Поршневой узел машины литья под давлением Российский патент 2023 года по МПК B22D17/20 

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 горца 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 диске; в образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом открыты задними концами продольные проточки соединительной с поршнем части диска, а их передние концы в передний кольцевой зазор между диском и поршнем, в дно которого уперт передний торец диска с фаской в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей, 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 переднюю полость, причем в задней части диска выполнены поперечные окна, открытые и упомянутые выше кольцевой и боковой зазоры (см. патент РФ 2738587 С1 от 07.02.2020 г.). Его недостатки; большая длина диска из-за его хвостовика, размещенного в полости штока; консольное из-за хвостовика расположение его на штоке при несоосности этого узла с камерой прессования приводит к разрушению хвостовика у заднего торца диска. Задача предлагаемого решения: уменьшение длины, материало-и-трудоемкости диска; исключение поломки узла по его хвостовику. Технический результат от него: повышение надежности узла с уменьшением затрат на его изготовление.

Это достигается тем, что в поршневом узле машины литья под давлением, содержащем 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 со штоком; трубопровод, установленный в упомянутом канале и хвостовике с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом с поверхностью передней полости диска; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом и передний кольцевой зазор между диском и поршнем, в зоне, свободной от их резьбового соединения между собой, причем на резьбе диска образованы продольные проточки, открытые краями в эти зазоры; в зоне пересечения боковой и передней торцевой поверхностей диска выполнена фаска, на которой расположены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в его переднюю полость, а в задней части диска выполнены задние поперечные окна, открытые наружными краями в задний кольцевой зазор узла, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО на переднем торце штока образован полый хвостовик, на котором размещен неразъемно соединительной поверхностью своей средней полости диск, расположенный сформированной задней кольцевой частью в кольцевой полости штока, образованной с его переднего торца, и упертой торцом в ее дно; при этом задние поперечные окна диска открыты внутренними краями через кольцевой зазор между дном его задней полости и передним торцом штока в поперечные окна хвостовика, выходящие в продольный канал штока; хвостовик дополнительно соединен с торцом штока фаской, образующей с выполненным усеченным коническим дном задней полости диска наклонный к торцу штока кольцевой зазор, соединяющий задние поперечные окна диска с поперечными окнами хвостовика. Образованием на переднем торце штока полого хвостовика, на котором размещен неразъемно соединительной резьбовой поверхностью своей средней полости диск, уменьшаются длина последнего, расход материала на него и его трудоемкость. Расположением сформированной у диска задней кольцевой части в кольцевой полости штока, образованной с его переднего торца, обеспечивается надежное крепление этой части диска в штоке. Упором заднего торца диска в дно кольцевой полости штока частично разгружается резьбовое соединение поршень-диск, чем повышается надежность этого узла.

Использованием кольцевого зазора между дном задней полости диска и передним торцом штока уменьшается длина задних поперечных окон диска и повышается его технологичность.

Открытием внутренних краев этих окон через этот зазор в поперечные окна хвостовика соединяются между собой продольный канал штока и задний кольцевой зазор узла.

Дополнительным соединением хвостовика с торцом штока фаской он упрочняется у основания.

Выполнением дна задней полости диска в виде усеченного конуса упрощается его изготовление, используя для этого сверло. Использованием этой фаски хвостовика и такого дна задней полости диска образуется наклонный к торцу штока кольцевой зазор, соединяющий задние поперечные окна диска с поперечными окнами хвостовика. Расположением наружных краев поперечных окна хвостовика в зоне вершины конического дна задней полости диска обеспечивается удаление их от основания хвостовика, чем повышается прочность последнего. Заявляемое решение от известных сейчас новое, существенно отличается от них, промышленно пригодно и соответствует критериям ИЗОБРЕТЕНИЕ. Оно представлено чертежом, где на фиг. 1 показано решение по п. 1 формулы, а на фиг. 2 - решение по п. 2 ее. На фиг. 1 представлена передняя часть поршневого узла, содержащая шток 1 с полым хвостовиком 2, в продольном канале которых с боковым зазором 3 размещен трубопровод 4, соединенный передним концом с поверхностью передней полости 5 диска 6; диск соединен резьбовой поверхностью средней полости 7 с таковой хвостовика 2, дополнительно зафиксированных между собой штифтом 8; сформированная задняя кольцевая часть диска 6 расположена в кольцевой полости 9 штока 1, выполненной с его переднего торца; при этом торец этой части диска 6 уперт в ее дно; поверхности диска 6, шока 1 и поршня 10 образуют задний кольцевой зазор 11, открытый продольными проточками 12 резьбового соединения «поршень-диск» в передний кольцевой зазор 13 между боковыми поверхностями поршня 10 и диска 6, упертого передним торцом в дно полости первого; на фаске 14 диска 6 выполнены начала передних поперечных наклонных окон 15, открытых концами в его переднюю полость 5 с трубопроводом 4; при этом уплотнительный элемент 16 размещен в кольцевой канавке штока I, отделенной стенкой с пониженной боковой поверхностью от ею переднего торца; задний кольцевой зазор 11 через задние поперечные окна 17 диска 6, кольцевой зазор между дном 18 задней полости диска 6, перпендикулярным продольной оси его, и передним торцом штока 1, поперечные окна 19 хвостовика 2 открыт в боковой зазор 3 узла. На фиг.2 показано усеченное коническое дно 18' задней полости диска 6; в зоне вершины такого дна находятся наружные края поперечных окон 19 хвостовика 2, открытые внутренним краями в боковой зазор 3; у основания хвостовик дополнительно упрочнен фаской 20, образующей с усеченным коническим дном 18' задней полости диска 6 наклонный кольцевой зазор под хладагент. Поршень 10 охлаждается так: хладагент из зазора 3 поступает через окна 19 хвостовика, вышеуказанный кольцевой зазор, образованный частью торца штока 1 и дном 18(фаской 20 и усеченным коническим дном 18') задней полости диска 6 и его задние поперечные окна 17 в задний кольцевой зазор 11; из него по продольным проточкам 12 резьбового соединения «поршень-диск» оказывается в переднем кольцевом зазоре 13, охлаждая боковую поверхность поршня и частично его дно и нагретым по наклонным окнам 15 отводится в переднюю полость 5 диска 6, откуда по трубопроводу 4 удаляется за пределы штока 1.

Эффективность охлаждения поршня определяется его толщинами стенок, расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по соответствующим каналам, и при оптимальных параметрах выше указанного достигается стойкость его в десятки тысяч запрессовок АЛ сплавов.

Креплением диска на хвостовике штока и в кольцевой канавке, образованной на торце штока, исключается его поломка при работе. Размещением в зоне вершины усеченного конического дна задней полости диска наружных краев поперечных окна хвостовика они удаляются от основания хвостовика повышается прочность последнего и предлагаемого узла.

Фаской штока и усеченным коническим дном задней полости диска упрощается их изготовление, чем повышается технологичность узла Таким образом, предлагаемыми решениями этого узла повышается его надежность с уменьшением затрат на материал и изготовление диска без хвостовика.

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 поршень и шток с продольным каналом и поперечными окнами, открытыми в него и его дно, соединенные через диск, размещенный без зазоров между торцом штока и дном полости поршня и соединенный резьбовой поверхностью средней полости неразъемно с такой же наружной поверхностью полого хвостовика штока. Трубопровод установлен в упомянутом канале и хвостовике с боковым зазором и зафиксирован неразъемно передним концом с поверхностью передней полости диска. Задний кольцевой зазор узла образован поверхностями поршня, штока и диска с уплотнительным элементом, а передний кольцевой зазор диском и поршнем в зоне, свободной от соединения резьбами их между собой, при этом в дно поршня уперт передний торец диска с фаской, на которой расположены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в его переднюю полость диска. В его задней части выполнены задние поперечные окна, открытые наружными краями в задний кольцевой зазор, а внутренними краями в кольцевой или наклонный кольцевой зазоры между передним торцом штока и дном или усеченным коническим дном задней полости диска, соединенного через поперечные окна хвостовика с боковым зазором узла. Диск расположен задней кольцевой частью в кольцевой полости штока, образованной на его переднем торце, и уперт торцом этой части в дно. Технический результат изобретения - повышение надежности узла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Поршневой узел машины литья под давлением, содержащий соединенные между собой поршень и шток с продольным каналом и поперечными окнами, открытыми в продольный канал и его дно; диск, размещенный без зазоров между торцом штока и дном полости поршня и соединенный со штоком; трубопровод, установленный в упомянутом канале и хвостовике с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом с поверхностью передней полости диска; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом и передний кольцевой зазор между диском и поршнем, в зоне, свободной от их резьбового соединения между собой, причем на резьбе диска образованы продольные проточки, открытые краями в эти зазоры; при этом в дно поршня уперт передний торец диска с фаской, выполненной в зоне пересечения боковой и торцевой поверхностей диска, на которой расположены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в переднюю полость диска; в задней части диска выполнены поперечные окна, открытые наружными краями в задний кольцевой зазор узла, отличающийся тем, что на передней части штока образован полый хвостовик, на котором размещен неразъемно соединительной поверхностью своей средней полости диск, расположенный сформированной задней кольцевой частью в кольцевой полости штока, образованной с его переднего торца и упертой своим торцом в дно кольцевой полости штока; при этом задние поперечные окна диска открыты через кольцевой зазор между дном задней полости диска и передним торцом штока в поперечные окна хвостовика, выходящие в продольный канал узла.

2. Поршневой узел машины литья под давлением по п. 1, отличающийся тем, что хвостовик дополнительно соединен с торцом штока фаской, образующей с выполненным усеченным коническим дном задней полости диска наклонный к торцу штока кольцевой зазор, соединяющий задние поперечные окна диска с поперечными окнами хвостовика.