Прессующий поршень машины литья под давлением Советский патент 1992 года по МПК B22D17/20 

Изобретение относится к литейному производству и пригодно в машинах ЛПД.

Известен охлаждаемый прессующий поршень, размещенный на штоке с продольным каналом, по которому циркулирует хладагент.

Известен охлаждаемый прессующий поршень в виде корпуса с продольным каналом под хладагент и поперечными каналами на концах, втулки из износостойкого материала, размещенной в кольцевой канавке корпуса между его головкой и нажимной втулкой, и сетки каналов, выполненной на поверхности кольцевой канавки и соеди- ненной через поперечные каналы с продольным каналом, а сам корпус ввернут в полость штока. Его недостаток: из-за неоптимальных толщин стенок, связанных с использованием бериллиево-медного сплава в качестве материала втулки велики перепад температур между ее теплообменными поверхностями и температура ее рабочей

поверхностью. Это сказывается на снижении ее стойкости.

Цель изобретения - устранение указанного недостатка. Указанная цель достигается тем, что прессующий поршень машины ЛПД, содержащий корпус с продольным каналом под хладагент и радиальными каналами на концах, втулку из износостойкого материала, размещенную в кольцевой канавке корпуса, и систему каналов, выполненных на поверхности кольцевой канавки и соединенных через радиальные каналы с продольным каналом, снабжен втулкой из высокотеплопроводного материала, отделяющей систему каналов от втулки из износостойкого материала, при этом система каналов выполнена в виде продольных и поперечных проточек.

Сопоставительный анализ этого решения с прототипом показывает, что изобретение отличается тем, что прессующий поршень машины ЛПД снабжен втулкой из

сл

С

4

XI о о о о

высокотеплопроводного материала, отделяющий систему каналов от втулки из износостойкого материала, при этом система каналов выполнена в виде продольных и поперечных каналов,

На фиг. 1 представлено продольное сечение прессующего поршня; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Поршень содержит шток 1, размещенный в продольном канале прессующего поршня 2 и соединенный с ним штифтом 3. Шток 1 имеет свой продольный канал 4, в котором установлен с зазором трубопровод 5. На переднем конце трубопровода 5 размещена втулка 6 с продольным 7 и поперечными 8 каналами, упирающаяся своим горцем во внутренний торец прессующего поршня 2. На наружной поверхности втулки 6 установлено уплотнительное кольцо 9. отделяющее тракт подвода хладагента от тракта отвода его. В передней части штока 1 выполнены две кольцевые канавки 10 и поперечные окна 11. На наружной поверхности прессующего поршня имеется кольцевая канавка, заполненная износостойким материалом 12, которая отделена высокотеплопроводной стенкой 13 от поперечных 14 и сквозных продольных 15 проточек, образованных на боковой поверхности этой канавки.

Прессующий поршень охлаждается так.

Хладагент по трубопроводу 5, продольному 7 и поперечным 8 каналам втулки б, поперечным окном 11 и кольцевой канавке 10 штока подводится к началу продольных (сквозных) проточек 15 прессующего поршня 2, Хладагент перемещается по последнему к заднему торцу прессующего поршня, охлаждая через втулку 13 из высокотеплопроводного материала втулку 12 из износостойкого материала и его рабочую поверхность. Нагретый теплом втулки 12 хладагент отводится по каналам 10 и 11 штока в зазор между трубопроводом 5 и продольным каналом 4 штока 1, а из него за пределы штока. Поперечные проточки 14 прессующего поршня образуют с высокотеплопроводной втулкой 13 дополнительные поперечные тракты охлаждения, по которым циркулирует хладагент и дополнительно повышается эффективность охлаждения этого поршня. Оценим уровень нагрева рабочей поверхности предлагаемого поршня по стационарному уравнению

теплопроводности Фурье для цилиндрической многослойной стенки, осреднив по циклу машины Л ПД действующую тепловую нагрузку. При этом зададимся следующими

данными температуры насыщения: хладагента - воды -100°; охлаждаемой поверхности Тз 120°С; плотность теплового потока на рабочей поверхности износостойкой втулки gi 4 105 Вт/м2. Наружный и внутренний диаметры этой втулки равны соответственно di 62 мм и d2 57 мм; толщина стенки высокотеплопроводной втулки Д 0,5 мм; материал рабочей и последней втулки - латунь с теплопроводностью Ai2 110B/M°C.

Перепад температур между нагреваемой и охлаждаемой поверхностями прессующего поршня равен

тч -тч -Qi d1 r1 in d2 -j. 1 in d T1 Тз2 lndT+ ln

4 1Q5. 1 ,„ 0,057 , 2 0062(ТТо1пабб24

-f

1

1пШ|)«70°С

110 0,057

Уровень нагрева рабочей поверхности прессующего поршня равен

Ti T3 + AT 120 + 70 190°С

у прототипа толщина стенки втулки из износостойкого материала больше указанной и, следовательно, выше перепад температур между ее теплообменными поверхностями, что сказывается на снижении ее стойкости.

Формула изобретения Прессующий поршень машины литья под давлением, содержащий корпус с продольным каналом для хладагента и радиаль- ными каналами на концах, втулку из износостойкого материала, размещенную в кольцевой канавке корпуса и систему каналов, выполненных на поверхности кольцевой канавки и соединенных через радиальные каналы с продольным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости, он снабжен втулкой из высокотеплопроводного материала, от

деляющей систему каналов от втулки из износостойкого материала, при этом система каналов выполнена в виде продольных и поперечных проточек.

f 6 V /4-Н / / / / /L

(

S

ЧчЧЧЧЧ чуЧчх.(1/

XI

д

10

г J

uLL

/

//

Фиг.1 А-А

Сущность изобретения: прессующий поршень содержит корпус с продольным каналом под хладагент и радиальными каналами на концах, втулку из износостойкого материала, размещенную в кольцевой канавке корпуса, и систему каналов, выполненных на поверхности кольцевой канавки и соединенных через радиальные каналы с продольным каналом. Кроме того, этот поршень снабжен втулкой из высокотеплопроводного материала, отделяющей систему каналов от втулки из износостойкого материала, при этом система каналов выполнена в виде продольных и поперечных проточек. Поперечные проточки образуют с высокотеплопроводной втулкой дополнительные поперечные тракты охлаждения, что повышает эффективность охлаждения поршня. 2 ил.

15

фиг. 2