ШТОК ПОРШНЯ

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Заявляемый шток поршня предназначен для передачи движения от крейцкопфа к поршню.
Предшествующий уровень техники.
Известен, например, шток поршневой, состоящий из цилиндрического стержня, на боковой поверхности которого последовательно выполнены первый резьбовой участок, рабочий участок, упорный бурт, посадочная поверхность под поршень и второй резьбовой участок. Первый резьбовой участок предназначен для закрепления штока в резьбовом отверстии крейцкопфа. Упорный бурт препятствует продвижению поршня вдоль штока в сторону крейцкопфа. Рабочий участок предназначен для гладкого скольжения в уплотнительном устройстве, размещенном в цилиндре поршневого компрессора. Второй резьбовой участок предназначен для сопряжения с гайкой, предназначенной для фиксации поршня на штоке (патент РФ №120174 на полезную модель, МПК F16J 7/00, F04B 53/14, 2012).
Недостатком аналога является самоотвинчивание штока из резьбового отверстия крейцкопфа. Причиной самоотвинчивания являются вибрации компрессора и усилия, которые передает шток от поршня к крейцкопфу и от крейцкопфа к поршню. При самоотвинчивании шток смещается в осевом направлении. Это приводит к поломке поршневого узла.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является предотвращение смещения штока в крейцкопфе в осевом направлении.
Сущность полезной модели состоит в том, что шток поршня поршневого компрессора представляет собой стержень, на поверхности которого последовательно от одного конца к другому выполнены участок крепления к крейцкопфу, упорный бурт и по крайней мере одна посадочная поверхность под поршень. При этом на конце штока со стороны участка крепления к крейцкопфу выполнен концевой участок, на боковой поверхности которого выполнены продольные пазы.
Продольных пазов предпочтительно шесть и они расположены с шагом в 60°.
Пазы желательно выполнены на всю длину концевого участка и выходят в торец штока.
Пазы предпочтительно имеют прямоугольную форму.
Участок крепления к крейцкопфу преимущественно снабжен резьбой.
Между участком крепления к крейцкопфу и упорным буртом целесообразно выполнять участок с многогранным сечением и рабочий участок.
На боковой поверхности бурта может быть выполнено отверстие под штифт.
На конце штока поршня поршневого компрессора со стороны посадочной поверхности под поршень предпочтительно выполнен резьбовой участок.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показан шток поршня поршневого компрессора, на фиг.2 - разрез A-A фиг.1, фиг.3 - шток поршня поршневого компрессора по примеру 2;
Шток поршня поршневого компрессора (фиг.1) представляет собой стержень, на поверхности которого последовательно от одного конца к другому выполнены участок крепления к крейцкопфу (2), участок с многогранным сечением (3), рабочий участок (4), упорный бурт (5), посадочная поверхность (6) под поршень и резьбовой участок (7).
Участок крепления к крейцкопфу (2) снабжен резьбой и предназначен для закрепления штока в резьбовом отверстии крейцкопфа.
На конце штока со стороны участка крепления к крейцкопфу (2) выполнен концевой участок (1). С целью предотвращения самоотвинчиваня и осевого смещения штока, на боковой поверхности концевого участка (1) выполнены продольные пазы (8). Продольных пазов (8) предпочтительно шесть и они расположены с шагом в 60° (фиг.2). Такое количество и расположение пазов (8) позволяет максимально возможно затянуть шток поршня поршневого компрессора в резьбовом отверстии крейцкопфа.
Участок с многогранным сечением (3) предназначен для создания необходимого усилия затяжки гаечным ключом, при закреплении штока в крейцкопфе.
Рабочий участок (4) предназначен для гладкого скольжения в уплотнительном устройстве, размещенном в цилиндре поршневого компрессора. Рабочий участок (4) занимает большую часть длины штока.
Посадочная поверхность (6) под поршень предназначена для посадки поршня на шток. При этом упорный бурт (5) предназначен для удержания поршня от осевого перемещения и выполнен плоским. Диаметр упорного бурта (5) больше диаметра посадочной поверхности (6) под поршень настолько, чтобы бурт (5) мог удерживать поршень от осевого перемещения. На боковой поверхности бурта (5) выполнено отверстие (9) под штифт. Назначение штифта состоит в том, чтобы исключить смещение штока относительно поршня.
Резьбовой участок (7) предназначен для резьбового соединения с фиксирующей поршень гайкой.
Для установки штока на станке для его обработки, на торцах штока выполнены центровые отверстия (10).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Перед рабочим участком (4) выполнен конусный переход (11) под острым углом к осевой линии штока на меньший диаметр. Этим достигается более равномерный износ рабочего участка (4) в уплотнительном устройстве.
Пример 2. На посадочной поверхности (6) под поршень выполнен свободный участок (12) (фиг.3), диаметр которого меньше диаметра посадочной поверхности (6) под поршень. Свободный участок (12) предназначен для уменьшения поверхности трения на посадочной поверхности (6) под поршень и облегчает посадку поршня на штоке. Между упорным буртом (5) и посадочной поверхностью (6) под поршень выполнен участок (13) под первое установочное кольцо (14). Между посадочной поверхностью под поршень (6) и резьбовым участком (7) выполнен участок (15) под второе установочное кольцо (16) и стопорное кольцо (17). Установочные кольца (14, 16) фиксируют поршень на штоке. При этом на боковой поверхности каждого установочного кольца (14, 16) выполнено отверстие под штифт. Стопорное кольцо (17) предназначено для фиксации второго установочного кольца (16) на штоке.
Пример 3. Центровое отверстие (10) со стороны резьбового участка (7) снабжено резьбой и предназначено для установки в него рым-болта.
Пример 4. Участок с многогранным сечением (3) выполнен в виде шестигранника.
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
При использовании заявленного штока поршня, на его посадочной поверхности под поршень (6) устанавливают поршень до упора в бурт (5). При этом шток поршня поршневого компрессора фиксируют от поворота относительно поршня штифтом, установленным в отверстии (9) бурта (5). Затем поршень фиксируют на штоке от осевого перемещения. Поршень может быть зафиксирован гайкой или установочными кольцами (14, 16) и штифтами. При этом второе установочное кольцо (16) фиксируют стопорным кольцом (17). После этого, собранный узел свободной стороной вводят в станину через отверстие в уплотнительном устройстве цилиндра станины. После этого участок крепления к крейцкопфу (2) закрепляют в резьбовом отверстии крейцкопфа. При этом в один из его пазов (8) затягивают винт. Винт вкручивается сбоку в крейцкопф перпендикулярно оси штока. Так как на концевом участке штока шесть пазов, то возможность стопорения штока возникает через каждые 60° поворота штока в крейцкопфе. Это позволяет повысить вероятность попадания винта в один из пазов штока и максимально возможно затянуть шток поршня поршневого компрессора в резьбовом отверстии крейцкопфа.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом штоке поршня заявляемый технический результат: «предотвращение смещения штока в крейцкопфе в осевом направлении» достигается за счет того, что шток поршня поршневого компрессора представляет собой стержень, на поверхности которого последовательно от одного конца к другому выполнены участок крепления к крейцкопфу, упорный бурт и по крайней мере одна посадочная поверхность под поршень. При этом на конце штока со стороны участка крепления к крейцкопфу выполнен концевой участок, на боковой поверхности которого выполнены продольные пазы.
Промышленная применимость.
Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленного штока поршня, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемый шток поршня реализован с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области компрессоростроения.