горячая вода (до +90°C) | Пар (до +150°C) | Дизель и топливо | Смазки пластичные | Метанол | Озон / Атмосфера / УФ | Горячий воздух (до +150°C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NBR (Нитрил) | Гр. 0 (КР-360-3) Гр. 1 (7-9831) Гр. 2 (7-В-14) Гр. 3 (7-В-14-1) Гр. 4 (7-ИРП-1078А, 7-ИРП-1269) Гр. 8 (51-3029) | Отлично | Отлично | Удовл. | Неуд. | Отлично | Отлично | Неуд. / Удовл. | Неуд. | Неуд. |
| FKM / FPM (Фторкаучук) | Гр. 6 (ИРП-1287, ИРП-1345) | Отлично | Отлично | Хорошо | Удовл. / Неуд. | Отлично | Отлично | Неуд. | Отлично | Отлично |
| VMQ (Силикон) | Гр. 7 (ИРП-1401) | Удовл. | Удовл. | Отлично | Неуд. | Неуд. | Удовл. | Хорошо | Отлично | Отлично |
| EPDM (Этилен-пропиленовый) | Спец. применение вне базовых марок групп 0–8 | Неуд. | Неуд. | Отлично | Отлично | Неуд. | Неуд. | Отлично | Отлично | Отлично |
| CR (Неопрен) | Спец. применение вне базовых марок групп 0–8 | Хорошо | Хорошо | Хорошо | Удовл. | Удовл. | Хорошо | Хорошо | Отлично | Неуд. |
Где:
- Отлично: Материал демонстрирует минимальное набухание и полное сохранение физико-механических свойств. Рекомендуется для длительной непрерывной эксплуатации.
- Хорошо: Происходит незначительное, контролируемое изменение свойств. Эластомер пригоден для большинства случаев применения.
- Удовлетворительно / Ограниченно: Фиксируется заметное набухание или снижение прочности. Применение допустимо только для статических неподвижных соединений при отсутствии технически обоснованных альтернатив (что напрямую отражено в ограничениях ГОСТ для резины группы 7).
- Неудовлетворительно: Наблюдается быстрая химическая деградация, чрезмерное разрушительное набухание, растворение или растрескивание полимера. Строго не рекомендуется к применению.
Резюме
При выборе уплотнительных колец и работе со стандартами есть несколько важных аспектов:-
ГОСТ 9833-73 отвечает исключительно за геометрические размеры и посадочные места, а ГОСТ 18829-73 — за физико-химические свойства, качество поверхности и группы резин.
-
Правильно читайте внутренний диаметр: В маркировке (например, 020-025-30) первые три цифры указывают на номинальный диаметр уплотняемого штока. Фактический внутренний размер самого кольца всегда делается немного меньше для обеспечения посадки с натягом.
-
Ориентируйтесь на группу резины. Последняя цифра в полной маркировке (от 0 до 8) критически важна, так как именно она задает температурный коридор (от -60 °С до +200 °С) и долговечность узла.
-
Учитывайте международные соответствия: При подборе импортных аналогов держите в голове базовую связку: отечественные маслобензостойкие группы 1-3, 8 — это NBR, термостойкая группа 4 — NBR, 7 — VMQ (силикон), а группы 5 и 6 для экстремальных условий — FPM/Viton.
-
Проверяйте химическую совместимость: Материал подбирается строго под рабочую среду. Эластомер, который безупречно держит минеральные масла (NBR), может быстро разрушиться в тормозных жидкостях на основе гликоля или горячем паре.
