Сальник и манжета: в чем отличие

Основные определения

Манжета — эластомерное уплотнение кольцевого профиля для возвратно-поступательных движений (шток, поршень, плунжер) в гидро- и пневмосистемах. Предотвращает перетекание рабочей жидкости или газа из области высокого давления в область низкого давления.

Сальник (армированная манжета) — радиальное уплотнение с металлическим каркасом и прижимной пружиной для герметизации вращающихся валов и осей. Обеспечивает надежную фиксацию в корпусе и постоянное прижатие рабочей кромки к валу.

Сравнительная таблица характеристик

Конструктивные различия

Конструкция манжет:

• Рабочая кромка из эластомера с профилем под самоусиление давлением среды

• Опорная поверхность для фиксации в посадочном месте

• Варианты: однокромочные, двухкромочные (с грязесъемной кромкой), с опорными кольцами

Конструкция сальников:

• Металлический каркас для точной фиксации в корпусе

• Уплотнительная кромка с прижимной пружиной для стабильного контакта при биениях вала. Варианты исполнения: Тип 1.2 — однокромочная манжета без пыльника (одна рабочая кромка, может быть с пружиной или без) Тип 2.2 — однокромочная манжета с пыльником (одна рабочая кромка, может быть с пружиной или без). Пыльник защищает от попадания загрязнений.

• две рабочие кромки, обе могут быть оснащены пружинами для усиленного прижатия к валу

• Формирует тонкую смазочную пленку на поверхности вала

Материалы и эксплуатационные характеристики

NBR (нитрил-бутадиеновый каучук):

• Температурный диапазон: -45...+100°C

• Отличная маслостойкость

• Регламентируется ГОСТ Р 54556-2011«Каучуки бутадиен-нитрильные (NBR). Приготовление и испытание резиновых смесей»

PU/TPU (полиуретан):

• Температурный диапазон: -35...+110°C

• Высокая износостойкость для штоков высокого давления

FKM/FPM (фторкаучук):

• Температурный диапазон: -20...+200°C

• Стойкость к топливам, маслам, агрессивным средам

VMQ (силикон):

• Температурный диапазон: -50...+180°C

• Отличная морозостойкость, средняя износостойкость

PTFE и композиты:

• Температурный диапазон: -50...+250°C

• Минимальное трение, высокая химстойкость

Маркировка сальников

Обозначения сальников по DIN:

• A — обрезиненный каркас (улучшенная посадка)

• B — металлическая наружная поверхность, давление до 1 МПа

• W — насечки по наружной поверхности для фиксации

• S — дополнительная грязесъемная кромка (пыльник)

• L/R — направление вращения (левое/правое)

• D — рабочее давление до 0,2 МПа

• HD — высокое давление до 10 МПа

Пример: DRW — сальник с насечками, давление до 0,2 МПа, правое вращение.

Обозначения манжет армированных по ГОСТ 8752-79: Манжеты армированные (сальники) по ГОСТ 8752-79 маркируются по следующей системе: тип манжеты 1.2 — 1 без пыльника, исполнение 2 — с формованной рабочей кромкой. Обозначения по DIN и ISO: SC; A; 1; тип манжеты 2.2 — 2 с пыльником, исполнение 2 — с формованной рабочей кромкой. Пыльник препятствует попаданию пыли в систему. Обозначения по DIN и ISO: TC; AS; 2.

Также существуют двухкромочные манжеты, где обе рабочие кромки могут быть оснащены пружинами для усиленного прижатия к валу. 

Критерии выбора

Основные параметры:

• Тип движения (определяющий фактор):

• Возвратно-поступательное → манжеты

• Вращательное → сальник

• Давление в системе:

• Гидроузлы высокого давления → манжеты с опорными кольцами

• Узлы вращения с избыточным давлением → специальные сальники HD

• Температурный режим:

• Выбор эластомера под рабочий и пиковый диапазоны

• Химическая совместимость:

• Масла, топлива → NBR, FKM

• Агрессивные среды → FKM, PTFE

• Скорость и загрязненность:

• Высокие скорости → специальные материалы 

• Абразивная среда → исполнение с пыльником

Области применения

Манжеты применяются в:

• Гидроцилиндрах строительной и дорожной техники

• Поршневых насосах и гидромоторах

• Пневмоцилиндрах производственных линий

• Прессовом оборудовании

• Тормозных системах

Сальники применяются в:

• Валах редукторов и коробок передач

• Подшипниковых узлах промышленного оборудования

• Коленчатых валах двигателей

• Центробежных насосах

• Высокоскоростных шпинделях станков

Требования к поверхностям

Для сальников (валы):

• Твердость: 45-55 HRC для обычных условий; ≥55 HRC при скорости >4 м/с и высокой загрязненности

• Шероховатость: Ra 0,2-0,8 мкм

• Радиальное биение: ≤0,03-0,05 мм

• Фаска ввода: 15-30°

Для манжет (штоки/цилиндры):

• Шероховатость штока: Ra 0,2-0,4 мкм

• Шероховатость цилиндра: Ra 0,4-0,8 мкм

• Зазоры по профилю манжеты и рабочему давлению

Монтаж

Подготовка:

• Очистка посадочных мест и поверхностей

• Проверка биений и размеров

• Контроль отсутствия задиров на валу/штоке

Установка:

• Сальники: запрессовка оправкой без перекоса, пружиной к удерживаемой среде

• Манжеты: установка в канавку с контролем ориентации кромки к давлению

• Смазка совместимым материалом перед установкой

Типичные ошибки и решения

Утечки по кромке сальника:

• Причины: износ вала, биение, пересушивание

• Решения: ремонтная втулка, шлифовка, контроль смазки

Выдавливание манжеты:

• Причины: превышение давления, большие зазоры

• Решения: опорные кольца, корректные зазоры

Выпадение сальника:

• Причины: загрязнение посадки, недостаточный натяг

• Решения: исполнение A (обрезиненный) или W (насечки)

Быстрый износ:

• Причины: несоответствие материала, сухой ход

• Решения: правильный подбор эластомера, обеспечение смазки

Практические рекомендации

Для обеспечения надежности:

• Закладывайте запас 20-30% по давлению и температуре

• Контролируйте чистоту рабочей среды (фильтрация)

• Ведите учет ресурса и плановых замен

• Держите ЗИП: сальники, манжеты, ремонтные втулки

Стандарты и нормативы:

• ГОСТ Р 54556-2011 Каучуки бутадиен-нитрильные (NBR). Приготовление и испытание резиновых смесей. 

• ГОСТ 14896-84 Манжеты уплотнительные резиновые для гидравлических устройств.

• ГОСТ 8752-79 Манжеты резиновые армированные для валов.

• ГОСТ 6678-72 Манжеты резиновые уплотнительные для пневматических устройств.

•  ГОСТ 6969-54 Манжеты (воротники) резиновые уплотнительные диаметром до 300 мм для гидравлических устройств. (не используется)

• ГОСТ 22704-77 Уплотнения шевронные резино-тканевые для гидравлических устройств.

•  Полиуретановые манжеты: DIN 3760, DIN 3761

Заключение

Ключевые различия:

• Манжета — для возвратно-поступательного движения и высоких давлений (до 700 бар в гидравлике)

• Сальник — для вращения, стандартно держит малое избыточное давление (до 0,2 бар), специальные исполнения до 10 бар

Основа надежности: правильный выбор материала, качественные поверхности с соблюдением требований по твердости и шероховатости, корректный монтаж с использованием специального инструмента.

Неукоснительно соблюдайте требования техники безопасности при работе с системами под давлением. При появлении протечек немедленно снижайте давление и производите замену согласно регламентам производителя оборудования.