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 хвостовиком со штоком; трубопровод, установленный в упомянутом канале с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом с поверхностью малой 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, поверхностей; на этой фаске выполнены начала передних поперечных наклонных окон, открытых концами в малую полость диска, соединенного неразъемно внутренней соединительной поверхностью со штоком посредством выполненного на его передней части хвостовика, соединенного дополнительно с его торцом фаской, в которой выполнены открытые в продольный канал штока наклонные поперечные окна; диск выполнен с 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 выдаче патента от 27.09.2021 по заявке 2020141322/05 от 14.12.2020 г.). Его недостатки: усложнение конструкции штока наклонной фаской, выполненной в зоне переднего торца и основания полого хвостовика; из-за длины штока как минимум 500 мм усложняется выполнение его наклонных поперечных окон с началами на этой фаске и концами в продольном канале штока.
Задача предлагаемого решения - упрощение конструкции штока с повышением его технологичности..
Технический результат от предлагаемого: снижение производственных затрат на шток с сохранением надежности поршневого узла. Это достигается тем, поршневой узел машины литья под давлением, содержащий соединенные между собой поршень и шток с продольным каналом и поперечными окнами в задней части, открытыми в него и его дно; диск, размещенный без зазоров между передним торцом штока и дном полости поршня и соединенный неразъемно своей внутренней соединительной поверхностью большой полости со штоком посредством полого хвостовика, выполненного на его передней части; трубопровод, установленный в упомянутом канале и хвостовике с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом в малой полости диске; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом в кольцевой канавке, отделенной стенкой с боковым зазором от переднего торца штока, открытый через продольные окна диска, выполненные с его заднего торца в зоне наружной резьбовой поверхности под поршень, отделенные от доньев этой резьбы стенками и открытые через кольцевую канавку диска, сформированную со стороны его переднего торца, в передний кольцевой зазор между боковыми поверхностями его и поршня, в дно которого 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 диска выполнены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в его малую глухую полость, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО у диска в зоне пересечения заднего торца с боковой поверхностью сформирована задняя фаска, образующая с поверхностями штока и поршня задний конический кольцевой зазор, на ней расположены начала его продольных окон, между которыми там же сформированы и начала его наклонных окон, открытых своими концами в кольцевую канавку хвостовика, куда выходят задними краями наружные продольные канавки его, а передними краями в зазор между дном большой полости диска и торцом хвостовика, открытый в продольный канал его и штока. Формированием у диска в зоне пересечения заднего торца с боковой задней фаски упрощается конструкция штока и его изготовление. Образованием этой фаской, поверхностями штока и поршня заднего конического кольцевого зазора обеспечивается циркуляция хладагента от заднего торца диска к его переднему торцу с охлаждением поршня. Расположением на этой фаске начала его продольных и наклонных окон обеспечивается окружная циркуляция хладагента по этому зазору с эффективным охлаждением и задней части поршня. Отводом хладагента из этого зазора последовательно по продольным окнам диска, его кольцевой канавки, переднему боковому зазору узла к передней фаске диска с ее наклонным поперечными окнами охлаждается поршень с попаданием его в малую полость диска и далее по трубопроводу за шток. Выполнением наклонных поперечных окон диска с началами на его задней фаске, открытых концами в наружную кольцевую канавку хвостовика, куда выходят его наружные продольные канавки задними краями, а передними краями в свободную от хвостовика большую полость диска, открытую в продольный канал хвостовика и штока, обеспечивается подвод хладагента из этого зазора в задний конический кольцевой зазор узла. Заявляемое решение от известных сейчас 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 малой глухой полости 5 диска 6, соединенного резьбовой поверхностью большой полости 7 с таковой хвостовика 2 и дополнительно зафиксированного штифтом 8 с упором заднего торца диска 6 в передний торец штока 1, где они локально могут быть соединены сваркой вместо штифта 8; в зоне пересечения заднего торца диска 6 и его боковой резьбовой поверхности 9 под резьбу поршня 10 образована задняя фаска 11; на ней выполнены начала продольных окон 12 диска 6, открытых краями в его кольцевую канавку 13, выполненную со стороны его переднего торца; между окнами 12 на этой фаске располагаются начала наклонных поперечных окон 14, показанных штриховыми линиями, выходящих концами в кольцевую канавку15 хвостовика 2; в нее открыты задними краями продольные канавки 16 его, открытые также передними краями в большую полость 7 диска 6, свободную от хвостовика; задняя фаска 11 последнего и поверхности поршня 10 и переднего торца штока 1 образуют задний конический кольцевой зазор17, соединенный через продольные окна 12 и кольцевую канавку 13 диска 6 с передним боковым зазором 18 между боковыми поверхностями последнего и поршня 10; диск 6 в передней части имеет переднюю фаску 19 в зоне пересечения его боковой и торцевой поверхностей; на ней находятся начала передних поперечных наклонных окон 20, открытых концами в малую полость 5 диска 6; узел герметизируется уплотнительным элементом 21 кольцевой канавки штока 1, отделенной стенкой от заднего конического кольцевого зазора 17 Поршень 10 охлаждается так: хладагент по боковому зазору 3 узла поступает в донную часть большой полости 7 диска 6; оттуда по продольным канавкам 16 хвостовика 2 хладагент следует в его кольцевую канавку 15, из которой по наклонным поперечным окнам 14 диска 6 попадает в задний конический кольцевой зазор17, перемещаясь в окружном направлении; из него по продольным каналам 12 диска 6 поступает в его кольцевую канавку 13, из которой в передний боковой зазор 18 и далее к дну полости поршня 10, в которое упирается передний торец диска 6; далее через его поперечные окна 20 нагретый теплом поршня 6 хладагент поступает в малую полость 5 диска 6 и затем по трубопроводу 4 отводится за пределы штока 1 через поперечное окно задней части его.
Эффективность охлаждения изнутри и снаружи поршня определяется толщинами его стенок, расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по продольным окнам диска и кольцевым зазорам узла, и при оптимальных параметрах выше указанного равна десяткам тысяч запрессовок АЛ сплавов поршнем в пресс-форму.
Предлагаемыми задними наклонными поперечными окнами диска усложняется конструкция и возрастает его трудоемкость, но упрощается конструкция штока и снижается его трудоемкость.
Неразъемным соединением (резьбой + штифтом) диска с хвостовиком или сваркой его со штоком исключается свинчивание первого при работе узла и гарантируется его надежность. Таким образом, предлагаемыми решениями для этого узла обеспечиваются надежность, высокая стойкость поршня с одновременным упрощением конструкции штока и уменьшением его трудоемкости.