Колонны. 
Оборудование заводов пластмасс. 
Часть 2

Колонны в машинах для литья под давлением служат для замыкания усилий между неподвижными плитами устройств запирания и, как говорилось выше, могут являться направляющими, по которым перемещается подвижная плита с установленной на ней полуформой. Колонны могут также применяться в узлах пластикации и впрыска машин для литья под давлением. В этом случае в процессе впрыска они воспринимают усилие, возникающее между передней плитой, на которой установлен материальный цилиндр, и задней плитой с гидроцилиндром впрыска.

Усилие, развиваемое узлом смыкания или впрыска, воспринимается колоннами, поэтому станина машины не нагружается. В машинах малой мощности часто применяют две колонны. Колонны могут быть расположены в горизонтальной или наклонной плоскости. Диагональное расположение колонн облегчает установку и демонтаж форм, обслуживание машины в процессе эксплуатации.

В узлах смыкания с четырьмя колоннами расстояние между ними в горизонтальной плоскости предусматривается больше, чем в вертикальной, так как это облегчает монтаж и демонтаж форм. Конструкция колонн зависит от способа крепления их к плитам.

Поверхность колонны, по которой перемещается подвижная плита, тщательно шлифуется с целью уменьшения трения и обеспечения точного направления плиты.

Колонны обычно изготавливают в виде сплошных стержней из вязких углеродистых сталей, которые малочувствительны к концентрации напряжений и поэтому хорошо работают при пульсирующих нагрузках.

Для повышения износостойкости часто выполняется поверхностная закалка рабочей поверхности колонны токами высокой частоты. В ряде случаев поверхностную закалку заменяют хромированием. Большой долговечностью отличаются колонны, рабочая поверхность которых азотируется. В этом случае колонны изготавливают из соответствующих марок стали.

В процессе работы колонны под действием усилия запирания растягиваются, а под действием силы тяжести подвижных частей изгибаются. Деформацию изгиба вызывают также неравномерная затяжка гаек колонн, деформация плит, погрешности изготовления. Колонны испытывают переменные нагрузки, и поэтому они должны иметь не только высокую прочность, но и выносливость. На колоннах предусматриваются плавные переходы от одного сечения к другому, чтобы избежать концентрации напряжений.

Диаметр колонны в значительной степени зависит от выбранного шага резьбы. При прочих равных условиях резьба с более крупным шагом вследствие большей высоты профиля заметнее ослабляет рабочее сечение колонны, чем резьба с меньшим шагом. Резьба с крупным шагом по сравнению с резьбой с мелким шагом хуже работает при циклических нагрузках и в условиях вибраций.

Гайки направляющих колонн изготавливаются в зависимости от назначения из стали, чугуна или бронзы. Наиболее распространенным материалом является сталь. Бронзовые или чугунные гайки имеют по сравнению со сталью лучшие показатели по износостойкости.

В устройствах запирания формы применяются разнообразные способы крепления колонн к плитам (рис. 3.31). Один из распространенных способов предусматривает наличие двух гаек — 4 и 6, фиксирующих колонну 3 относительно плиты 5 (см. рис. 3.31, а). Подобное крепление используется при заделке колонн в заднюю неподвижную плиту узла смыкания машин малой мощности в случае, если расстояние между подвижной и неподвижной плитами регулируется вращением гаек 4 и 6. При вращении гаек плита 5 перемещается вдоль резьбовых частей колонн. В этих случаях на колоннах нарезается упорная резьба, наружный диаметр которой выполняется по ходовой посадке. Это обеспечивает достаточно точное перемещение подвижной плиты в процессе регулирования.

Другой конец колонны закреплен в плите 2 при помощи промежуточной гайки-стакана 1.

Применяется крепление колонн с помощью закладных полуколец (см. рис. 3.31, б). В плите 3 полукольца 1 и 2 утоплены в проточке. Это позволяет обеспечить необходимую полезную площадь плиты для установки формы, сократив общие ее габариты. Противоположный конец колонны монтируется в плите 7 аналогично, но полукольца 4 к 5 устанавливаются снаружи и от выпадания фиксируются кольцом 6. При такой конструкции можно использовать полукольца 4 и 5 в качестве компенсационных для достижения параллельности рабочих поверхностей плит.

Рис. 3.31. Схемы крепления колонн.

На рис. 3.31, в показано крепление колонн к плитам, на которые не устанавливаются формы, так как при значительном наружном диаметре разрезной гайки 1 уменьшается полезная площадь плиты.

При нескольких проточках на колоннах уменьшается их механическая прочность. С этой точки зрения с успехом используется конструкция крепления колонн, показанная на рис. 3.31, г. Колонна фиксируется относительно плиты 7 хомутами 2 и 5. Гайка 3 фиксируется шпонкой 4.

Колонны с буртом (см. рис. 3.31, д) применяются в узлах смыкания, развивающих усилия не более 500 кН.

Часто конструкция машины предусматривает перемещение неподвижной плиты совместно с подвижной, что позволяет устанавливать формы разной толщины. В машинах малой мощности подобная регулировка выполняется, например, с помощью двух гаек (см. рис. 3.31, а), перемещающих плиту 5 вдоль колонн. В машинах большой мощности гайки 1 выполняются в виде червячных или цилиндрических зубчатых колес, приводимых во вращение от централизованного привода (рис. 3.31, е).

Предварительная затяжка гаек колонн требуется для сохранения плотности резьбового соединения гайка—колонна при открытии формы. Когда форма закрыта и сжата узлом смыкания, колонны находятся в состоянии растяжения и гайка прижимается к плите. Когда форма открывается, то действующее в этот момент усилие сжимает колонны и отталкивает поверхность гайки от плиты. Величина развиваемого усилия зависит от плотности контакта сопряженных деталей колонн и от мощности узла смыкания. Обычные гидравлические и гидромеханические узлы смыкания могут при размыкании развивать усилия, составляющие от 5 до 10% от их номинального усилия смыкания. Обычные рычажногидравлические узлы смыкания могут развивать открывающие усилия, составляющие до 25% от их номинального усилия смыкания. Таким образом, часто требуется значительное предварительное нагружение для предохранения соединения колонна—плита от разъединения.