RU2653383C1

RU2653383C1 - Pressing injection molding machine piston assembly

Info

Publication number: RU2653383C1
Application number: RU2017116775A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Иванович Кожокин
Original assignee: Тимофей Иванович Кожокин
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2018-05-08

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to casting, namely to injection molding. Piston unit of the injection molding machine comprises a piston connected to a rod in the longitudinal channel of which a tube with a sealing element at the rear end is installed, a disc with a hollow shank disposed without gaps between the ends of the piston and the stem, the shank is connected inseparably with the front end of the tube and the external thread with the front end of the rod and fixed with a pin, the disk has rear transverse windows extending into the shank cavity, and in the rod, rear transverse windows are formed that extend into its longitudinal channel, the conical bottom and into the annular groove with the sealing element. Between the lateral surfaces of the disc, piston and rod, an annular gap is formed into which the annular groove is open, and between the front end of the rod and the annular groove on the stem or on the rear of the disk, a ring protrusion, supported on the side surface of the piston cavity, is provided with longitudinal grooves, the connection of the rod to the piston along the thread is made behind the annular groove and a nut is installed on the stem, resting against the rear end of the piston.

EFFECT: reliability of the pressing unit and the resistance of the piston are improved due to cooling it around the perimeter.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно как элемент оснастки для получения цветных отливок на этих машинах.The invention relates to metallurgical production and is suitable as a tooling element for producing color castings on these machines.

Известен шток этой машины, на передней части которого размещен поршень с зазором между их торцами; с торца первого образован продольный канал, в котором с боковым зазором зафиксирована трубка с уплотнительным элементом на конце, упертым локально в его коническое дно, куда открыто одно поперечное окно, а другое выходит в боковой зазор; у переднего торца образованы поперечные окна, открытые в выше указанный боковой зазор, а в конце части передней части размещен свой уплотнительный элемент для герметизации зоны охлаждения поршня (см. патент SU 1783209 А1 от 23.01.1989).The stock of this machine is known, on the front of which there is a piston with a gap between their ends; a longitudinal channel is formed from the end of the first, in which a tube with a sealing element at the end fixed locally in its conical bottom is fixed with a lateral gap, where one transverse window is open, and the other goes into the lateral gap; transverse windows are formed at the front end, open in the above-mentioned lateral gap, and at the end of the front part there is a sealing element for sealing the piston cooling zone (see patent SU 1783209 A1 of 01/23/1989).

Его недостатки: неэффективность охлаждения поршня из-за толстых стенок переднего торца;Its disadvantages: inefficiency of piston cooling due to the thick walls of the front end;

перегрев и разрушение последнего и уплотнительного элемента вследствие отсутствия омывания его хладагентом.overheating and destruction of the last and sealing element due to the lack of washing it with refrigerant.

Известен и другой поршневой узел, содержащий соединенные между собой поршень и шток; трубку, установленную с боковым зазором в образованном с его переднего торца продольном канале; на заднем конце трубки размещен уплотнительный элемент, упирающийся локально в коническое дно этого канала; на переднем конце трубки размещен неразъемно соединенный с ним полый хвостовик, ввернутый резьбой в канал штока и дополнительно зафиксированный с ним штифтом; этот хвостовик заканчивается диском, расположенным без зазора между торцами поршня и штока и имеющим поперечные окна, открытые в полость хвостовика и в продольные проточки присоединительной поверхности штока, выходящие в его кольцевую канавку с уплотнительным элементом, куда открыты поперечные окна его передней части, выходящие также и в его продольный канал; в задней части штока выполнены поперечные окна: одно открыто в этот канал, а другое - в его коническое дно (см. патент RU 2179907 С2 от 22.05.2000).Another piston assembly is known, comprising a piston and a rod interconnected; a tube installed with a lateral gap in the longitudinal channel formed from its front end; at the rear end of the tube there is a sealing element that locally abuts the conical bottom of this channel; at the front end of the tube there is a hollow shaft that is inseparably connected to it and threaded into the stem channel and additionally fixed with a pin; this shank ends with a disk located without a gap between the ends of the piston and the rod and having transverse windows open in the cavity of the shank and in the longitudinal grooves of the connecting surface of the rod, extending into its annular groove with a sealing element, where the transverse windows of its front part are open, also leaving into its longitudinal channel; Transverse windows are made in the back of the stem: one is open into this channel, and the other into its conical bottom (see patent RU 2179907 C2 of 05.22.2000).

Его недостатки: отворачивание поршня со штока от усилия запрессовки при работе машины; трудность свинчивания первого со второго из-за коррозии их резьбовых поверхностей от циркулирующего хладагента по продольным канавкам резьбовой поверхности штока; нерациональность длин резьб этих элементов и поэтому продолжительность их изготовления и соединения (разъединения) между собой; локальное охлаждение поршня в зоне продольных проточек соединительной (резьбовой) части штока.Its disadvantages: turning the piston off the rod from the pressing force during machine operation; the difficulty of screwing the first from the second due to corrosion of their threaded surfaces from the circulating refrigerant along the longitudinal grooves of the threaded rod surface; the irrationality of the lengths of the threads of these elements and therefore the duration of their manufacture and connection (disconnection) between themselves; local piston cooling in the area of longitudinal grooves of the connecting (threaded) part of the rod.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и технологичности поршневого узла.The task of the invention is to increase the reliability and manufacturability of the piston assembly.

Технический результат от его использования заключается в исключении самоотвинчивания поршня со штока, коррозии резьбового соединения поршень-шток и укорачивании длины этого соединения без продольных проточек штока, а также повышении стойкости поршня.The technical result from its use is to exclude self-unscrewing of the piston from the rod, corrosion of the threaded piston-rod connection and shortening the length of this connection without longitudinal grooves of the rod, as well as increasing the resistance of the piston.

Это достигается тем, в поршневом узле машины литья под давлением, содержащем соединенные между собой поршень и шток с продольным каналом под трубку с уплотнительным элементом на заднем конце и полым хвостовиком на переднем конце, ввернутым в шток с дополнительной фиксацией его штифтом, переходящим в размещенный без зазоров между торцами поршня и штока диск с поперечными окнами, открытыми в полость хвостовика и в продольные проточки соединительной части штока, выходящие в его кольцевую канавку с уплотнительным элементом, которая его передними поперечными окнами соединена с продольным каналом, а его задние поперечные окна открыты в этот канал и его коническое дно; при этом сзади этой канавки на штоке расположен поршень боковой поверхностью полости, образованной с его заднего торца, НОВЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО присоединительная поверхность под поршень выполнена на штоке сзади его кольцевой канавки, открытой спереди ее в кольцевой зазор, образованный поверхностями диска, поршня и штока, имеющего между его передним торцом и этой канавкой как минимум один с продольными проточками кольцевой выступ под поверхность полости поршня, в задний торец которого уперта соединенная со штоком передним торцом гайка-втулка;This is achieved by the fact that in the piston assembly of the injection molding machine containing a connected piston and a rod with a longitudinal channel for a tube with a sealing element at the rear end and a hollow shank at the front end, screwed into the rod with an additional fixation by a pin that goes into the the gaps between the ends of the piston and the rod, a disk with transverse windows open in the cavity of the shank and in the longitudinal grooves of the connecting part of the rod, extending into its annular groove with a sealing element that crosses it by the daytime transverse windows it is connected with the longitudinal channel, and its rear transverse windows are open into this channel and its conical bottom; at the same time, on the back of this groove on the piston rod there is a lateral surface of the cavity formed from its rear end, NEW is that the connecting surface for the piston is made on the rod on the back of its annular groove, open in front of it in an annular gap formed by the surfaces of the disk, piston and rod having between its front end and this groove at least one annular protrusion with longitudinal grooves under the surface of the piston cavity, into the rear end of which there is a nut-watt connected to the rod by the front end LCA;

кольцевой выступ с продольными проточками выполнен в задней части диска; кольцевой выступ штока или диска выполнен в виде двух полуколец с продольными проточками, зафиксированных крепежом на штоке или диске; на штоке или диске выполнена боковая кольцевая канавка под зафиксированное в ней разрезное кольцо с продольными проточками.an annular protrusion with longitudinal grooves is made in the rear of the disk; the annular protrusion of the rod or disk is made in the form of two half rings with longitudinal grooves fixed by fasteners on the rod or disk; a lateral annular groove is made on the stem or disk for a split ring with longitudinal grooves fixed in it.

Выполнением присоединительных (резьбовых) поверхностей штока и поршня соответственно сзади кольцевой канавки 1-го и с заднего торца 2-го, загерметизированных уплотнительным элементом штока, исключается их коррозия от циркулирующего вдоль поршня и штока хладагента, чем повышается надежность этого узла.The implementation of the connecting (threaded) surfaces of the rod and piston, respectively, behind the annular grooves of the 1st and from the rear end of the 2nd, sealed by the rod sealing element, eliminates their corrosion from the refrigerant circulating along the piston and rod, which increases the reliability of this unit.

Укорачиванием длин их резьбовых поверхностей повышается технологичность поршня и штока, у которого к тому же отсутствуют продольные проточки под хладагент, и сокращается время сборки-разборки их между собой.Shortening the lengths of their threaded surfaces increases the manufacturability of the piston and rod, which also has no longitudinal grooves for the refrigerant, and reduces the time of assembly-disassembly between them.

Использованием гайки-втулки, навернутой на резьбовую поверхность штока, с которой соединен своей резьбой поршень, и упертой передним торцом в задний торец последнего, исключается свинчивание со штока поршня от усилия прессования, устраняющее разрушение переднего торца последнего при работе, и предотвращается попадание технологической грязи в резьбовое соединение поршень-шток.The use of a sleeve nut, screwed onto the threaded surface of the rod, to which the piston is connected by its thread, and the front end abutted into the rear end of the latter, excludes screwing from the piston rod from the pressing force, which eliminates the destruction of the front end of the latter during operation and prevents the ingress of technological dirt into threaded piston-rod connection.

Заменой продольных проточек резьбовой поверхности штока боковым зазором между поверхностями диска, штока и поршня повышается эффективность охлаждения и стойкость поршня вследствие омывания хладагентом практически всей внутренней поверхности последнего от дна его полости до кольцевой канавки штока.By replacing the longitudinal grooves of the threaded surface of the rod with a lateral gap between the surfaces of the disk, the rod and the piston, the cooling efficiency and piston resistance are increased due to washing of almost the entire inner surface of the piston with the refrigerant from the bottom of its cavity to the annular groove of the rod.

Образованием кольцевого выступа с продольными проточками на штоке между его кольцевой канавкой и передним торцом под поверхность полости поршня обеспечивается перемешивание ими хладагента в боковом зазоре и интенсификация отвода тепла от поршня.The formation of an annular protrusion with longitudinal grooves on the rod between its annular groove and the front end under the surface of the piston cavity ensures mixing of the refrigerant in the lateral gap and intensification of heat removal from the piston.

Исполнением кольцевого выступа с продольными проточками в задней части диска предлагаемой формулы изобретения повышается технологичность передней части штока под поршень из-за отсутствия там этого выступа с продольными проточками.The execution of the annular protrusion with longitudinal grooves in the rear of the disk of the proposed claims increases the manufacturability of the front of the rod under the piston due to the absence of this protrusion with longitudinal grooves.

Заменой кольцевого выступа штока или диска двумя полукольцами с продольными проточками, зафиксированными крепежом на штоке или диске, обеспечивается беспрепятственное размещение на штоке уплотнительного элемента, когда с этих деталей снято одно или оба полукольца.By replacing the annular protrusion of the rod or disk with two half rings with longitudinal grooves fixed by fasteners on the rod or disk, the sealing element is freely placed on the rod when one or both half rings are removed from these parts.

Использованием разрезного кольца с продольными протоками вместо кольцевого выступа с продольными проточками или двух полуколец штока или диска, размещенного и зафиксированного крепежом в боковой кольцевой канавке штока или диска, упрощается также установка уплотнительного элемента на шток, когда это кольцо снято со штока или диска.The use of a split ring with longitudinal ducts instead of an annular protrusion with longitudinal grooves or two half rings of a rod or disk, placed and fixed by fasteners in the lateral ring groove of the rod or disk, also simplifies the installation of a sealing element on the rod when this ring is removed from the rod or disk.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом не следуют из уровня техники.Technical solutions with features distinguishing the claimed solution from the prototype are not known and do not explicitly follow from the prior art.

Это позволяет считать, что оно ново, имеет существенные отличия, промышленно применимо и поэтому полностью соответствует критерию ИЗОБРЕТЕНИЕ.This suggests that it is new, has significant differences, is industrially applicable and therefore fully meets the criteria of the INVENTION.

Предлагаемое представлено чертежом, где на фиг. 1 показана передняя часть поршневого узла, а задняя часть его идентична выше приведенным аналогу и прототипу и поэтому не приведена.The proposed one is presented in the drawing, where in FIG. 1 shows the front of the piston assembly, and its rear is identical to the above analogue and prototype and therefore not shown.

Узел содержит переднюю часть штока 1, с торца которого выполнен продольный канал 2, в котором с боковым зазором размещена трубка 3, неразъемно соединенная передним концом с полым хвостовиком 4, соединенным резьбой с резьбой канала 2 штока 1 и дополнительно зафиксированным в нем штифтом 5, например. Хвостовик 4 заканчивается диском 6, размещенным без зазоров между передним торцом штока 1 и дном полости 7 поршня 8. Между поверхностями поршня 8, диска 6 и штока 1 образован кольцевой зазор Δ, а на последнем выполнен кольцевой выступ 9 с проточками 10 прямоугольной, трапецеидальной, радиусной и т.д. формы, базирующийся боковой поверхностью на поверхности полости 7 поршня 8.The assembly contains a front part of the rod 1, from the end of which a longitudinal channel 2 is made, in which a tube 3 is placed with a lateral gap, which is inseparably connected by the front end with a hollow shank 4 connected by a thread to the thread of the channel 2 of the rod 1 and additionally fixed by a pin 5 in it, for example . The shank 4 ends with a disk 6, placed without gaps between the front end of the rod 1 and the bottom of the cavity 7 of the piston 8. Between the surfaces of the piston 8, the disk 6 and the rod 1, an annular gap Δ is formed, and the last has an annular protrusion 9 with grooves 10 of a rectangular, trapezoidal, radius, etc. forms based on the lateral surface on the surface of the cavity 7 of the piston 8.

В диске 6 выполнены поперечные окна 11, открытые в полости хвостовика 4 и поршня 8, а в кольцевой канавке 12 штока 1 размещен уплотнительный элемент 13, герметизирующий зону циркуляции хладагента вдоль поршня 8 от дна его полости 7 до этого элемента. В эту канавку открыты поперечные окна 14 штока 1, выходящие в его канал 2 и в этот кольцевой зазор. Сзади кольцевой канавки 12 на штоке 1 образована соединительная (резьбовая) поверхность 15 под соответствующую поверхность поршня 8, образованную с его заднего торца. На этой поверхности размещена гайка-втулка 16 с закрытыми с краев лысками 17 под ключ, упертая передним торцом в задний торец поршня 8.In the disk 6 there are transverse windows 11 open in the cavity of the shank 4 and the piston 8, and a sealing element 13 is placed in the annular groove 12 of the rod 1, which seals the refrigerant circulation zone along the piston 8 from the bottom of its cavity 7 to this element. In this groove, the transverse windows 14 of the rod 1 open, extending into its channel 2 and into this annular gap. Behind the annular groove 12 on the stem 1 is formed a connecting (threaded) surface 15 under the corresponding surface of the piston 8 formed from its rear end. On this surface there is a nut-sleeve 16 with turnkey flats 17 closed from the edges, rested by the front end in the rear end of the piston 8.

Поршень 8 охлаждается так: хладагент по полости 2 штока 1 поступает от его задней части к передней и через поперечные окна 14 попадает в кольцевую канавку 12, охлаждая уплотнительный элемент 13. Далее он поступает в кольцевой зазор Δ, по которому от задней части поршня 8 устремляется к дну его полости 7, охлаждая по всему периметру ее боковую поверхность и через дно этой полости частично и передний торец поршня 8. Проточками 10 кольцевого выступа 9 хладагент перемешивается, чем интенсифицируется отвод тепла от передней части поршня и особенно от зоны пересечения его боковой и торцевой поверхностей. Далее нагретый хладагент через поперечные окна 11 диска 6 отводится в полость хвостовика 4, из которой по полости трубки 3 отводится в заднюю часть штока и далее через поперечное окно за его пределы. Интенсивность охлаждения поршня 8 определяется расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по кольцевому зазору Δ, а разрушением пограничного слоя на поверхности полости 7 поршня 8 проточками 10 кольцевого выступа 9 интенсифицируется теплоотвод от передней части поршня 8, максимально нагреваемой сплавом при работе машины.The piston 8 is cooled as follows: the refrigerant through the cavity 2 of the rod 1 enters from its rear to the front and through the transverse windows 14 it enters the annular groove 12, cooling the sealing element 13. Then it enters the annular gap Δ, along which the piston 8 rushes to the bottom of its cavity 7, cooling its lateral surface along the entire perimeter and partially through the front end of the piston 8. Through the grooves 10 of the annular protrusion 9, the refrigerant is mixed, which intensifies the heat removal from the front of the piston and especially from s intersection of the lateral and end surfaces. Next, the heated refrigerant through the transverse windows 11 of the disk 6 is discharged into the cavity of the shank 4, from which through the cavity of the tube 3 is discharged to the rear of the rod and then through the transverse window beyond. The cooling rate of the piston 8 is determined by the flow rate of the refrigerant and its associated speed of circulation along the annular gap Δ, and the destruction of the boundary layer on the surface of the cavity 7 of the piston 8 by the grooves 10 of the annular protrusion 9 intensifies the heat sink from the front of the piston 8, which is heated as much as possible by the alloy during operation of the machine.

Такой схемой охлаждения повышается его стойкость на несколько десятков тысяч запрессовок АЛ сплавов, причем, чем меньше диаметр поршня, тем больше она возрастает.Such a cooling scheme increases its resistance by several tens of thousands of press-fit AL alloys, and the smaller the diameter of the piston, the more it increases.

Омыванием хладагентом уплотнительного элемента 13 исключается его нагрев и гарантируется значительная стойкость его.Washing with a refrigerant of the sealing element 13 eliminates its heating and guarantees its considerable stability.

Контактом боковой поверхности кольцевого выступа 9 штока с боковой поверхностью полости 7 поршня 8 обеспечивается базирование его на передней части штока 1, чем исключается изгиб передней части поршня при смещении механизма прессования машины относительно ее линии центров.The contact of the lateral surface of the annular protrusion 9 of the rod with the lateral surface of the cavity 7 of the piston 8 ensures that it is based on the front of the rod 1, which prevents bending of the front of the piston when the pressing mechanism of the machine is displaced relative to its center line.

Количество этих выступов на штоке зависит от диаметра поршня, определяющего его длину: так при диаметрах 40 мм необходим один выступ, 100 мм - два кольцевых выступа и т.д.The number of these protrusions on the rod depends on the diameter of the piston, which determines its length: for diameters of 40 mm, one protrusion is required, 100 mm — two annular protrusions, etc.

Длина резьбовых поверхностей поршня 8 должна быть не более 10 витков резьбы, а у штока она больше с учетом длины гайки-втулки 16, чем повышается технологичность поршня 8 и штока 1 из-за отсутствия у последнего продольных проточек на резьбовой поверхности.The length of the threaded surfaces of the piston 8 should be no more than 10 threads, and the rod has more length, taking into account the length of the sleeve nut 16, which increases the manufacturability of the piston 8 and rod 1 due to the absence of longitudinal grooves on the threaded surface.

Размещением уплотнительного элемента 13 перед этими резьбовыми поверхностями исключается их коррозия от хладагента и повышается надежность предлагаемого узла.The placement of the sealing element 13 in front of these threaded surfaces eliminates their corrosion from the refrigerant and increases the reliability of the proposed site.

Упором переднего торца гайки-втулки в задний торец поршня 8 устраняется самоотвинчивание его со штока от усилия прессования при работе машины литья под давлением.The emphasis of the front end of the nut-sleeve in the rear end of the piston 8 eliminates its self-unscrewing from the rod from the pressing force during operation of the injection molding machine.

На фиг. 2 чертежа представлен п. 2 предлагаемой формулы изобретения, а на виде I - ee п. 3 и 4.In FIG. Figure 2 presents paragraph 2 of the proposed claims, and in the form of I - ee paragraphs 3 and 4.

Отличие фиг. 2 от фиг. 1 - в выполнении кольцевого выступа 9 с продольными проточками 10 не на штоке 1, а на задней части диска 6.The difference of FIG. 2 from FIG. 1 - in performing an annular protrusion 9 with longitudinal grooves 10 not on the rod 1, but on the rear of the disk 6.

Эффект охлаждения поршня 8 от такого решения и решений пп. 3 и 4 формулы аналогичен предыдущему с размещением кольцевого выступа 9 с продольными проточками 10 на передней части штока 1.The effect of cooling the piston 8 from such a solution and the solutions of paragraphs. 3 and 4 of the formula is similar to the previous one with the placement of an annular protrusion 9 with longitudinal grooves 10 on the front of the rod 1.

Его преимущество - проще изготовить продольные проточки 10 на диске 6, чем на штоке 1.Its advantage is that it is easier to make longitudinal grooves 10 on disk 6 than on rod 1.

Кольцевой выступ 9 с продольными проточками 10 не должен препятствовать размещению уплотнительного элемента 13 в канавке 12 штока 1.The annular protrusion 9 with longitudinal grooves 10 should not impede the placement of the sealing element 13 in the groove 12 of the rod 1.

Если это не возможно, то на штоке 1 или диске 6 фиксируются крепежом 18 два полукольца 9 или разрезное кольцо 9 в выполненной под него боковой кольцевой канавке штока 1 или диска 6 (см. вид I).If this is not possible, then two half rings 9 or a split ring 9 in the lateral ring groove of the rod 1 or disk 6 made under it are fixed on the rod 1 or disk 6 with fasteners 18 (see view I).

В пп. 2-4 формулы кольцевой выступ 9, или полукольцо 9, или разрезное кольцо 9 (перечисленные элементы устройства имеют продольные проточки 10) базируются наружной боковой поверхностью на боковой поверхности полости 7 поршня 8.In paragraphs 2-4 of the formula, an annular protrusion 9, or a half ring 9, or a split ring 9 (the listed device elements have longitudinal grooves 10) are based on the outer side surface on the side surface of the cavity 7 of the piston 8.

Таким образом, предлагаемым узлом прессования повышаются его надежность исключением самоотвинчивания поршня при работе, коррозии резьбовых поверхностей узла, технологичность из-за коротких резьбовых поверхностей поршня и штока и использования кольцевого зазора вместо продольных проточек последнего.Thus, the proposed pressing unit increases its reliability by eliminating self-unscrewing of the piston during operation, corrosion of the threaded surfaces of the unit, manufacturability due to short threaded surfaces of the piston and rod and the use of an annular gap instead of the longitudinal grooves of the latter.

Claims

1. The piston assembly of an injection molding machine containing a piston connected to a rod, in the longitudinal channel of which a tube with a sealing element is installed at the rear end, a disk with a hollow shank placed without gaps between the ends of the piston and the rod, while the shank is connected one-piece to the front the end of the tube and the external thread with the front end of the rod and fixed with a pin, the rear transverse windows extending into the cavity of the shank are made in the disk, and the rear transverse windows extending into its longitudinal channel are made in the rod, to the bottom and into the annular groove with a sealing element, characterized in that an annular gap is formed between the side surfaces of the disk, piston and rod, into which the annular groove is open, and between the front end of the stem and the annular groove on the rod or on the back of the disk the lateral surface of the piston cavity has an annular protrusion with longitudinal grooves, while the connection of the rod with the piston is threaded behind the annular groove and a sleeve nut is installed on the rod, abutting against the rear end of the piston.

2. The piston assembly according to claim 1, characterized in that the annular protrusion is made in the form of two half rings fixed on a rod or disk.