RU2789942C1

RU2789942C1 - Piston assembly of machine for casting under pressure

Info

Publication number: RU2789942C1
Application number: RU2021133887A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Иванович Кожокин
Original assignee: Тимофей Иванович Кожокин
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: piston assembly of a machine for casting under pressure contains piston (14) and rod (1) with a longitudinal channel and transverse windows, pipeline (4) installed in the longitudinal channel, hollow disc (6) placed without gaps between a rod end and a piston cavity bottom and permanently connected to the rod, and a sealing element placed in an annular groove. The pipeline is fixed in a small disc cavity with its front end. The rod contains hollow shank (2), on which longitudinal grooves (9) are made, separated with their edges from a base and a front end of the hollow shank, coming with their beginnings to transverse windows of the hollow shank and opened to its cavity. A rear part of the shank, free of its grooves, is placed in a large disc cavity. An inner annular groove of the disc is made on the shank in the large disc cavity, wherein ends of longitudinal grooves of the hollow shank and rear transverse windows of the hollow disc come to the inner annular groove of the disc.

EFFECT: increase in the strength and reliability of a piston assembly, reduction in material consumption.

1 cl, 2 dwg

Description

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 торца 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 хвостовике диска; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор с уплотнительным элементом, в который 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, выполненного в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей с фаской, на которой расположены начала передних поперечных наклонных окон, открытых концами в его полость, причем в задней части диска выполнены задние поперечные окна, открытые в упомянутый кольцевой зазор (см. патент РФ 2680320 С1 от 19.02.2019).The invention relates to metallurgical production and is suitable as an element of equipment for producing non-ferrous castings on these machines. Known rod of such a machine, on the front of which is placed a hollow piston with a gap between their end and bottom; at the end of the first, a longitudinal channel is formed, in which a tube is fixed with a side gap with a sealing element at the end resting against its conical bottom, where one transverse window is open, and the other into the side gap; transverse windows are formed at the front end of the rod, open into this gap, and its sealing element is placed there to seal the piston cooling zone (see patent SU 1783209 A1 dated January 23, 1989). Its disadvantages are the inefficient cooling of the piston due to the thick walls of the front end, and therefore overheating and destruction of it and the sealing element due to the lack of washing of the latter with refrigerant. Another node is also known, containing a piston and a rod connected to each other with a longitudinal channel and transverse windows open into it and its bottom; a disk placed without gaps between the end of the rod and the bottom of the piston cavity and connected by a shank to the rod; a pipeline installed in said channel with a lateral clearance and permanently fixed with its front end in the hollow shank of the disk; the rear annular gap formed by the surfaces of the piston, rod and disk with a sealing element, into which the longitudinal grooves of the part of the disk connecting with the piston are opened with their rear ends, and their front ends into the front annular gap between the disk and the piston, against the bottom of which the front end of the disk, made in the zone of intersection of its side and end surfaces with a chamfer, on which the beginnings of the front transverse inclined windows are located, the ends of which are open into its cavity, and in the rear part of the disk there are rear transverse windows open into the said annular gap (see RF patent 2680320 C1 dated 19.02 .2019).

Его недостатки: большая длина диска из-за его хвостовика, размещенного в полости штока; изгиб хвостовика диска при несоосности этого узла относительно камеры прессования и повышенный износ поршня; уменьшение прочности задней части диска его поперечными окнами. Задачи предлагаемого решения: уменьшение материалоемкости диска; сведение к минимуму изгиба диска при работе и износа поршня; повышение прочности задней части диска по его поперечным окнам.Its disadvantages are: the large length of the disk due to its shank located in the rod cavity; bending of the disc shank with misalignment of this assembly relative to the pressing chamber and increased wear of the piston; reduction in the strength of the rear of the disk by its transverse windows. The objectives of the proposed solution: reducing the material consumption of the disk; minimizing disc bending during operation and piston wear; increasing the strength of the rear of the disk along its transverse windows.

Технический результат от него: повышение надежности предлагаемого узла и уменьшение материалоемкости его.The technical result from it: increasing the reliability of the proposed node and reducing its material consumption.

Это достигается тем, что в поршневом узле машины литья под давлением, содержащем 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 своим полым хвостовиком неразъемно со штоком; трубопровод, установленный в упомянутом канале с боковым зазором и зафиксированный неразъемно передним концом в малой полости диска; образованный поверхностями поршня, штока и диска задний кольцевой зазор, в который открыты задними краями продольные проточки соединительной с поршнем части диска, а передними краями - в передний кольцевой зазор между диском и поршнем, в дно которого уперт передний торец диска, выполненного в зоне пересечения его боковой и торцовой поверхностей с фаской, на которой расположены начала поперечных наклонных окон, открытых концами в его полость; в задней части диска образованы поперечные окна, открытые краями в задний кольцевой зазор и большую полость диска; уплотнительный элемент размещен в кольцевой канавке, отделенной стенкой с пониженной боковой поверхностью от задней кольцевого зазора этого узла, новым является то, что шток выполнен с полым хвостовиком, на котором образованы продольные канавки, отделенные своими краями от основания и переднего торца его, в начале которых выполнены поперечные окна его, выходящие в его полость, а в концы канавок открыта внутренняя кольцевая канавку диска, образованная на поверхности большой полости, с выходящими в нее поперечными окнами задней части диска; при этом задняя часть хвостовика, свободная от его канавок, охвачена поверхностью этой полости; у полого хвостовика вместо продольных канавок образована наружная кольцевая канавка с поперечными окнами в ней, в которую открыты поперечные окна диска без внутренней кольцевой канавки, выполненные наклонными к его заднему торцу.This is achieved by the fact that in the piston assembly of the injection molding machine, containing a piston and a rod with a longitudinal channel and transverse windows open into it and its bottom; a disk placed without gaps between the end of the rod and the bottom of the piston cavity and connected by its hollow shank integrally with the rod; a pipeline installed in said channel with a lateral clearance and permanently fixed with its front end in a small cavity of the disk; the rear annular gap formed by the surfaces of the piston, rod and disk, into which the longitudinal grooves of the part of the disk connecting with the piston are opened by the rear edges, and by the front edges into the front annular gap between the disk and the piston, against the bottom of which the front end of the disk, made in the zone of its intersection, rests side and end surfaces with a chamfer, on which the beginnings of transverse inclined windows are located, open ends into its cavity; in the rear part of the disk, transverse windows are formed, open at the edges into the rear annular gap and a large cavity of the disk; the sealing element is placed in an annular groove separated by a wall with a reduced side surface from the rear annular gap of this assembly, what is new is that the rod is made with a hollow shank, on which longitudinal grooves are formed, separated by their edges from the base and its front end, at the beginning of which its transverse windows are made, opening into its cavity, and the inner annular groove of the disk is opened at the ends of the grooves, formed on the surface of the large cavity, with transverse windows of the rear part of the disk opening into it; while the rear part of the shank, free from its grooves, is covered by the surface of this cavity; instead of longitudinal grooves, the hollow shank has an outer annular groove with transverse windows in it, into which the transverse windows of the disc are open without an internal annular groove, made inclined towards its rear end.

Наличием у штока полого хвостовика (далее называемого хвостовик) с размещением на нем диска уменьшается длина и масса последнего. Образованием на хвостовике продольных канавок, отделенных краями от основания и переднего торца его, обеспечивается требуемая прочность его. Образованием в хвостовике у передних краев этих канавок поперечных окон его, выходящих в его полость, сохраняется прочность его основания. Охватом задней части его поверхностью большой полости диска упрочняется первый от действия изгибающих усилий на поршень при работе этого узла. Образованием у хвостовика вместо наружных продольных канавок наружной кольцевой канавки с выполненными поперечными окнами в ней повышается прочность его основания и упрощается его изготовление. Выходом в кольцевую канавку хвостовика поперечных наклонных окон задней части диска без внутренней кольцевой канавки увеличивается длина и площадь контактирующих поверхностей хвостовик и диска и возрастает прочность задней части последнего.The presence of a hollow shank on the rod (hereinafter referred to as the shank) with the placement of a disk on it reduces the length and weight of the latter. The formation of longitudinal grooves on the shank, separated by edges from the base and its front end, ensures its required strength. The formation in the shank at the front edges of these grooves of its transverse windows that open into its cavity, the strength of its base is preserved. Covering the rear part of it with the surface of a large cavity of the disk, the first one is strengthened from the action of bending forces on the piston during operation of this assembly. The formation at the shank instead of the outer longitudinal grooves of the outer annular groove with transverse windows made in it increases the strength of its base and simplifies its manufacture. The exit into the annular groove of the shank of the transverse inclined windows of the rear part of the disk without an internal annular groove increases the length and area of the contact surfaces of the shank and the disk and increases the strength of the rear part of the latter.

Заявляемое решение от известных ново, существенно отличается от них, промышленно пригодно и соответствует критериям изобретения. Оно представлено чертежом, где на фиг. 1 согласно п. 1 формулы показана передняя часть этого узла, содержащая шток 1 с хвостовиком 2, в продольном канале которых с боковым зазором 3 размещен трубопровод 4; он соединен передней частью неразъемно с поверхностью малой полости 5 диска 6; при этом с резьбовой поверхностью его большой полости 7 соединен между собой резьбой хвостовик 2 с упором заднего торца диска 6 в передний торец штока 1, зафиксированные дополнительно штифтом 8 за пределами зоны циркуляции хладагента в этом соединении; на хвостовике 2 выполнены продольные канавки 9, отделенные краями от его основания и переднего торца и открытые в передней части через поперечные окна 10 в боковой зазор 3, а в задней части - во внутреннюю кольцевую канавку 11 задней части диска 6, куда открыты его задние поперечные окна 12 задний кольцевой зазор 13 узла образован поверхностями этой части диска 6 с штока 1 и поршня 14; резьбовые поверхности диска и поршня образуют резьбовое соединение 15, а их боковые поверхности передний кольцевой зазор 16; на резьбовой поверхности диска 6 выполненный продольные проточки 17, открытые краями в задний 13 и передний 16 кольцевые зазоры узла; у переднего торца диска 6 выполнены наклонные поперечные окна 18 с началами на его наклонной фаске 19 и концами; в дне его малой полости 5; герметичность зоны циркуляции хладагента в узле обеспечивается уплотнительным элементом 20, размещенным в кольцевой канавке штока 1. На виде 1 фиг. 2 представлено решение п. 2 формулы, содержащее хвостовик 2 с наружной кольцевой канавкой 21 у его основания, в которой в нем образованы его поперечные окна 10; в эту канавку открыты поперечные окна 12' диска 6, наклоненные к его заднему торцу; этим вариантом решения поверхность большой полости 7 диска охватывает цилиндрическое основание хвостовика 2 на большей длине, чем согласно п. 1 формулы, что положительно сказывается на прочности предлагаемого узла.The claimed solution is new from the known ones, differs significantly from them, is industrially suitable and meets the criteria of the invention. It is represented by the drawing, where in Fig. 1, according to claim 1 of the formula, the front part of this assembly is shown, containing a rod 1 with a shank 2, in the longitudinal channel of which a pipeline 4 is placed with a side gap 3; it is connected by the front part inseparably with the surface of the small cavity 5 of the disk 6; at the same time, with the threaded surface of its large cavity 7, the shank 2 is connected by a thread with the stop of the rear end of the disk 6 in the front end of the rod 1, additionally fixed with a pin 8 outside the refrigerant circulation zone in this connection; on the shank 2, longitudinal grooves 9 are made, separated by edges from its base and front end and open in the front part through the transverse windows 10 into the side gap 3, and in the rear part - into the inner annular groove 11 of the rear part of the disk 6, where its rear transverse window 12 rear annular gap 13 node is formed by the surfaces of this part of the disk 6 from the rod 1 and the piston 14; the threaded surfaces of the disc and the piston form a threaded connection 15, and their side surfaces of the front annular gap 16; on the threaded surface of the disc 6 made longitudinal grooves 17, open edges in the rear 13 and front 16 annular gaps of the node; at the front end of the disk 6 is made of inclined transverse windows 18 with the beginnings on its inclined chamfer 19 and ends; in the bottom of its small cavity 5; the tightness of the refrigerant circulation zone in the assembly is ensured by the sealing element 20 placed in the annular groove of the rod 1. View 1 of FIG. 2 shows the solution of claim 2 of the formula, containing the shank 2 with an outer annular groove 21 at its base, in which its transverse windows 10 are formed in it; transverse windows 12' of the disc 6 are opened into this groove, inclined towards its rear end; With this solution, the surface of the large cavity 7 of the disc covers the cylindrical base of the shank 2 over a greater length than according to paragraph 1 of the formula, which has a positive effect on the strength of the proposed assembly.

Поршень 14 охлаждается так: по боковому зазору 3 хладагент подводится поперечными окнами 10 хвостовика 2 в начала его продольных канавок 9, по которым устремляется к их концам и далее в кольцевую канавку 11 задней части диска 6, куда открыты его задние поперечные окна 12, через которые поступает в задний кольцевой зазор 13; далее по продольным проточкам 17 резьбовой части диска 6 хладагент оказывается в переднем кольцевом зазоре 16, по которому попадает в передние наклонные окна 18 с началом их на фаске 19 диска 6 и концом их в его малой полости 5, откуда по трубопроводу 4 нагретым теплом поршня 14 хладагент отводится за пределы штока,The piston 14 is cooled as follows: through the side gap 3, the refrigerant is supplied by the transverse windows 10 of the shank 2 to the beginning of its longitudinal grooves 9, along which it rushes to their ends and further into the annular groove 11 of the rear of the disk 6, where its rear transverse windows 12 are opened, through which enters the rear annular gap 13; further along the longitudinal grooves 17 of the threaded part of the disk 6, the refrigerant is in the front annular gap 16, through which it enters the front inclined windows 18 with their beginning on the chamfer 19 of the disk 6 and their end in its small cavity 5, from where it is heated by the heat of the piston 14 through the pipeline 4 refrigerant is discharged outside the rod,

По п. 2 формулы хладагент из бокового зазора 3 по поперечным окнам 10 хвостовика 2 перед его основанием попадает в его наружную кольцевую канавку 21, куда открыты концами наклонные поперечные окна 12 диска 6, выходящие в задний кольцевой зазор 13 узла оказывается в последнем, а далее следует, как описано выше согласно п. 1 формулы. Эффективность охлаждения поршня определяется величиной его внутренней охлаждаемой поверхности (в предлагаемом решении не менее 90%) расходом хладагента, скоростью циркуляции и перемешиванием его 18 переднем кольцевом зазоре, что обеспечивается продольными проточками диска в зоне максимального нагрева поршня и достигается стойкость его в десятки тысяч запрессовок тока алюминиевых сплавов. Наличием на хвостовике штока продольных канавок и поперечных окон, отделенных стенками от его основания и переднего торца, повышается прочность такого хвостовика. Эти окна минимально удалены от основания хвостовика, когда окна диска наклонены к его заднему торцу, но там нет продольных канавок под хладагент, поэтому поперечная площадь хвостовика максимальна и

прочность наибольшая.According to paragraph 2 of the formula, the refrigerant from the side gap 3 through the transverse windows 10 of the shank 2 in front of its base enters its outer annular groove 21, where the inclined transverse windows 12 of the disk 6 are open at the ends, which go into the rear annular gap 13 of the assembly, it ends up in the latter, and then follows as described above according to claim 1 of the formula. The cooling efficiency of the piston is determined by the value of its internal cooled surface (in the proposed solution, at least 90%), the refrigerant flow rate, the circulation rate and its mixing in the front annular gap, which is ensured by the longitudinal grooves of the disk in the zone of maximum piston heating and its resistance to tens of thousands of current pressings is achieved. aluminum alloys. The presence of longitudinal grooves and transverse windows on the rod shank, separated by walls from its base and front end, increases the strength of such a shank. These windows are minimally removed from the base of the liner when the disk windows are inclined towards its rear end, but there are no longitudinal grooves for the coolant, so the transverse area of the liner is maximum and

greatest strength.

Наружной кольцевой канавкой на хвостовике вместо продольных канавок, как и наклонными поперечными окнами диска в задней части без его внутренней кольцевой канавки, повышаются их технологичность и прочность.An external annular groove on the shank instead of longitudinal grooves, as well as inclined transverse disc windows in the rear part without its internal annular groove, increase their manufacturability and strength.

Таким образом, данными решениями для этих элементов предлагаемого узла повышаются их прочность, надежность и технологичность.Thus, these solutions for these elements of the proposed node increase their strength, reliability and manufacturability.

Claims

Piston assembly of an injection molding machine, containing a piston and a rod with a longitudinal channel and transverse windows open into it and its bottom, a pipeline installed in the longitudinal channel with a side gap and fixed by its front end in a hollow disk, placed without gaps between the end of the rod and the bottom of the piston cavity and integrally connected to the rod, wherein said hollow disk is connected to the piston and has longitudinal grooves in the part connecting to the piston, open by the front edges into the longitudinal annular gap formed between the disk and the piston, and by the rear edges into the rear annular gap formed by surfaces of the piston, rod and hollow disk, and in the area of intersection of its side and end surfaces, the hollow disk is made with a chamfer and with transverse inclined windows, the beginnings of which are located on the mentioned chamfer, and the ends are open into the small cavity of the disk, in the rear part of the hollow disk, rear transverse windows, open edges into the rear annular gap and a large disk cavity, a sealing element placed in an annular groove separated by a wall with a reduced side surface from the rear annular gap, characterized in that the pipeline installed in the said longitudinal channel is fixed with its front end in a small cavity of the disk, the rod contains a hollow shank, on which longitudinal grooves, separated by their edges from the base and the front end of the hollow shank, made with their beginnings extending into the transverse windows of the hollow shank, open into its cavity, and the rear part of the shank, free from its grooves, is located in a large cavity of the disk, while on the shank in In the large cavity of the disk, an internal annular groove of the disk is made, and the ends of the longitudinal grooves of the hollow shank and the rear transverse windows of the hollow disk are made extending into the internal annular groove of the disk.