Поршневой узел машины литья под давлением Российский патент 2021 года по МПК B22D17/20 

Поршневой узел машины литья под давлением 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 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 в полом хвостовике диска, и образованный поверхностями поршня, штока и диска кольцевой зазор с уплотнительным элементом, в который открыты задними концами продольные проточки соединительной с поршнем части диска, а их передние концы - в боковой зазор между диском и поршнем, в дно которого уперта передний торец диска, выполненного в зоне пересечения его боковой и торцевой поверхностей с 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 его полость, причем в задней части диска выполнены задние поперечные окна, открытые в упомянутый кольцевой зазор (см. патент РФ 2680320 С1 от 19.02.2019 г.). Его недостатки; большая длина диска из-за его хвостовика, размещенного в полости штока; наличием продольных проточек на соединительной поверхности диска уменьшается площадь контакта этой поверхности с соединительной поверхностью поршня, чем уменьшается срок службы первой поверхности; на это также отрицательно влияет и образующаяся ржавчина от циркулирующий по ним нагретого теплом поршня хладагента. Задача предлагаемого решения: уменьшение длины и материалоемкости диска: минимальное воздействие хладагента на соединительные поверхности поршня и диска при работе предлагаемого. Технический результат от него: увеличение срока службы соединительных поверхностей поршня и диска с уменьшением затрат на последний. Это достигается тем, что поршневой узел машины литья под давлением, содержащий соединенные между собой 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 полым хвостовиком со штоком; трубопровод, установленный в упомянутом канале и хвостовике с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом в полом диске; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом, в который открыты задними краями продольные проточки соединительной с поршнем части диска, а передними краями - в передний кольцевой зазор между диском и поршнем, в дно которого уперт передний торец диска, выполненного в зоне пересечения его боковой и торцевой поверхностей с 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 поперечных наклонных окон, открытых концами в его полость; в задней части диска выполнены поперечные окна, открытые краями в задний кольцевой зазор и полость диска, новым является то, что на передней части штока образован полый хвостовик, соединенный дополнительно с его торцом фаской с выполненными на ней наклонными поперечными окнами, открытыми в продольный канал штока; на хвостовике размещен неразъемно внутренней соединительной поверхностью диск, с заднего торца которого выполнены продольные окна в зоне его наружной соединительной резьбовой поверхности под поршень, отделенные от доньев ее резьбы стенками, и открытые задними краями в задний кольцевой зазор, куда также открыты наклонные поперечные окна штока, а передними краями в передний кольцевой зазор через боковую кольцевую канавку диска, сформированную со стороны его переднего торца; при этом уплотнительный элемент размещен в кольцевой канавке штока, отделенной стенкой с пониженной боковой поверхностью от его переднего торца. Образованием полого хвостовик на переднем торце штока уменьшается длина диска, расход материала и времени на его изготовление. Соединением дополнительно торца штока с боковой поверхностью хвостовики фаской упрочняется их конструкция.

Формированием на этой фаске наклонных поперечных окон, открытых концами в продольный канал штока, упрощается устройство предлагаемого и повышается его прочность выполнением этих окон в толстых стенках штока.

Размещением на резьбовой поверхности хвостовика неразъемно диска его внутренней резьбовой поверхностью и поперечным штифтом, упертого в передний торец штока своим задним торцом, повышается прочность и надежность такого соединения.

Выполнением в диске со стороны его заднего торца продольных окон в зоне его наружной соединительной резьбовой поверхности под поршень, отделенных от доньев ее резьбы стенками, сводится к минимуму воздействие циркулирующего хладагента на резьбовые поверхности поршня и диска и повышается стойкость и срок службы их. Краями этих продольных окон соединяются между собой задняя и передняя кольцевые канавки узла для циркуляции хладагента из одной в другую для охлаждения поршня примерно по всей длине Выходом наклонных окон фаски штока в задний кольцевой зазор упрощается конструкция предлагаемого и повышается его, надежность. Формированием боковой кольцевой канавки на диске у его резьбовой поверхности упрощается изготовление этих продольных окон и обеспечивается выход из них хладагента в передний кольцевой зазор. Размещением уплотнительного элемента в кольцевой канавке штока, отделенной стенкой с пониженной боковой поверхностью от его переднего торца, гарантируется его омывание циркулирующим хладагентом и стойкость, а также уменьшается его поперечное сечение и осевой размер заднего кольцевого зазора.

Заявляемое решение от известных сейчас ново, существенно отличается от них, промышленно пригодно и соответствует критериям изобретение. Оно представлено чертежом, где 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; хвостовик 2 соединен с торцом штока 1 фаской 5, со стороны которой в штоке выполнены поперечные наклонные окна 6, открытые краями в боковой зазор 3 и заднюю кольцевую канавку 7 узла, образованную поверхностями штока 1, поршня 8 и диска 9; с боковой резьбовой поверхностью 10 хвостовика 2 соединена внутренняя резьбовая поверхность большой полости 11 диска 9, которые соединены между собой неразъемно, например, штифтом 12; при этом задний торец диска 9 контактирует с передним торцом штока 1; с поверхностью малой полости 13 диска 9 соединен передний конец трубопровода 4; с заднего торца диска 9 в зоне соединения 14 его наружной боковой резьбовой поверхности с внутренней резьбовой поверхностью полости поршня 8 выполнены отделенные от доньев резьбовых канавок первого стенками продольные окна 15, открытые задними краями в задний кольцевой зазор 7, а передними - в наружную кольцевую канавку 16 диска 9, сформированную перед его резьбовой поверхностью и открытую в передний кольцевую канавку 17 между боковыми поверхностями поршня 8 и диска 9 с его фаской 18 у переднего торца; на фаске 18 выполнены поперечные наклонные окна 19, открытые концами в его полость 13; при этом уплотнительный элемент 20 размещен в кольцевой канавке штока 1, отделенной стенкой с пониженной боковой поверхностью от его переднего торца.

Поршень 8 охлаждается так: хладагент по боковому зазору 3 поступает от задней части штока к передней, откуда через его наклонные поперечные окна 6 в заднюю кольцевую канавку 7; из нее через задние края продольных окон 15 диска 9 хладагент следует по ним к передним краям, поступая от них в кольцевую канавку 16, из которой в передний кольцевой зазор 17 и к дну поршня 8, контактирующему с передним торцом диска 9; через его поперечные наклонные окна 19 с началом их на фаске 18 нагретый теплом поршня 8 хладагент следует в полость 13 диска 8 и далее по трубопроводу 4 отводится к задней части штока и за его пределы. Эффективность охлаждения изнутри и снаружи поршня 8 определяется его толщинами стенок, расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по продольным окнам 15 диска 9 и кольцевым зазорам 7 и 17 и при оптимальных параметрах выше указанного равна десяткам тысяч запрессовок АЛ сплавов.

Отсутствием хвостовика у диска уменьшается его длина и материалоемкость, что важно, если он выполнен из нержавейки или латуни. Выполнением под поршень резьбовой поверхности диска без продольных проточек на ней обеспечивается минимальное воздействие на нее (только по зазорам между витками резьбы этих элементов узла) циркулирующим хладагентом, чем повышается стойкость резьбы диска, длина которой может быть и минимальной из за отсутствия на ней этих проточек. Наклонными поперечными окнами штока повышается его прочность в зоне соединения со штоком, а кольцевой канавкой диска упрощается изготовление его продольных окон. Неразъемным соединением (резьбой + штифтом) диска с хвостовиком штока исключается самоотвинчивание первого при работе узла и гарантируется его надежность. Таким образом, предлагаемыми решениями для этого узла повышается надежность, обеспечивается высокая стойкость поршня с одновременным уменьшением материалоемкости диска.

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно как элемент оснастки для получения цветных отливок на машинах литья под давлением. Поршневой узел машины литья под давлением содержит соединенные между собой поршень, выполненный с полостью, шток с продольным каналом, диск, размещенный без зазоров между торцом штока и дном полости поршня и соединенный со штоком, и трубопровод, установленный в упомянутом канале с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом в полом диске, образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор, причем в дно поршня уперт передний торец диска, выполненный в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей с фаской диска, 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 фаске диска выполнены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в полость поршня. Диск соединен неразъемно внутренней соединительной поверхностью со штоком посредством выполненного на передней части штока полого хвостовика, соединенного дополнительно с его торцом фаской штока, в которой выполнены открытые в продольный канал штока наклонные поперечные окна, причем диск выполнен с наружной резьбовой поверхностью для соединения с поршнем, а на заднем торце диска выполнены продольные окна в зоне его наружной соединительной резьбовой поверхности под поршень, отделенные от доньев ее резьбы стенками, задние края продольных окон открыты в задний кольцевой зазор, куда также открыты наклонные поперечные окна штока, а передние края продольных окон открыты в передний кольцевой зазор через боковую кольцевую канавку диска, сформированную со стороны его переднего торца, при этом на штоке установлен уплотнительный элемент, размещенный в кольцевой канавке, отделенной стенкой с боковой поверхностью от переднего торца штока. Техническим результатом является повышение надёжности поршневого узла, стойкости поршня и уменьшение материалоемкости диска. 1 ил.

Поршневой узел машины литья под давлением, содержащий соединенные между собой поршень, выполненный с полостью, шток с продольным каналом, диск, размещенный без зазоров между торцом штока и дном полости поршня и соединенный со штоком, и трубопровод, установленный в упомянутом канале с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом в полом диске, образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор, причем в дно поршня уперт передний торец диска, выполненный в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей с фаской диска, 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 фаске диска выполнены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в полость поршня, отличающийся тем, что диск соединен неразъемно внутренней соединительной поверхностью со штоком посредством выполненного на передней части штока полого хвостовика, соединенного дополнительно с его торцом фаской штока, в которой выполнены открытые в продольный канал штока наклонные поперечные окна, причем диск выполнен с наружной резьбовой поверхностью для соединения с поршнем, а на заднем торце диска выполнены продольные окна в зоне его наружной соединительной резьбовой поверхности под поршень, отделенные от доньев ее резьбы стенками, задние края продольных окон открыты в задний кольцевой зазор, куда также открыты наклонные поперечные окна штока, а передние края продольных окон открыты в передний кольцевой зазор через боковую кольцевую канавку диска, сформированную со стороны его переднего торца, при этом на штоке установлен уплотнительный элемент, размещенный в кольцевой канавке, отделенной стенкой с боковой поверхностью от переднего торца штока.