RU2789947C1

RU2789947C1 - Piston assembly of machine for casting under pressure

Info

Publication number: RU2789947C1
Application number: RU2021133888A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Иванович Кожокин
Original assignee: Тимофей Иванович Кожокин
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: casting production.

SUBSTANCE: piston assembly of a machine for casting under pressure contains a piston and rod (1) interconnected by means of thread on side surfaces, with longitudinal channel (2) for tube (3), on which, at a rear end, a sealing element is installed, and at a front end – hollow shank (5) coming to disc (8) placed without gaps between a front end of the rod and piston cavity bottom (9). From the front end of the rod, a longitudinal cavity for the hollow shank, an end of which is separated with an axial gap from the cavity bottom and is located behind front transverse windows of the rod, is made. Front transverse windows of the rod are connected to its longitudinal cavity for the hollow shank with longitudinal grooves on the hollow shank, opened to the longitudinal cavity of the rod with rear edges located at the end of the shank, and opened with front edges to annular groove (16) of the shank, placed in a zone of inner edges of front transverse windows of the rod. A front part of the tube is permanently connected to an inner surface of the shank cavity, and its end is located between front transverse windows of the rod and its rear end.

EFFECT: increase in the strength of a rod by its front transverse windows and reliability of an assembly.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургическому производству и пригодно как элемент оснастки для получения цветных отливок на этих машинах. 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 штока образованы поперечные окна, открытые в выше указанный боковой зазор, 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; перегрев и разрушение последнего и уплотнительного элемента, не омываемого хладагентом.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 this machine, on the front of which is placed a piston with a gap between their ends; a longitudinal channel is formed at the end of the first one, in which a tube with a sealing element at the end is fixed with a side gap, abutted locally against its conical bottom, where one transverse window is open, and the other goes into the side gap; transverse windows are formed at the front end of the rod, open into the above-mentioned lateral gap, its sealing element is also placed there to seal the piston cooling zone (see patent SU 1783209 A1 dated January 23, 1989) Its disadvantages: inefficient piston cooling due to the thick walls of the front butt; overheating and destruction of the last and sealing element, not washed by the 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 в коническое дно этого канала, а передним концом она соединена неразъемно с полым хвостовиком, ввернутым резьбой в канал штока и дополнительно зафиксированным штифтом; этот хвостовик заканчивается расположенным без зазора между торцами поршня и штока диском с поперечными окнами, открытыми 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, открытые в этот канал и в его коническое дно (см. патент RU 2179907 С 2 от 22.05. 2000).Another piston assembly is also known, containing a piston and a rod connected to each other; a tube installed with a side clearance in a longitudinal channel formed from its front end; at the rear end of the tube there is a sealing element resting against the conical bottom of this channel, and at the front end it is permanently connected to a hollow shank screwed into the stem channel by a thread 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 with transverse windows open into the cavity of the shank and into 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 going into its longitudinal channel; transverse windows are made in the rear part of the rod, open into this channel and into its conical bottom (see patent RU 2179907 C 2 dated May 22, 2000).

Его недостатки: недостаточная прочность штока в зоне его передних поперечных окон при поршне диаметром не более 60 мм. Наклонные окна диска взяты из патента RU 2680320 С1 от 19.02.2019. Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности передней части штока.Its disadvantages: insufficient strength of the rod in the area of its front transverse windows with a piston with a diameter of not more than 60 mm. Inclined disk windows are taken from patent RU 2680320 C1 dated February 19, 2019. The objective of the invention is to increase the strength of the front of the rod.

Технический результат от него: повышение надежности такого узла. Это достигается тем, что в поршневом узел машины литья под давлением в виде соединенных между собой поршня и штока с продольным каналом под расположенную в нем с боковым зазором трубку с уплотнительным элементом на заднем конце и полым хвостовиком на переднем конце, соединенным резьбой с такой же поверхностью полости штока и заштифтованные между собой, переходящим в размещенный без зазоров между торцами поршня и штока диск меньшего диаметра последнего с наклонными поперечными окнами с началами их на фаске в зоне пересечения его торца и боковой поверхности и концами в коническом дне полости диска и хвостовика, открытыми началами в кольцевой зазор между ним и поршнем, а через него и в продольные проточки соединительной части штока, выходящие в его кольцевую канавку с уплотнительным элементом, соединенную его передними поперечными окнами с продольным каналом, а его задние поперечные окна открыты в этот канал и его коническое дно; при этом сзади этой кольцевой канавки на штоке расположен поршень боковой поверхностью полости, образованной с заднего торца его, новым является то, что конец хвостовика диска отделен осевым зазором от дна образованной с переднего торца штока полости под него и расположен сзади его передних поперечных окон, соединенных с нею открытыми в нее задними краями продольных проточек на конце хвостовика с кольцевой канавкой с открытыми в нее передними краями их, размещенной в зоне внутренних краев передних поперечных окон штока; с внутренней поверхностью полости хвостовика соединена неразъемно передняя часть трубки, размещенной концом между передними поперечными окнами и торцом штока. Отделением осевым зазором конца хвостовика диска от дна образованной с переднего торца штока полости обеспечивается подвод хладагента из бокового зазора узла к этому концу и далее, как описано ниже Расположением конца хвостовика сзади передних поперечных окон штока упрочняется последний хвостовиком диска в зоне этих окон. Соединением неразъемно (резьбой и сваркой) передней части трубки, конец которой расположен между передними поперечными окнами и торцом штока, с внутренней поверхностью полости хвостовика дополнительно упрочняется через хвостовик шток в зоне своих окон.The technical result from it: increasing the reliability of such a node. This is achieved by the fact that in the piston assembly of the injection molding machine in the form of a piston and a rod connected to each other with a longitudinal channel for a tube located in it with a side clearance with a sealing element at the rear end and a hollow shank at the front end connected by a thread to the same surface cavities of the rod and pinned together, passing into a disk of smaller diameter of the latter placed without gaps between the ends of the piston and the rod with inclined transverse windows with their beginnings on a chamfer in the area of intersection of its end and side surface and ends in the conical bottom of the cavity of the disk and shank, open beginnings into the annular gap between it and the piston, and through it into the longitudinal grooves of the connecting part of the rod, extending into its annular groove with the sealing element, connected by its front transverse windows to the longitudinal channel, and its rear transverse windows are open into this channel and its conical bottom ; at the same time, behind this annular groove on the rod, the piston is located by the side surface of the cavity formed from its rear end, what is new is that the end of the disc shank is separated by an axial clearance from the bottom of the cavity formed from the front end of the rod under it and is located behind its front transverse windows connected with it, the rear edges of the longitudinal grooves open into it at the end of the shank with an annular groove with their front edges open into it, located in the zone of the inner edges of the front transverse windows of the rod; the front part of the tube is permanently connected to the inner surface of the shank cavity, the end of which is placed between the front transverse windows and the end of the rod. By separating the end of the disc shank from the bottom of the cavity formed from the front end of the rod, the refrigerant is supplied from the lateral gap of the assembly to this end and further, as described below. By permanently connecting (threading and welding) the front part of the tube, the end of which is located between the front transverse windows and the end of the rod, with the inner surface of the shank cavity, the rod is additionally strengthened through the shank in the area of its windows.

Заявляемое решение от известных ново, существенно отличается от них, промышленно пригодно и соответствует критериям изобретение. Предлагаемое представлено чертежом, где на фиг. 1 показана передняя часть предлагаемого поршневого узла, а задняя часть его идентична выше приведенному прототипу и поэтому не показана.The claimed solution is new from the known ones, differs significantly from them, is industrially suitable and meets the criteria of the invention. The proposed is represented by a drawing, where in Fig. 1 shows the front of the proposed piston assembly, and its rear is identical to the above 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 (резьбой и сваркой по торцу хвостовика) передним концом с резьбой поверхности полости 4 хвостовика 5, соединенного наружной резьбой с резьбовой поверхностью продольной полости 6 штока 1 и дополнительно зафиксированным в нем штифтом 7, например; хвостовик 5 заканчивается диском 8, размещенным без зазоров между передним торцом штока 1 и дном 9 полости поршня 10. Между боковыми поверхностями поршня 10 и диска 8 образован кольцевой зазор 11 под хладагент; на фаске диска 8 выполнены наклонные поперечные окна 12, открытые в полость 4 его и хвостовика 5 (они заимствованы из патента РФ 2738587 С1 от 07. 02. 2020). В кольцевой канавке 13 штока 1 размещен уплотнительный элемент 14, герметизирующий зону циркуляции хладагента вдоль поршня 10 от его дна 9 до этого элемента. В эту канавку открыты передние поперечные окна 15 штока 1, выходящие в кольцевую канавку 16 задней части хвостовика 5, расположенной в зоне окон 15 штока 1; на этой части хвостовика образованы продольные проточки 17, открытые передними краями в ее кольцевую канавку 16, а задними краями в донную часть полости 6 штока 1. Резьбы поршня 10 и штока 2 образуют резьбовое соединение 18, а на резьбе последнего выполнены продольные проточки 19, открытее краями в кольцевую канавку 13 штока 1 и в кольцевой зазор 11 между поверхностями диска 7 и поршня 9.The assembly contains the 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 side clearance, permanently connected (by threading and welding along the end of the shank) by the front end with the threaded surface of the cavity 4 of the shank 5, connected by an external thread to the threaded surface longitudinal cavity 6 of the rod 1 and additionally fixed in it with a pin 7, for example; the shank 5 ends with a disk 8 placed without gaps between the front end of the rod 1 and the bottom 9 of the cavity of the piston 10. Between the side surfaces of the piston 10 and disk 8 an annular gap 11 is formed for the refrigerant; on the chamfer of the disk 8, inclined transverse windows 12 are made, open into the cavity 4 of it and the shank 5 (they are borrowed from the patent of the Russian Federation 2738587 C1 dated 07.02.2020). In the annular groove 13 of the rod 1, a sealing element 14 is placed, sealing the refrigerant circulation zone along the piston 10 from its bottom 9 to this element. In this groove, the front transverse windows 15 of the stem 1 are opened, opening into the annular groove 16 of the rear part of the shank 5, located in the area of the windows 15 of the stem 1; longitudinal grooves 17 are formed on this part of the shank, open with the front edges into its annular groove 16, and with the rear edges into the bottom part of the cavity 6 of the rod 1. edges into the annular groove 13 of the rod 1 and into the annular gap 11 between the surfaces of the disk 7 and the piston 9.

Поршень 10 охлаждается так: хладагент из продольного канала 2 штока 1 поступает через донную часть полости 6 в продольные проточки 17 задней части хвостовика 5, попадая в его кольцевую канавку 16, а из нее через передние поперечные окна 15 штока 1 оказывается в его кольцевой канавке 13, охлаждая уплотнительный элемент 14 и часть поршня 10, находящуюся в зоне этой канавки. Далее он поступает в кольцевой зазор 11 по продольным проточкам 19 штока, охлаждая при этом резьбовую поверхность поршня 10 в соединении 18 и устремляясь к дну 9, охлаждая его частично и прилегающую к нему внутреннюю боковую поверхность поршня 10. Далее нагретый хладагент через наклонные окна 12 диска 8 отводится в совместную полость 4 его и хвостовика 5, из которой по трубке 3 следует в заднюю часть штока 1 и далее через поперечное окно за его пределы. Интенсивность охлаждения максимально нагреваемой при работе передней части поршня 10 определяется расходом хладагента и связанной с ним скоростью циркуляции его по кольцевому зазору 11 с разрушением пограничного слоя на внутренней боковой поверхности его. Размещением в зоне передних поперечных окон штока задней части хвостовика диска упрочняется по этим окнам поперечное сечение штока. При этом эта часть хвостовика упрочняется и трубкой, соединенной наружной резьбой с внутренней резьбой его задней части, чем также упрочняется и шток и повышается надежность предлагаемого узла.The piston 10 is cooled as follows: the refrigerant from the longitudinal channel 2 of the rod 1 enters through the bottom of the cavity 6 into the longitudinal grooves 17 of the rear part of the shank 5, falling into its annular groove 16, and from it through the front transverse windows 15 of the rod 1 ends up in its annular groove 13 , cooling the sealing element 14 and the part of the piston 10 located in the area of this groove. Then it enters the annular gap 11 along the longitudinal grooves 19 of the rod, while cooling the threaded surface of the piston 10 in the connection 18 and rushing to the bottom 9, partially cooling it and the inner side surface of the piston 10 adjacent to it. Further, the heated refrigerant through the inclined windows 12 of the disk 8 is discharged into the joint cavity 4 of it and the shank 5, from which it follows the tube 3 to the rear of the stem 1 and further through the transverse window beyond its limits. The cooling intensity of the front part of the piston 10, which is maximally heated during operation, is determined by the coolant flow rate and its associated circulation rate through the annular gap 11 with the destruction of the boundary layer on its inner side surface. By placing the rear part of the disc shank in the area of the front transverse windows of the rod, the cross section of the rod is strengthened along these windows. At the same time, this part of the shank is also strengthened by a tube connected by an external thread to the internal thread of its rear part, which also strengthens the stem and increases the reliability of the proposed assembly.

Таким образом, предлагаемыми решениями повышаются прочность штока по его передним поперечным окнам и надежность данного узла.Thus, the proposed solutions increase the strength of the rod along its front transverse windows and the reliability of this unit.

Claims

Piston assembly of an injection molding machine, containing a piston and a rod connected to each other by means of a thread on the side surfaces, with a longitudinal channel for a tube, on which a sealing element is installed at the rear end, and a hollow shank at the front end, turning into a disk, which is placed without gaps between the front end of the rod and the bottom of the piston cavity, while the hollow shank and the rod are connected to each other by means of a thread and a pin, and the disk is made with a diameter smaller than the rod diameter, with a chamfer in the area of intersection of its end and side surface and with inclined transverse windows, the beginnings of which are located on the mentioned chamfer and are open into the annular gap between it and the piston, and the ends are in the conical bottom of the cavity of the disk and the shank, the annular gap between the disk and the piston is made in communication with the longitudinal grooves of the rod, made in its threaded part, extending into the annular groove rod with a sealing element, which is connected by the transverse windows of the rod to the longitudinal m channel for the tube, while the side surface of the piston is located on the rod, and the rear end of the piston is located behind the said annular groove of the rod, characterized in that a longitudinal cavity is made from the front end of the rod for a hollow disc shank, the end of which is separated by an axial clearance from its bottom and located behind the front transverse windows of the rod, while the front transverse windows of the rod are connected to its longitudinal cavity under the hollow shank by longitudinal grooves made on the hollow shank, open into the said longitudinal cavity of the rod with their rear edges located at the end of the shank, and the front edges are open into the annular a shank groove located in the area of the inner edges of the front transverse windows of the rod, while the front part of the said tube is permanently connected to the inner surface of the shank cavity, and its end is located between the front transverse windows of the rod and its rear end.