Результат интеллектуальной деятельности: Поршневой узел машины литья под давлением

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно как элемент оснастки для получения цветных отливок на этих машинах.

Известен поршневой узел, содержащий поршень, шток с глухим продольным каналом, выполненным с его переднего торца; с торца первого образован продольный канал, в котором с боковым зазором зафиксирован трубопровод с уплотнительным элементом на заднем конце, упертым в его коническое дно, куда открыто поперечное окно, а другое выходит в этот зазор, причем передний конец его соединен с диском, размещенным без зазоров между торцами поршня и штока; у переднего торца штока образованы поперечные окна, открытые в выше указанный боковой зазор, а у диска его задние поперечные окна открыты в полость хвостовика; в конце передней части узла размещен свой уплотнительный «элемент для герметизации зоны охлаждения поршня (см. патент RU 22326928 С1 от 27.09. 2004).

Его недостатки: перегрев и разрушение последнего из-за толстых боковых стенок.

Известен прессующий поршень МЛПД, содержащий шток с продольным каналом, в котором с боковым зазором размещен трубопровод, соединенный передним концом со втулкой- стаканом, расположенным в этом канале передним торцом заподлицо с передним торцом штока и упертыми ими в дно полости поршня, находящегося на передней части штока; они образуют своими боковыми поверхностями заднюю и переднюю кольцевые проточки, соединенные поперечными окнами штока и поршня с его продольным каналом и с трактами охлаждения последнего, образованными канавками на его наружной боковой поверхности, закрытыми теплостойкой втулкой и износостойким материалом, (см. патент РФ 2006340 С1 от 14.05.1991).

Его недостатки: отсутствие герметичности между сопрягаемыми поверхностями штока и поршня в задней части последнего; недостаточная прочность передней центральной части узла в зоне размещения втулки-стакана; неэффективное охлаждение периферийной части переднего торца поршня.

Задачей предлагаемого являются: повышение надежности поршневого узла созданием герметичности зоны циркуляции хладагента и упрочнения ц переднего торца поршня; увеличение эффективности охлаждения передней части поршня.

Технический результат от предлагаемого: повышение стойкости и прочности поршня, а также качества получаемого литья. Это достигается тем, что в поршневом узел машины литья под давлением, содержащем соединенные между собой поршень и шток с продольным каналом, в котором с боковым зазором размещен трубопровод, боковыми поверхностями первых образована задняя кольцевая проточка, соединенная задними поперечными окнами с продольным каналом штока, а передними- с трактами охлаждения поршня, образованными канавками его наружной кольцевой боковой поверхности, отделенной стенками от его торцов, и закрытыми втулкой с износостойким материалом, новым является то, что между торцами поршня и штока без зазоров размещен диск, соединенный своим полым хвостовиком с поверхностью глухого продольного канала штока, выполненного с его переднего торца, в дно которого уперт уплотнительный элемент заднего конца трубопровода, соединенного передним концом с этим хвостовиком; при этом передняя кольцевая проточка узла образована боковыми поверхностями диска и поршня и соединена его передними поперечными окнами с его трактами охлаждения, а задняя часть этой проточки поперечными окнами диска открыта в продольную полость его хвостовика, причем между этими проточками выполнено резьбовое соединение для фиксации поршня на штоке, а в задней кольцевой проточке узла размещен уплотнительный элемент.

Заменой втулки- стакана сплошным диском, упертым своими торцами в дно полости поршня и в передний торец штока, гарантируется прочность его переднего торца поршня и этого узла в целом. Соединением резьбой хвостовика с резьбой поверхности передней полости п штока обеспечивается фиксация диска в этом узле, а также и трубопровода, зафиксированного передним концом в хвостовике и упертого задним концом через уплотнительный элемент в коническое дно этого канала. Образованием передней кольцевой проточки боковыми поверхностями поршня и диска создается дополнительный тракт охлаждения передней части поршня для повышения эффективности охлаждения его Соединением этой проточки передними поперечными окнами поршня с его трактами охлаждения обеспечивается циркуляция хладагента по ним с охлаждением износостойкой втулки и его передней части Сообщением задней части этой проточки поперечными окнами диска с продольной полостью хвостовика обеспечивается отвод нагретого хладагента из нее в последнюю, трубопровод узла и далее за пределы штока. Формированием между этими проточками резьбового соединение штока с поршнем осуществляется надежное размещение последнего на нем. Установкой в задней кольцевой проточке, образованной боковыми поверхностями штока и поршня, уплотнительного элемента гарантируется герметичность циркуляции хладагента в передней части этого узла

Предлагаемое является новым, имеет существенные отличия, промышленно пригодно и соответствует критерию ИЗОБРЕТЕНИЕ.

Этот узел представлен на чертеже фиг. 1 и содержит шток 1 с продольным глухим каналом 2, выполненным с его переднего торца; в нем с боковым зазором размещен трубопровод 3, упирающийся своим уплотнительным элементом на заднем конце в дно этого канала (см. 1-й патент), и соединенный передним концом с полым хвостовиком 4 диска 5, упирающегося задним торцом в передний торец штока 1, а передним торцом в дно полости поршня 6; хвостовик 4 соединен своей резьбой с резьбой поверхности передней полости штока 1 и дополнительно зафиксирован штифтом 7; при этом боковые поверхности поршня и диска образуют переднюю кольцевую проточку 8, а штока 2 и поршня 6 - заднюю кольцевую проточку 9 с уплотнительным элементом 10 в ней, герметизирующим зону циркуляции хладагента в передней части этого узла; поршень 6 со штоком 1 соединены своими резьбами 11, выполненными между этими проточками 8 и 9, открытыми поперечными окнами 12 штока 1 и 13 диска 6 в продольный канал 2 первого и полость хвостовика 4 второго; поршень имеет снаружи износостойкий слой 14, нанесенный на втулку 15, охватывающую продольные или наклонные канавки- тракты охлаждения 16 на боковой поверхности понижения поршня 6, отделенного стенками от его переднего и заднего торцов; эти тракты открыты концами в крайние кольцевые канавки 17 и 18 понижения, куда открыты и поперечные окна 19 и 20 поршня 6.

Он охлаждается так: по боковому зазору между каналом 2 и трубопроводом 3 и поперечным окнам 12 штока 1 хладагент попадает в заднюю кольцевую проточку 9 штока 1, охлаждая ее уплотнительный элемент 10 и часть задней поверхности поршня 6; из нее через его задние поперечные окна 19 поступает в его заднюю кольцевую канавку 18; из нее в тракты 16 и через втулку 15 охлаждает его износостойкий материал 14, устремляясь к переднему торцу поршня 6, поступая в его переднюю кольцевую канавку 18, из которой по передним поперечным окнам 20 поршня нагретый его теплом хладагент следует в переднюю кольцевую полость 8, охлаждая дополнительно часть переднего торца поршня и его переднюю внутреннюю боковую поверхность этой полости при течении по ней; из ее задней части через поперечные окна 13 диска 5 нагретый хладагент отводится в полости хвостовика 4, затем трубопровода 3 и далее за пределы штока 1.

Эффективность охлаждения этого узла определяется величиной охлаждаемой поверхности поршня 6 и скоростью циркуляции хладагента по его трактам 16 и кольцевым проточкам 8 и 9, образующими максимальную охлаждаемую площадь его и поэтому наибольшую стойкость такого при оптимальных толщинах стенок его втулки 15 и износостойкого материала 14.

Использованием передней кольцевой проточки 8 длиной до половины длины наружного бокового понижения поршня 6 увеличивается как минимум в 1,5 раза теплоотвод от его наиболее нагретой и изнашиваемой периферийной части-зоны пересечения передних торцовой и боковой поверхностей и примерно во столько же раз возрастает его стойкость.

Таким образом, предлагаемым узлом повышаются прочность и стойкость поршня благодаря контакту его дна с передним торцом диска, упирающегося также задним торцом в передний торец штока и более эффективному охлаждению его периферийной передней части; также улучшается качество литья по пористости наличием в задней кольцевой полости уплотнительного элемента, герметизирующего зону циркуляции хладагента в соединении поршень-шток.