Курс: «Физика и механика», модуль «Пневматика»
Урок «Штамповочный пресс»
Изобретение гидравлического преса
В середине XVII века выдающийся французский ученый в своем трактате о равновесии жидкостей описал работу механизма, который сегодня нам более известен, как гидравлический пресс. Блез Паскаль вывел принципы его работы, но еще около века никто не мог воспроизвести на практике теорию француза. И только в конце XVIII века известный англичанин Джозеф Брама взялся за решение проблемы. И справился с ней благодаря помощи своего компаньона Генри Модели, который изобрел самоуплотняющийся воротничок. Без этой манжеты механизм не мог бы функционировать. Так что изобретение равноценно и само по себе. Долгое время пресс носил имя английского изобретателя Брамы, прежде чем окончательно сменил название на «гидравлический». Суть работы механизма, приводимого в действие сдавливаемой жидкостью, в обработке различных материалов посредством давления. Он позволяет при вложении минимальных усилий получить на выходе максимальный результат.
Технология
  • Сборка модели
  • Проверка механизмов
  • Анализ результатов
  • Свойства материалов
  • Использование механизмов – рычаги
Естественные науки
    • Площадь
    • Свойства сжатых газов
    • Силы
    • Методы исследования
    В технический словарик
      • Площадь
      • Цилиндр
      • Эффективность
      • Сила
      • Рычаги
      • Манометр
      • Масса
      • Давление
      • Насос
      • Пневмопереключатель
      Дополнительно потребуется
        • Алюминиевая фольга или липкая лента
        • Пластилин или пенополистирол
        • Миллиметровка
        • Секундомер или таймер
        Установление взаимосвязей
        Штамповочный пресс применяется для придания материалам нужной формы. Чтобы пресс успешно использовался на производстве, он должен быть достаточно мощным и как можно более быстродействующим.

        Учащимся предстоит собрать модель штамповочного пресса и определить эффективность его работы.
        Конструирование
        Сборка модели штамповочного пресса
        Производится по Инструкциям 3А (полностью) и 2В (до с. 14, шаг 12).
        • Накачивайте воздух в пневматическую систему и по манометру следите, не началась ли его утечка.
        • Удостоверьтесь, что пневмопереключатель переводится во все положения и штамповочный пресс может совершить все возможные движения: штамповку, подъём, опускание и подъём эжектора. Подвижные детали должны ходить свободно.
        Поднимите штамп, установите эжектор в положение вперёд и стравите из баллона сжатый воздух.
        Рефлексия
        Исследование

        Как используется энергия в штамповочном прессе?

        Полный рабочий цикл пресса включает в себя четыре основных движения: штамповку, подъём, опускание и подъём эжектора. Определите, как при повторении рабочих циклов в системе снижается давление.
        Сначала подумайте, насколько снизится давление при работе пресса вхолостую (модель А).
        Нанесите свое предположение на миллиметровку пунктирной линией, начиная с давления 2,5 бар и вплоть до 0. График не должен быть прямой линией.

        Затем проверьте, как снижалось давление при работе пресса.
        Начните эксперимент при давлении 2,5 бар. Нанесите полученные результаты на тот же график.
        После этого проделайте то же самое с моделями В и С.

        Повторите эксперимент несколько раз, чтобы удостовериться в воспроизводимости результатов.

        Чтобы проверить, как учащиеся усвоили материал, задайте им следующие вопросы:

        • Что должно произойти в соответствии с вашим предположением? Почему?
        • Как работает штамповочный пресс? Система каких рычагов применяется в нём? На штамповочный пресс воздействует давление непосредственно из пневматической системы. Работу эжектора обеспечивает сложная система рычагов второго рода.
        • Сколько полных рабочих циклов может совершить пресс при начальном давлении 2,5 бар?
          Около трех полных рабочих циклов.
        Развитие
        Получится ли из вас штамповщик?

        Чем быстрее оператор сможет работать на прессе, тем более высокая экономическая эффективность будет достигнута. Проверьте, сколько полных рабочих циклов можно совершить за 30 секунд.
        Сначала подумайте, сколько полных рабочих циклов можно совершить за 30 секунд при работе пресса вхолостую. Запишите свое предположение в Рабочий бланк.

        Теперь проверьте на практике, сколько полных рабочих циклов было фактически совершено.
        Запишите полученные результаты в Рабочий бланк.

        Затем «проштампуйте» самые разные предметы по своему выбору и сравните эти результаты с работой вхолостую.
        Made on
        Tilda