Поршневой узел машины литья под давлением
PISTON ASSEMBLY OF MACHINE FOR CASTING UNDER PRESSURE

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно как элемент оснастки для получения цветных отливок на этих машинах. Известен шток этой машины, на передней части которого размещен поршень с зазором между их торцами; с торца первого образован продольный канал, в котором с боковым зазором зафиксирована трубка с уплотнительным элементом на конце, упертым локально в его коническое дно, куда открыто одно поперечное окно, а другое выходит в боковой зазор; у переднего торца штока образованы поперечные окна, открытые в выше указанный боковой зазор, 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; перегрев и разрушение последнего и уплотнительного элемента, не омываемого хладагентом.
Известен и другой поршневой узел, содержащий соединенные между собой поршень и шток; трубку, установленную с боковым зазором в образованном с его переднего торца продольном канале; на заднем конце трубки размещен уплотнительный элемент, упирающийся в коническое дно этого канала, а передним концом она соединена неразъемно с полым хвостовиком, ввернутым резьбой в канал штока и дополнительно зафиксированным штифтом; этот хвостовик заканчивается расположенным без зазора между торцами поршня и штока диском с поперечными окнами, открытыми в полость хвостовика и в продольные проточки присоединительной поверхности штока, выходящие в его кольцевую канавку с уплотнительным элементом, куда открыты поперечные окна его передней части, выходящие также и в его продольный канал; в задней части штока выполнены поперечные окна, открытые в этот канал и в его коническое дно (см. патент RU 2179907 С 2 от 22.05. 2000).
Его недостатки: недостаточная прочность штока в зоне его передних поперечных окон при поршне диаметром не более 60 мм. Наклонные окна диска взяты из патента RU 2680320 С1 от 19.02.2019. Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности передней части штока.
Технический результат от него: повышение надежности такого узла. Это достигается тем, что в поршневом узел машины литья под давлением в виде соединенных между собой поршня и штока с продольным каналом под расположенную в нем с боковым зазором трубку с уплотнительным элементом на заднем конце и полым хвостовиком на переднем конце, соединенным резьбой с такой же поверхностью полости штока и заштифтованные между собой, переходящим в размещенный без зазоров между торцами поршня и штока диск меньшего диаметра последнего с наклонными поперечными окнами с началами их на фаске в зоне пересечения его торца и боковой поверхности и концами в коническом дне полости диска и хвостовика, открытыми началами в кольцевой зазор между ним и поршнем, а через него и в продольные проточки соединительной части штока, выходящие в его кольцевую канавку с уплотнительным элементом, соединенную его передними поперечными окнами с продольным каналом, а его задние поперечные окна открыты в этот канал и его коническое дно; при этом сзади этой кольцевой канавки на штоке расположен поршень боковой поверхностью полости, образованной с заднего торца его, новым является то, что конец хвостовика диска отделен осевым зазором от дна образованной с переднего торца штока полости под него и расположен сзади его передних поперечных окон, соединенных с нею открытыми в нее задними краями продольных проточек на конце хвостовика с кольцевой канавкой с открытыми в нее передними краями их, размещенной в зоне внутренних краев передних поперечных окон штока; с внутренней поверхностью полости хвостовика соединена неразъемно передняя часть трубки, размещенной концом между передними поперечными окнами и торцом штока. Отделением осевым зазором конца хвостовика диска от дна образованной с переднего торца штока полости обеспечивается подвод хладагента из бокового зазора узла к этому концу и далее, как описано ниже Расположением конца хвостовика сзади передних поперечных окон штока упрочняется последний хвостовиком диска в зоне этих окон. Соединением неразъемно (резьбой и сваркой) передней части трубки, конец которой расположен между передними поперечными окнами и торцом штока, с внутренней поверхностью полости хвостовика дополнительно упрочняется через хвостовик шток в зоне своих окон.
Заявляемое решение от известных ново, существенно отличается от них, промышленно пригодно и соответствует критериям изобретение. Предлагаемое представлено чертежом, где на фиг. 1 показана передняя часть предлагаемого поршневого узла, а задняя часть его идентична выше приведенному прототипу и поэтому не показана.
Узел содержит переднюю часть штока 1, с торца которого выполнен продольный канал 2, в котором с боковым зазором размещена трубка 3, неразъемно соединенная (резьбой и сваркой по торцу хвостовика) передним концом с резьбой поверхности полости 4 хвостовика 5, соединенного наружной резьбой с резьбовой поверхностью продольной полости 6 штока 1 и дополнительно зафиксированным в нем штифтом 7, например; хвостовик 5 заканчивается диском 8, размещенным без зазоров между передним торцом штока 1 и дном 9 полости поршня 10. Между боковыми поверхностями поршня 10 и диска 8 образован кольцевой зазор 11 под хладагент; на фаске диска 8 выполнены наклонные поперечные окна 12, открытые в полость 4 его и хвостовика 5 (они заимствованы из патента РФ 2738587 С1 от 07. 02. 2020). В кольцевой канавке 13 штока 1 размещен уплотнительный элемент 14, герметизирующий зону циркуляции хладагента вдоль поршня 10 от его дна 9 до этого элемента. В эту канавку открыты передние поперечные окна 15 штока 1, выходящие в кольцевую канавку 16 задней части хвостовика 5, расположенной в зоне окон 15 штока 1; на этой части хвостовика образованы продольные проточки 17, открытые передними краями в ее кольцевую канавку 16, а задними краями в донную часть полости 6 штока 1. Резьбы поршня 10 и штока 2 образуют резьбовое соединение 18, а на резьбе последнего выполнены продольные проточки 19, открытее краями в кольцевую канавку 13 штока 1 и в кольцевой зазор 11 между поверхностями диска 7 и поршня 9.
Поршень 10 охлаждается так: хладагент из продольного канала 2 штока 1 поступает через донную часть полости 6 в продольные проточки 17 задней части хвостовика 5, попадая в его кольцевую канавку 16, а из нее через передние поперечные окна 15 штока 1 оказывается в его кольцевой канавке 13, охлаждая уплотнительный элемент 14 и часть поршня 10, находящуюся в зоне этой канавки. Далее он поступает в кольцевой зазор 11 по продольным проточкам 19 штока, охлаждая при этом резьбовую поверхность поршня 10 в соединении 18 и устремляясь к дну 9, охлаждая его частично и прилегающую к нему внутреннюю боковую поверхность поршня 10. Далее нагретый хладагент через наклонные окна 12 диска 8 отводится в совместную полость 4 его и хвостовика 5, из которой по трубке 3 следует в заднюю часть штока 1 и далее через поперечное окно за его пределы. Интенсивность охлаждения максимально нагреваемой при работе передней части поршня 10 определяется расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по кольцевому зазору 11 с разрушением пограничного слоя на внутренней боковой поверхности его. Размещением в зоне передних поперечных окон штока задней части хвостовика диска упрочняется по этим окнам поперечное сечение штока. При этом эта часть хвостовика упрочняется и трубкой, соединенной наружной резьбой с внутренней резьбой его задней части, чем также упрочняется и шток и повышается надежность предлагаемого узла.
Таким образом, предлагаемыми решениями повышаются прочность штока по его передним поперечным окнам и надежность данного узла.