Поршневой узел машины литья под давлением
PISTON ASSEMBLY OF INJECTION MOLDING MACHINE

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно как элемент оснастки для получения цветных отливок на этих машинах. Известен шток такой машины, на передней части которого размещен полый поршень с зазором между их торцом и дном; с торца первого образован продольный канал, в котором с боковым зазором зафиксирована трубка с уплотнительным элементом на конце, упертым в его коническое дно, куда открыто одно поперечное окно, а другое в боковой зазор; у переднего торца штока образованы поперечные окна, открытые в этот зазор и там же размещен свой уплотнительный элемент для герметизации зоны охлаждения поршня (см. патент SU 1783209 А1 от 23.01. 1989) Его недостатки: неэффективность охлаждения поршня из-за толстых стенок переднего торца и поэтому перегрев и разрушение его и уплотнительного элемента из-за отсутствия омывания последнего хладагентом. Известен и другой узел, содержащий соединенные между собой полый поршень и шток с продольным каналом и поперечными окнами, открытыми в него и его дно; диск, размещенный без зазоров между торцом штока и дном полости поршня и соединенный с хвостовиком штока; трубопровод, установленный в упомянутом канале с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом с поверхностью глухой полости диска; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом в своей с кольцевой канавке; в дно поршня уперт передний торец диска, выполненный в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей с передней фаской, торцевой край которой расположен у донного края радиуса сопряжения боковой поверхности и дна полости поршня, отделенной от боковой поверхности диска зазором как минимум в 1 мм; на этой фаске выполнены начала передних поперечных наклонных окон, открытых концами в полость диска, соединенного неразъемно соединительной поверхностью с хвостовиком штока, соединенным дополнительно с торцом последнего фаской, в которой выполнены открытые в продольный канал штока наклонные поперечные окна; диск выполнен с наружной соединительной резьбовой под поршень; на заднем торце диска выполнены продольные окна в зоне его соединительной резьбовой поверхности, отделенные от доньев этой резьбы стенками, задние края которых открыты в задний кольцевой зазор, куда также открыты наклонные поперечные окна штока, а передние края этих окон открыты в передний кольцевой зазор через боковую кольцевую канавку диска, сформированную со стороны его переднего торца (см. решение о выдачи патента от 27.09. 2021 г.по заявке 2020141322/05, поданной 14.12.2020 г.). Его недостатки: длина диска соизмерима с длиной поршня и соответствующая масса его; применимость для узлов с поршнями диаметром 40-60 мм.
Задача предлагаемого решения - уменьшение материалоемкости и трудоемкости диска и применение такого узла в поршнях диаметрами 40-60 мм.
Технический результат от предлагаемого: снижение производственных затрат на этот узел, пригодный на малых диаметрах поршней, с обеспечением их высокой стойкости.
Это достигается тем, в поршневом узле машины литья под давлением, содержащем соединенные между собой поршень и шток с хвостовиком на переднем торце и продольным каналом в них с поперечными окнами в задней части первого, открытыми в этот канал и его дно; диск, размещенный без зазоров между его передним торцом штока и дном полости поршня, соединенный неразъемно своей резьбовой поверхностью полости с хвостовиком; трубопровод, установленный в упомянутом канале и хвостовике с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом в глухой полости диска; образованный поверхностями поршня, диска и штока с фаской у основания его хвостовика, на которой выполнены наклонные поперечные окна, открытые концами в продольный канал, задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом в кольцевой канавке, отделенной стенкой с боковым зазором от переднего торца штока, открытый через продольные окна узла в зоне наружной резьбовой поверхности под поршень, отделенные от доньев этой резьбы стенками, в передний кольцевой зазор между боковыми поверхностями его и поршня, с выполненный в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей передней фаской, торцевой край которой расположен у донного края радиуса сопряжения боковой поверхности и дна полости поршня, отделенной от боковой поверхности диска зазором как минимум в 1 мм, на этой фаске диска выполнены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в его глухую полость новым является то, что штока в торец его хвостовика с выполненными продольными окнами, отделенными стенками от доньев его наружной резьбы под резьбу поршня, открытыми концами в заднюю кольцевую канавку узла и расположенными между наклонными поперечными окнами штока, уперт задним торцом диск, кроме мест расположения начал этих окон, соединенный неразъемно резьбовой поверхностью своего хвостовика с такой же поверхностью полости хвостовика штока; при этом передний конец трубопровода закреплен неразъемно в полости хвостовика диска-продолжении его глухой полости.
Выполнением в торце хвостовика штока продольных окон, отделенных стенками от доньев его наружной резьбы под внутренней резьбы поршня, открытых началами в передний кольцевой зазор, а концами в заднюю кольцевую канавку узла, обеспечивается циркуляция хладагента от заднего торца поршня к его дну.
Расположением концов продольных окон хвостовика между наклонными поперечными окнами штока, создается циркуляция хладагента в окружном направлению в заднем кольцевом зазоре с охлаждением задней части поршня. Упором заднего торца диск в торец хвостовика, кроме зон расположения этих окон, уменьшается давление контакта между этими поверхностями при работе узла, и, следовательно, повышается его надежность.
Соединением резьбовой поверхностью хвостовика диска с такой же поверхностью полости хвостовика штока с дополнительной фиксацией их штифтом обеспечивается надежность этого узла при работе и замене изношенного поршня на новый. Соединением переднего конца трубопровода неразъемно с поверхностью полости хвостовика диска-продолжении глухой полости последнего- обеспечивается простота сборки его со штоком и наоборот при ремонте или профилактике этого узла. Заявляемое решение от известных ново, существенно отличается от них, промышленно пригодно и соответствует критериям изобретение. Оно представлено чертежом, где на фиг. 1 показана передняя часть поршневого узла, содержащая шток 1 с полым хвостовиком 2, в продольном канале которых с боковым зазором 3 размещен трубопровод 4, закрепленный передним концом в полости - продолжении глухой полости 5 диска 6, соединенного резьбой его хвостовика 7 с резьбовой поверхности полости 8 хвостовика 2, дополнительно зафиксирован штифтом 9 с ним и уперт задним торцом в торец хвостовика 2 штока 1, где они локально могут быть соединены сваркой вместо штифта 9; с торца хвостовика 2 выполнены продольные окна 10, отделенные стенками от доньев его наружной резьбы 11 под резьбу поршня 12 и открытые концами в заднюю кольцевую канавку 13 узла, образованную поверхностями диска 6, поршня 12 и переднего торца штока 1 с его фаской 14 (у основания хвостовика 2) с наклонными поперечными окнами 15, открытыми концами в боковой зазор 3 узла и расположенными между окнами 10 (на фиг. 1 они расположены в одной продольной плоскости); с торца хвостовика 2 последние открыты, например, радиусными понижениями 16 заднего торца диска 6 в передний кольцевой зазор 17 между боковыми поверхностями полости поршня 12 и диска 6, имеющего в передней части фаску 18 в зоне пересечения его боковой и торцевой поверхностей; на ней находятся начала поперечных наклонных окон 19, открытых концами в глухую полость 5 диска 6; узел герметизируется уплотнительным элементом 20 кольцевой канавки штока 1, отделенной стенкой от заднего кольцевого зазора 13. Поршень 12 охлаждается так: хладагент по боковому зазору 3 узла и затем наклонным поперечным окнам 15 поступает в заднюю кольцевую канавку 13, устремляясь в окружном направлении по ней к концам продольных окон 10 диска 6, по которым устремляется к радиусным понижениям 16 его заднего торца и поступает в передний кольцевой зазор 17, устремляясь по нему к дну полости поршня 12, свободному от переднего торца диска 6; нагретый теплом поршня 12 хладагент через начала наклонных поперечных окон 19, находящихся на фаске 18 диска, поступает по ним в глухую полость 5 диска 6 и по трубопроводу 4 отводится к задней части штока с удалением через поперечное окно за его пределы. Эффективность охлаждения изнутри и снаружи поршня определяется толщинами его стенок, расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по продольным окнам хвостовика штока и кольцевым зазорам узла; при оптимальных параметрах выше указанного его стойкость равна десяткам тысяч запрессовок АЛ сплавов в пресс-форму. Предлагаемыми продольными окнами в хвостовике штока упрочняется последний, уменьшаются на 20% длина диска, его материалоемкость и трудоемкость и это решение пригодно для поршней диаметром 40-60 мм. Неразъемным соединением (резьбой + штифтом) хвостовиков диска и штока или сваркой между собой по их торцам исключается свинчивание первого при работе узла и гарантируется его надежность.
Таким образом, предлагаемыми решениями упрочняется хвостовик штока, уменьшается длина и материалоемкость диска и обеспечивается высокая стойкость резьбы хвостовика под поршень.