RU2236928C2

RU2236928C2 - Piston unit for die casting machine

Info

Publication number: RU2236928C2
Application number: RU2002110757/02A
Authority: RU
Original assignee: Кожокин Тимофей Иванович; Кожокин Илларион Тимофеевич
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2004-09-27

Abstract

FIELD: casting.

SUBSTANCE: piston unit has piston, rod, and pipeline for supplying coolant. The pipeline is mounted with a spaced relation in the longitudinal passage of the rod and connected with the hollow shank of the disk fitted between the faces of the piston and rod. The disk is provided with lateral ports at an angle of ≤90⁰ to its longitudinal axis. The ports are in communication with the shank space and side ring space between the disk and piston. The back and front parts of the rod are provided with lateral ports which are in communication with its longitudinal passage. The sides of the piston, rod, and back face of the disk form a ring groove which is connected with the ring space between the disk and piston and longitudinal passage of the rod through the front ports. The ring groove receives the sealing member.

EFFECT: enhanced reliability.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству и пригодно для машин литья под давлением (МЛПД).The invention relates to foundry and is suitable for injection molding machines (MLPD).

Известен поршневой узел МЛПД, выполненный в виде поршня, размещенного своей полостью на передней части штока. У штока есть тракты циркуляции хладагента, омывающего внутренние поверхности поршня (см. М.Б. Беккер. Литье под давлением. М.: Машиностроение, 1985, с.56).Known piston unit MLPD, made in the form of a piston, placed its cavity on the front of the rod. The rod has circulation paths of the refrigerant washing the internal surfaces of the piston (see MB Becker. Injection molding. M: Mechanical Engineering, 1985, p. 56).

Известен другой поршневой узел (см. патент PФ № 2043850 от 20.09.95, В 22 D 17/20), содержащий шток с продольным каналом, размещенным в полости поршня, и имеющий в дне этого канала и в стенках поперечные окна для подвода хладагента в зону охлаждения поршня и отвода его оттуда, соединенные с продольными проточками на наружной поверхности штока, уплотнительный элемент, установленный на заднем конце трубопровода, размещенного с зазором в продольном канале штока, а передним концом неразъемно соединенного с полым хвостовиком, куда выходят поперечные окна с боковой поверхности его диска, установленного без зазора между торцами поршня и штока; при этом хвостовик соединен штифтом и резьбой со штоком, у которого в наружной кольцевой канавке размещен уплотнительный элемент и выходят своими концами продольные проточки, а также выполнены поперечные окна, открытые в его продольный канал.Another piston assembly is known (see patent RF No. 2043850 from 09.20.95, B 22 D 17/20), containing a rod with a longitudinal channel located in the piston cavity and having transverse windows at the bottom of this channel and in the walls for supplying refrigerant to the cooling zone of the piston and its outlet from there, connected to the longitudinal grooves on the outer surface of the rod, a sealing element mounted on the rear end of the pipeline, which is placed with a gap in the longitudinal channel of the rod, and the front end is inseparably connected to the hollow shaft, where the transverse windows exit from The touch surface of its disk mounted without clearance between the ends and the piston rod; wherein the shank is connected by a pin and thread to a rod, in which a sealing element is placed in the outer annular groove and longitudinal grooves extend at their ends, as well as transverse windows open into its longitudinal channel.

Его недостатки: нетехнологичность из-за выполнения продольных проточек (как минимум 4-х для поршней ⌀ 40 мм и как максимум 12 для поршней ⌀ 150 мм) на резьбовой поверхности штока длиной как минимум 500 мм и поперечных окон в его кольцевой канавке под уплотнительный элемент, что требует значительного времени на установку, выверку штока и т.д. из-за его длины.Its disadvantages: low technological quality due to longitudinal grooves (at least 4 for pistons ⌀ 40 mm and at most 12 for pistons ⌀ 150 mm) on the threaded surface of the rod with a length of at least 500 mm and transverse windows in its annular groove for the sealing element , which requires considerable time for installation, alignment of the rod, etc. due to its length.

Выполнением этих проточек уменьшается резьбовая поверхность штока, что заставляет изготовлять ее максимально возможной длины, а при шаге ее в 3 мм требуется на образование ее у штока и поршня значительное время.The execution of these grooves reduces the threaded surface of the rod, which makes it possible to produce it as long as possible, and with a step of 3 mm it takes a considerable time to form it at the rod and piston.

Взаимодействие холодного и особенно нагретого теплом поршня хладагента вызывает соответственно коррозию и ускоренный износ резьбовых поверхностей поршня и штока, являющегося дорогостоящей по сравнению с диском, хвостовиком, трубопроводом и поршнем деталью (его стоимость как минимум на порядок выше стоимости поршня).The interaction of a cold and especially heat-heated refrigerant piston causes corrosion and accelerated wear of the threaded surfaces of the piston and rod, which is expensive compared to the disk, shank, pipeline and piston part (its cost is at least an order of magnitude higher than the cost of the piston).

Цель изобретения - повышение надежности и технологичности поршневого узла МЛПД.The purpose of the invention is to increase the reliability and manufacturability of the piston unit MLPD.

Она достигается тем, что поршневой узел МЛПД, содержащий соединенные между собой поршень и шток, трубопровод, установленный с зазором в продольном канале штока, уплотнительный элемент, размещенный на заднем конце трубопровода, соединенного неразъемно передним концом с полым хвостовиком диска, размещенного без зазора между торцами поршня и штока и соединенного хвостовиком со штоком посредством резьбы и штифта, поперечные окна диска открыты в полость его хвостовика и в боковой кольцевой зазор между ним и поршнем, причем в стенках задней части штока выполнены свои поперечные окна, выходящие в его продольный канал и дно, а в передней части штока - в продольный канал и кольцевую канавку с уплотнительным элементом, образованную поверхностями штока и поршня, соединенную продольными проточками штока с боковым кольцевым зазором между диском и поршнем, кольцевая канавка под уплотнительный элемент, образованная поверхностями поршня, штока и заднего торца диска, открыта в боковой кольцевой зазор между диском и поршнем и в продольный канал штока через его передние поперечные окна, сообщающиеся с продольными каналами соединения "шток - хвостовик диска", при этом окна диска расположены под углом ≤90° относительно его продольной оси и открыты в его глухую полость, выполненную продолжением полости хвостовика; кольцевая канавка под уплотнительный элемент, образованная поверхностями поршня, заднего торца диска, штока и торца гайки, упертой во втулку с наружной соединительной поверхностью под поршень, зафиксированную дополнительно, как и гайка, шпонкой, штифтом и т.д. на штоке и упертой в его бурт, соединена поперечными окнами, созданными контактирующими торцевыми поверхностями штока и диска, с продольными каналами соединения "шток - хвостовик диска"; под поршень на диске выполнена соединительная поверхность с продольными проточками, открытыми в боковой кольцевой зазор между ними и в кольцевую канавку с уплотнительным элементом, образованную их поверхностями и штоком и соединенную с продольным каналом последнего через поперечные окна диска, расположенные у его заднего торца и выходящие в его продольный канал, в котором размещен с зазором трубопровод, соединенный с ним неразъемно передним концом, а на хвостовике диска установлен свой уплотнительный элемент.It is achieved by the fact that the MLPD piston assembly comprising a connected piston and a rod, a pipeline installed with a gap in the longitudinal channel of the rod, a sealing element located at the rear end of the pipeline, which is integral with the front end and the hollow shaft of the disk placed without a gap between the ends the piston and the rod and connected by the shank to the rod by means of a thread and a pin, the transverse windows of the disk are open in the cavity of its shank and in the lateral annular gap between it and the piston, and in the walls of the rear h The rod has its transverse windows extending into its longitudinal channel and bottom, and in the front of the rod into the longitudinal channel and an annular groove with a sealing element formed by the surfaces of the rod and piston, connected by longitudinal grooves of the rod with a lateral annular gap between the disk and the piston, an annular groove for the sealing element formed by the surfaces of the piston, rod and rear end of the disk is open in the lateral ring gap between the disk and the piston and into the longitudinal channel of the rod through its front transverse windows, with communicating with the longitudinal channels of the rod-shank connection, the windows of the disk are located at an angle of ≤90 ° relative to its longitudinal axis and open into its hollow cavity, made by the extension of the shank cavity; an annular groove for the sealing element formed by the surfaces of the piston, the rear end of the disk, the stem and the end of the nut, abutted into the sleeve with the outer connecting surface under the piston, additionally fixed, like the nut, with a key, a pin, etc. on the rod and abutted in its shoulder, connected by transverse windows created by the contacting end surfaces of the rod and disk, with longitudinal channels of the connection "rod - disk shank"; under the piston on the disk there is a connecting surface with longitudinal grooves open in the lateral annular gap between them and in the annular groove with a sealing element formed by their surfaces and the stem and connected to the longitudinal channel of the latter through the transverse windows of the disk located at its rear end and facing its longitudinal channel, in which the pipeline is placed with a gap, is connected with it inseparably by the front end, and its sealing element is installed on the shank of the disk.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что кольцевая канавка под уплотнительный элемент образована поверхностями поршня, штока и заднего торца диска; при этом она открыта в баковой кольцевой зазор между диском и поршнем и в продольный канал штока благодаря его передним поперечным окнам; эти окна сообщаются с продольными каналами соединения "шток - хвостовик диска", кроме того, у диска окна располагаются под углом ≤90° относительно его продольной оси и выходят в его глухую полость, выполненную продолжением полости его хвостовика; кольцевая канавка под уплотнительный элемент образована поверхностями поршня, заднего торца диска, штока и торца гайки; последняя упирается во втулку с наружной соединительной поверхностью под поршень, зафиксированную дополнительно, как и гайка, шпонкой, штифтом и т.д. на штоке и упертой в его бурт; эта канавка соединена поперечными окнами, созданными контактирующими торцевыми поверхностями штока и диска, с продольными каналами соединения "шток - хвостовик диска"; на диске выполнена под поршень соединительная поверхность с продольными проточками; эти проточки открыты в боковой кольцевой зазор между диском и поршнем и в кольцевую канавку под уплотнительный элемент, образованную их поверхностями и штоком, эта канавка соединена с продольным каналом штока поперечными окнами диска, размещенными у его заднего торца и выходящими в его продольный канал; в этом канале установлен с зазором трубопровод, соединенный с диском неразъемно своим передним концом, при этом на хвостовике диска установлен свой уплотнительный элемент.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that it differs in that the annular groove for the sealing element is formed by the surfaces of the piston, rod and rear end of the disk; while it is open in the tank annular gap between the disk and the piston and in the longitudinal channel of the rod due to its front transverse windows; these windows communicate with the longitudinal channels of the rod-shank connection, in addition, the windows of the disk are located at an angle of ≤90 ° relative to its longitudinal axis and exit into its hollow cavity, made by the extension of the cavity of its shank; the annular groove for the sealing element is formed by the surfaces of the piston, the rear end of the disk, the stem and the end of the nut; the latter abuts against a sleeve with an external connecting surface under the piston, which is additionally fixed, like a nut, with a key, a pin, etc. on the stock and stubborn in its shoulder; this groove is connected by the transverse windows created by the contacting end surfaces of the stem and the disk, with the longitudinal channels of the connection "rod - shank of the disk"; on the disk, a connecting surface with longitudinal grooves is made under the piston; these grooves are open in the lateral annular gap between the disk and the piston and into the annular groove for the sealing element formed by their surfaces and the stem, this groove is connected to the longitudinal channel of the rod by transverse windows of the disk located at its rear end and facing its longitudinal channel; in this channel, a pipeline is installed with a gap, connected to the disk inseparably with its front end, and a sealing element is installed on the shank of the disk.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что образованием кольцевой канавки под уплотнительный элемент поверхностями поршня, штока и заднего торца диска упрощается изготовление штока из-за ненадобности выполнения у него соответствующей проточки специальным канавочным резцом (в нашем случае у штока выполняется понижение проходным резцом, а передняя стенка канавки образована задним горцем диска, присоединяемого к штоку через его хвостовик). Размещением соединения поршень-шток за уплотнительным элементом исключается воздействие хладагента на резьбовые поверхности штока и поршня и повышается их стойкость, особенно у штока, как у незаменяемого элемента этого соединения (после предельного износа поршень заменяется новым, присоединяемым к одному и тому же штоку). Из-за кольцевой канавки под уплотнительный элемент, открытой в боковой кольцевой зазор между диском и поршнем, исключаются продольные проточки в соединении "шток-поршень" для подвода хладагента к передней части поршня. Это позволяет уменьшить длину присоединительной резьбовой части штока и поршня, что уменьшает трудоемкость изготовления этих элементов. Выполнением в передней части штока поперечных окон у его переднего торца, соединяющих указанную кольцевую канавку с продольным каналом штока через продольные каналы соединения "шток - хвостовик диска", исключается образование на резьбовой поверхности штока продольных проточек и воздействие на нее хладагента, чем повышается технологичность узла в целом из-за меньшей длины резьбовой поверхности хвостовика, на которой выполнены проточки, образующие с резьбовой поверхностью штока продольные каналы под хладагент. Из-за уменьшения длины резьбовой поверхности штока возрастает длина диска, в котором выполняется продольная глухая полость - продолжение полости хвостовика - для циркуляции хладагента через его окна, наклоненные под углом ≤90° относительно его продольной оси. При этом =90° при диаметре поршня не более 50÷55 мм и <90° при диаметре его больше 55 мм для обеспечения прочности стенок диска в зоне выполнения этих окон и его продольной глухой полости.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the formation of an annular groove for the sealing element by the surfaces of the piston, rod and rear end of the disk simplifies the manufacture of the rod due to the unnecessary execution of the corresponding groove in it with a special groove cutter (in our case, the rod is lowered with a passage cutter, and the front wall of the groove is formed by the rear highlander of the disk attached to the rod through its shank). Placing the piston-rod connection behind the sealing element eliminates the effect of refrigerant on the threaded surfaces of the rod and piston and increases their resistance, especially for the rod, as for an irreplaceable element of this connection (after extreme wear, the piston is replaced by a new one connected to the same rod). Due to the annular groove for the sealing element open in the lateral annular gap between the disk and the piston, longitudinal grooves in the stem-piston connection for supplying refrigerant to the front of the piston are excluded. This allows to reduce the length of the connecting threaded part of the rod and piston, which reduces the complexity of manufacturing these elements. By performing transverse windows at the front end of the rod at its front end connecting the annular groove with the longitudinal channel of the rod through the longitudinal channels of the rod-to-disk shank connection, longitudinal grooves and the effect of refrigerant on the threaded surface of the rod are excluded, which increases the manufacturability of the assembly in In general, due to the shorter length of the threaded surface of the shank, on which grooves are made, forming longitudinal channels for the refrigerant with the threaded surface of the stem. Due to the reduction in the length of the threaded surface of the rod, the length of the disk increases, in which a longitudinal blind cavity is performed — the extension of the shank cavity — for circulation of the refrigerant through its windows, inclined at an angle of ≤90 ° relative to its longitudinal axis. Moreover, = 90 ° with a piston diameter of not more than 50 ÷ 55 mm and <90 ° with a diameter of more than 55 mm to ensure the strength of the disk walls in the area of these windows and its longitudinal blind cavity.

Выполнением сборной передней части штока, а именно в виде гайки и резьбовой втулки с соединительной (резьбовой) поверхностью под поршень, надетых на шток с дополнительной фиксацией на нем шпонкой, штифтом и т.д. и упертые друг в друга, исключается износ передней части штока и, таким образом, гарантируется неограниченный срок службы его вследствие замены у него изношенной по резьбовой поверхности втулки на другую, третью и т.д. Дополнительной фиксацией гайки со штоком исключается ее отворачивание при работе, а втулки со штоком - вращение ее относительно штока при присоединении или отсоединении от него поршня при его замене другим. Образованием кольцевой канавки под уплотнительный элемент поверхностями поршня, заднего торца диска, штока и торца гайки исключается выполнение ее специально на штоке, чем повышается его технологичность. Так же повышается технологичность и за счет отсутствия у него канавки для выхода инструмента при нарезании резьбовой поверхности под поршень. Поперечными окнами, созданными поперечными канавками торца штока и задним торцем диска или торцем штока и поперечными канавками заднего торца диска исключаются сверлильные станки для образования этих окон в передней части штока, что повышает технологичность узла прессования в целом. Срок службы резьбовой поверхности втулки может быть существенно увеличен по сравнению с резьбовой поверхностью штока за счет подбора соответствующих материала и химико-термической обработки ее, что более экономично по сравнению с использованием этих мероприятий для штока, масса которого несоизмерима с массой втулки.The assembly of the front part of the rod, namely in the form of a nut and a threaded sleeve with a connecting (threaded) surface for the piston, worn on the rod with additional fixation on it with a dowel, pin, etc. and rested against each other, the wear of the front of the stem is eliminated and, thus, its unlimited service life is guaranteed due to the replacement of a sleeve worn over the threaded surface with another, third, etc. By additional fixing the nut with the rod, it is prevented from turning off during operation, and the sleeve with the rod prevents it from rotating relative to the rod when connecting or disconnecting the piston from it when replacing it with another. The formation of an annular groove for the sealing element by the surfaces of the piston, the rear end of the disk, the stem and the end of the nut excludes its execution specially on the rod, which increases its manufacturability. The manufacturability is also increased due to the lack of a groove for the tool to exit when cutting a threaded surface under the piston. The transverse windows created by the transverse grooves of the rod end and the rear end of the disk or the end of the rod and the transverse grooves of the rear end of the disk exclude drilling machines for forming these windows in the front of the rod, which increases the manufacturability of the pressing unit as a whole. The service life of the threaded surface of the sleeve can be significantly increased in comparison with the threaded surface of the stem due to the selection of the appropriate material and chemical-thermal treatment of it, which is more economical in comparison with the use of these measures for the rod, whose mass is incommensurable with the mass of the sleeve.

Выполнением под поршень соединительной (резьбовой) поверхности на диске гарантируется неограниченный срок службы штока, так как диск становится заменяемой, как и поршень, деталью с более продолжительным сроком служба по сравнению с поршнем. Это обеспечивается его материалом и химико-термической обработкой. Образованием на соединительной поверхности диска продольных проточек для соединения бокового кольцевого зазора между ним и поршнем с кольцевой канавкой под уплотнительный элемент, образованной их поверхностями и штоком, обеспечивается охлаждение по всей внутренней боковой поверхности поршня, кроме зоны у его заднего торца, базирующейся на штоке, чем обеспечивается максимальный эффект его охлаждения. Образованием у заднего торца диска своих поперечных окон, открытых через продольную полость и полость хвостовика в продольный канал штока, исключается создание продольных каналов в соединение "шток - хвостовик диска", чем повышается технологичность диска.The implementation of a connecting (threaded) surface on the disk for the piston guarantees an unlimited service life of the rod, since the disk becomes replaceable, like the piston, a part with a longer service life compared to the piston. This is ensured by its material and chemical-thermal treatment. The formation of longitudinal grooves on the connecting surface of the disk for connecting the lateral annular gap between it and the piston with an annular groove for the sealing element formed by their surfaces and the rod provides cooling over the entire inner side surface of the piston, except for the area at its rear end, which is based on the rod, than provides the maximum effect of its cooling. The formation of its transverse windows at the rear end of the disk, open through the longitudinal cavity and the cavity of the shank into the longitudinal channel of the rod, eliminates the creation of longitudinal channels in the connection "rod-shank of the disk", which increases the manufacturability of the disk.

Размещением на хвостовике диска своего уплотнительного элемента исключается циркуляция хладагента по зазорам резьбового соединения "шток - хвостовик диска" и повышается его срок службы.Placing its sealing element on the disk shank eliminates the circulation of refrigerant over the gaps of the threaded rod-to-shaft shank connection and increases its service life.

Перечисленное выше свидетельствует, что предлагаемое решение соответствует критерию "новизна", а сравнение его с известными аналогами показало, что оно обладает и существенными отличиями.The above indicates that the proposed solution meets the criterion of "novelty," and comparing it with known analogues has shown that it also has significant differences.

Предлагаемое решение представлено на фиг.1 и содержит: шток 1 с продольным каналом 2, в котором с зазором установлен трубопровод 3 с теплоизоляционным покрытием 4. На заднем конце трубопровода имеется металлическое кольцо 5, контактирующее с уплотнительным элементом 6, упирающимся в коническое дно продольного канала 2. С передним концом трубопровода неразъемно соединен полый хвостовик 7 диска 8, расположенного без зазоров между торцами штока 1 и поршня 9, соединенных между собой резьбой 10. Хвостовик 7 диска 8 зафиксирован в штоке 1 резьбой 11 и штифтом 12, размещенным у переднего торца штока 1 перед уплотнительным элементом 13, герметизирующим зону охлаждения поршня 9. Этот элемент расположен в кольцевой канавке 14, образованной поверхностями передней части штока 1 (торцевой и боковой), заднего торца диска 8 и поршня 9. Канавка 14 через передние поперечные окна 15 штока и продольные каналы 16 резьбового соединения "шток - хвостовик" открыта в продольный канал 2 штока 1 и боковой кольцевой зазор 17 между поршнем 10 и диском 8. В него выходят окна 18 диска 8, наклоненные относительно его продольной оси под углом ≤90°, открытые также и в его продольную глухую полость 19, выполненную продолжением полости 20 хвостовика 7 диска 8, открытой в полость 21 трубопровода 3. Окна 18 диска 8 смещены в угловом направлении относительно передних окон 15 штока для турбулизации циркулирующего хладагента и повышения эффективности охлаждения поршня 9. В штоке 1 выполнены задние поперечные окна 22 и 23, открытые соответственно в зазор между продольным каналом 2 и полость 21 трубопровода 3 через коническое дно этого канала.The proposed solution is presented in figure 1 and contains: a rod 1 with a longitudinal channel 2, in which a pipe 3 with a heat-insulating coating 4 is installed with a gap. At the rear end of the pipeline there is a metal ring 5 in contact with the sealing element 6 abutting against the conical bottom of the longitudinal channel 2. With the front end of the pipeline, the hollow shank 7 of the disk 8 is permanently connected, located without gaps between the ends of the rod 1 and the piston 9, interconnected by a thread 10. The shank 7 of the disk 8 is fixed in the rod 1 by a thread 11 and 12, located at the front end of the rod 1 in front of the sealing element 13, sealing the cooling zone of the piston 9. This element is located in the annular groove 14 formed by the surfaces of the front of the rod 1 (end and side), the rear end of the disk 8 and the piston 9. Groove 14 through the front transverse window 15 of the rod and the longitudinal channels 16 of the threaded rod-shank connection is open in the longitudinal channel 2 of the rod 1 and the lateral annular gap 17 between the piston 10 and the disk 8. Windows 18 of the disk 8 come out there, inclined relative to its longitudinal axis at an angle of ≤90 °, also open in its longitudinal blind cavity 19, made by extending the cavity 20 of the shank 7 of the disk 8, open into the cavity 21 of the pipeline 3. The windows 18 of the disk 8 are angularly displaced relative to the front windows 15 of the rod for turbulence of the circulating refrigerant and increase the cooling efficiency of the piston 9. In the rod 1 there are rear transverse windows 22 and 23 open respectively in the gap between the longitudinal channel 2 and the cavity 21 of the pipe 3 through the conical bottom of this channel.

Поршень 9 охлаждается так: хладагент поступает через поперечное окно 22 штока 1 в зазор между его продольным каналом 2 и трубопроводом 3 и устремляется к переднему торцу штока. Там он по продольным каналам 16, образованным резьбовыми поверхностями соединения "шток - хвостовик диска" попадает в передние поперечные окна 15 штока 1, из них в кольцевую канавку 14 соединения "поршень - диск - шток", из которой по боковому кольцевому зазору 17 к дну поршня 9, омывая его переднюю боковую поверхность, нагреваемую максимально при работе запрессовываемым сплавом через его передний торец за счет перетечек тепла от переднего к заднему торцу на расстоянии не более 0,5 длины поршня 9. Нагретый теплом поршня хладагент отводится по окнам 18 диска 8 в его продольную глухую полость 19, охлаждая частично через диск передний торец поршня 9. Далее нагретый хладагент поступает в продольную полость 20 хвостовика, из нее в полость 21 трубопровода 3, далее через поперечный канал 23 за пределы штока.The piston 9 is cooled as follows: the refrigerant enters through the transverse window 22 of the rod 1 into the gap between its longitudinal channel 2 and the pipe 3 and rushes to the front end of the rod. There, he passes through the longitudinal channels 16 formed by the threaded surfaces of the stem – disk shank connection into the front transverse windows 15 of the rod 1, of which into the annular groove 14 of the piston – disk – stem connection, from which along the lateral ring gap 17 to the bottom the piston 9, washing its front side surface, heated as much as possible when working with the pressed alloy through its front end due to heat leakage from the front to the rear end at a distance of not more than 0.5 of the length of the piston 9. The coolant heated by the piston heat is discharged through the windows 1 8 of the disk 8 into its longitudinal blind cavity 19, partially cooling through the front end face of the piston 9. The heated refrigerant then enters the longitudinal cavity 20 of the shank, from it into the cavity 21 of the pipe 3, then through the transverse channel 23 beyond the stem.

Охлаждение остальной резьбовой части поршня 9 осуществляется смыванием хладагентом поверхности продольного канала 2 штока и отвода тепла от его резьбовой поверхности к хладагенту через его стенки путем теплопроводности его материала.The remaining threaded portion of the piston 9 is cooled by flushing the surface of the longitudinal channel 2 of the rod with a refrigerant and removing heat from its threaded surface to the refrigerant through its walls by the thermal conductivity of its material.

Охлаждением боковой и части торцевой поверхности поршня исключается перегрев (при оптимальных толщинах стенок) зоны их пересечения - наиболее термонапряженной зоны и достигается стойкость поршня на АЛ сплавах порядка 20÷60 тысяч запрессовок.By cooling the lateral and part of the piston end surface, overheating (at optimal wall thicknesses) of the zone of their intersection — the most thermally stressed zone — is excluded, and piston resistance on AL alloys of the order of 20–60 thousand press-fits is achieved.

Герметизацией уплотнительным элементом 13 резьбовых поверхностей поршня 9 и штока 1 исключается попадание туда хладагента и коррозия их, что увеличивает срок службы резьбы и особенно у штока, как наиболее дорогостоящей детали данного узла.Sealing the sealing element 13 of the threaded surfaces of the piston 9 and the rod 1 eliminates the ingress of refrigerant and their corrosion, which increases the service life of the thread and especially the rod, as the most expensive part of this unit.

Циркуляция нагретого хладагента вдоль поверхностей поршня, диска 8, хвостовика 7, трубопровода 3 приводит к ускоренной коррозии их, наиболее дешевых деталей по сравнению со штоком 1, подлежащих замене после предельной коррозии. Это экономически целесообразнее замены штока, подвергаемого воздействию холодным хладагентом со стороны его продольного канала 2, продольных каналов 16 соединения "шток- хвостовик диска" и передних поперечных окон 35 штока. Скорость коррозии от такого хладагента значительно меньше, чем от нагретого, и, следовательно, гарантируется длительный срок службы штока.The circulation of heated refrigerant along the surfaces of the piston, disc 8, shank 7, pipe 3 leads to accelerated corrosion of them, the cheapest parts in comparison with the rod 1, to be replaced after extreme corrosion. It is more economically feasible to replace a rod exposed to cold refrigerant from its longitudinal channel 2, longitudinal channels 16 of the rod-shank connection of the rod and the front transverse windows 35 of the rod. The corrosion rate from such a refrigerant is much lower than from a heated one, and, therefore, a long service life of the stem is guaranteed.

На фиг.2 представлен 2-й вариант прессующего узла МЛПД, содержащий вышеуказанные элементы (поз. 1-23), к которым добавляются: гайка 24, навернутая на переднюю часть штока и застопоренная с ним, например, штифтом, условно не показанным, втулка 25 с наружной соединительной (резьбовой) поверхностью под резьбу 10 поршня 9, упертая одним концом в торец гайки 24, а другим в бурт штока. Эта втулка застопорена на штоке от вращения, например, шпонкой 26, штифтом и т.д. Кольцевая канавка 14 под уплотнительный элемент 13 открыта, как и канавка предыдущего узла, в боковой кольцевой зазор 17 между диском 8 и поршнем 9 и в продольный канал 2 штока 1 через поперечные каналы 15, образованные поперечными канавками переднего торца штока 1 и заднего торца диска 8 или передним торцем штока 1 и поперечными канавками заднего торца диска 8 (не исключено выполнение и передних поперечных окон у штока) в продольные каналы 16 соединения "шток - хвостовик диска". Эффект охлаждения поршня такой же, что и у предыдущего варианта предлагаемого узла, а преимущество - отсутствие у штока резьбы под резьбу поршня, что делает шток неизнашиваемым при работе.Figure 2 presents the 2nd version of the MLPD pressing unit containing the above elements (pos. 1-23), to which are added: a nut 24, screwed onto the front of the stem and locked with it, for example, with a pin, not shown conditionally, a sleeve 25 with an external connecting (threaded) surface under the thread 10 of the piston 9, abutted at one end to the end face of the nut 24, and the other to the shoulder of the rod. This sleeve is locked on the stem from rotation, for example, with a key 26, a pin, etc. The annular groove 14 for the sealing element 13 is open, like the groove of the previous assembly, in the lateral annular gap 17 between the disk 8 and the piston 9 and into the longitudinal channel 2 of the rod 1 through the transverse channels 15 formed by the transverse grooves of the front end of the rod 1 and the rear end of the disk 8 or the front end of the rod 1 and the transverse grooves of the rear end of the disk 8 (it is not excluded that the front transverse windows at the rod can also be formed) into the longitudinal channels 16 of the rod-shaft-shank connection. The piston cooling effect is the same as that of the previous version of the proposed assembly, and the advantage is the absence of a thread for the piston thread on the rod, which makes the rod unrecoverable during operation.

На фиг.3 представлен третий вариант прессующего узла, у которого позиции 1-23 аналогичны фиг.1, к которым добавляются продольные проточки 24 диска с присоединительной (резьбовой) поверхностью под резьбовую поверхность 10 поршня 9; уплотнительный элемент 25, размещенный на хвостовике 7 диска 8. Поперечные окна 15 выполнены у заднего торца диска 8 к открыты в кольцевую канавку 14 с уплотнительным элементом 13, образованную поверхностями поршня 9, заднего торца диска 8 и штока 1, и в продольный канал 16, образованные ступенчатой полостью 19 диска 8 и полостью 20 его хвостовика 7 и расположенным там трубопроводом 3, который передним концом неразъемно соединен с диском, например, резьбой и штифтом, условно не показанным.Figure 3 presents the third version of the pressing unit, in which positions 1-23 are similar to figure 1, to which are added longitudinal grooves 24 of the disk with a connecting (threaded) surface under the threaded surface 10 of the piston 9; a sealing element 25 located on the shank 7 of the disk 8. The transverse windows 15 are made at the rear end of the disk 8 to open in the annular groove 14 with the sealing element 13 formed by the surfaces of the piston 9, the rear end of the disk 8 and the rod 1, and into the longitudinal channel 16, formed by the stepped cavity 19 of the disk 8 and the cavity 20 of its shank 7 and the pipe 3 located there, which the front end is inseparably connected to the disk, for example, a thread and a pin, not conventionally shown.

Хладагент в зону охлаждения поршня 9 подводится по продольному каналу 16 к поперечным окнам 15 диска 8 и далее поступает в кольцевую канавку 14 соединений "поршень - шток - диск", омывая уплотнительное кольцо 13. Из нее по продольным проточкам 24 диска 8 устремляется в боковой кольцевой зазор 17 между ним и поршнем 9 и по зазорам между витками их резьб, охлаждая последний. Эффект охлаждения поршня 9 аналогичен охлаждению поршня прототипа, а преимущество этого узла - максимальные технологичность и стойкость штока вследствие отсутствия у него резьбовой поверхности под поршень и поперечных окон в передней его части.The refrigerant in the cooling zone of the piston 9 is supplied along the longitudinal channel 16 to the transverse windows 15 of the disk 8 and then enters the annular groove 14 of the piston-rod-disk connections, washing the o-ring 13. From it, it rushes into the lateral ring through the longitudinal grooves 24 of the disk 8 the gap 17 between it and the piston 9 and the gaps between the turns of their threads, cooling the latter. The effect of cooling the piston 9 is similar to the cooling of the piston of the prototype, and the advantage of this assembly is the maximum manufacturability and stability of the stem due to the absence of a threaded surface for the piston and transverse windows in its front part.

Таким образом, предлагаемыми вариантами прессующего узла МЛПД сокращается время на изготовление штока и поршня благодаря: меньшей длины их соединительных (резьбовых) поверхностей; выполнению продольных проточек на хвостовике, например, меньшей длины, чем длина резьбовой поверхности поршня; а отсутствием под поршень резьбовой поверхности на штоке обеспечивается неограниченный срок службы его при эффективном охлаждении поршня по всей внутренней поверхности или только передней половины ее.Thus, the proposed options for the MLPD pressing unit reduces the time for manufacturing the rod and piston due to: the shorter length of their connecting (threaded) surfaces; making longitudinal grooves on the shank, for example, shorter than the length of the threaded surface of the piston; and the absence of a threaded surface under the piston on the rod provides an unlimited service life with effective cooling of the piston over the entire inner surface or only its front half.

Claims

1. The piston assembly of an injection molding machine comprising a piston and a rod interconnected, a pipe installed with a gap in the longitudinal channel of the rod, a sealing element located at the rear end of the pipeline, which is integral with the front end and the hollow shaft of the disk placed without a gap between the ends a piston and a rod and connected by a shank to the rod by means of a thread and a pin, while in the disk there are transverse windows open in the cavity of its shank and in the lateral annular gap between it and the piston, in The rear side of the rod has transverse windows extending into its longitudinal channel and bottom, and the front side of the rod has transverse windows facing the longitudinal channel and the annular groove with a sealing element, characterized in that the annular groove is formed by the surfaces of the piston, rod and rear end of the disk, is open in the lateral annular gap between the disk and the piston and into the longitudinal channel of the rod through transverse windows communicating with the longitudinal channels of the stem-shank connection, while the disk windows are located at an angle of ≤90 ° relative to itelno its longitudinal axis and is open in the dead cavity formed as an extension of the shank cavity.

2. The piston assembly according to claim 1, characterized in that it is equipped with a nut fixed on the rod and a sleeve, its outer surface connected to the piston and abutting one end against the end of the nut and the other against the shoulder of the rod, while the nut and sleeve are fixed , for example, with their pins or a pin and a key, respectively, and the transverse windows connecting the annular groove to the longitudinal channel of the stem-shank connection are made in the stem or are formed by the contacting surfaces of the stem and disk.

3. The piston assembly according to claim 1, characterized in that longitudinal disks are made on the disk, open in the lateral annular gap between the disk and the piston, and into an annular groove connected to the longitudinal channel of the rod through transverse windows made in the disk at its rear end and leaving in its longitudinal blind cavity, while on the shank of the disk is installed a sealing element, and the surface of the grooves are connected to the surface of the piston.