Статьи

Если рассматривать ручные инструменты с точки зрения частоты их употребления, то шарнирно-губцевый инструмент (ШГИ) уверенно займет свое законное место в первой тройке. Трудно назвать такие работы, где он не применялся бы вообще.

Современный профессиональный ШГИ представляет собой продукт самых последних исследований в материаловедении и технологиях, включая и «высокие технологии». Научно-технический прогресс способствует появлению новых конструкций ШГИ и модернизации уже существующих видов.
Краткое введение в ШГИ
Практически любая разновидность ШГИ представляет собой два рычага, соединенных между собой шарниром (рис. 1). Назначение ШГИ определяет конструкцию его головки, которая обобщенно показана на рисунке 2. Возможность применения ШГИ для работы в труднодоступных местах определяется размерами его головки (см. рис. 2), где: ● а — длина головки; ● W — ширина головки;● H — толщина головки; ● h — толщина носка; ● w — ширина носка. Для работы в труднодоступных местах важна также длина инструмента (L). Она серьезно влияет на максимальное усилие, создаваемое на губках ШГИ, так как с ней непосредственно связана длина его ручек (l), которая определяет как длины плеч рычагов, так и удобство захвата инструмента. Необходимость создания различающихся нагрузок определяет производство нескольких размеров (от 2 до 5) одной и той же модели ШГИ, в которых максимально допустимые нагрузки пропорциональны общей длине инструмента. Главным требованием к любому ШГИ является его наивысшая возможная прочность. К ШГИ, в функции которого входит и резание, предъявляется также и требование высокой твердости режущих кромок. Выполнение всех этих требований в производстве ШГИ обеспечивается: ● применением специальных легированных сталей1; ● тщательной проковкой заготовок; ● применением поверхностного или селективного упрочнения рабочих органов (закалка токами высокой частоты). Эта технология не только обеспечивает высокую поверхностную твердость (58–60 HRc) рабочих органов (насечек на губках и режущих кромок), но и сохраняет высокую вязкость основных частей ШГИ (головки и ручек) при пониженной их твердости — около 35–37 HRс. К сожалению, ШГИ российского производства чаще всего изготовлен из углеродистой нелегированной стали и закален до 53–55 HRc целиком. После такой термической обработки он просто ломается при высоких нагрузках или непосредственно в месте перехода

ручки в шарнир, или же по самому соединительному шарниру. Конструкция и качество исполнения этого шарнира очень важны с точки зрения надежности и долговечности ШГИ. Все возможные типы шарнира показаны на рисунке 3, за исключением составных шарниров с рычагами двойного действия, которые иногда встречаются у силовых кусачек (болторезов) и ножниц для резки металла. Чтобы шарнир выдерживал большие нагрузки, диаметр его оси должен быть максимально возможным (с учетом требований к компактности конструкции ШГИ). Прочность и долговечность шарнира любого типа сильно зависит и от точности его исполнения и подгонки. Заметные люфты в шарнире недопустимы (если только они не являются неотъемлемым свойством самой конструкции, как, например, в переставных плоскогубцах или переставных клещах). При высоких нагрузках некачественно выполненный шарнир неизбежно деформируется, что ускоряет его износ, и тем больше, чем сильнее его деформация. В точно выполненном шарнире нагрузка по всем площадям взаимного контакта скользящих поверхностей распределяется равномерно и износ отсутствует. Длительность службы шарнира также очень сильно зависит как от качества использованной стали, так и от точности ее термической обработки. Все части шарнира в зоне взаимного контакта должны иметь одинаковую твердость. Объединенный шарнир (рис. 3–1) является лидером по прочности, на

надежности и долговечности. Ось прочно соединена с одним из рычагов ШГИ посредством какого-либо технологического приема. Иногда оси придают сложную форму в месте ее посадки в рычаг (см. на рис. 10) для исключения ее проворачивания при максимальных нагрузках на шарнир. Объединенные шарниры присутствуют в большинстве моделей профессиональных плоскогубцев и кусачек. Конструкция объединенного шарнира позволяет придать ему максимально возможные размеры. Корневые части губок и ручек образуют внешние обводы шарнира. Некоторые производители называют этот тип шарнира «открытым» (open joint). На рисунке 4 объединенный шарнир показан в разрезе. Накладной шарнир (рис. 3–2) имеет отдельную ось-заклепку, винт или болт. Данная разновидность шарнира технологически наиболее проста, но по своей прочности уступает объединенному. В силу этого обстоятельства она применяется в конструкциях с низкими нагрузками на шарнир. Если в качестве оси шарнира используется винт или болт, то возможна и регулировка шарнира. Коробчатый шарнир (рис. 3–3) используется тогда, когда точная подгонка шарнира невозможна в силу специфических требований к ШГИ (например, у переставных клещей, см. ниже) или когда необходима высокая точность работы шарнира (кусачки для работ с электронными компонентами, см. ниже). Все вышеописанные типы шарниров являются основными. Остальные типы шарниров ШГИ — это всегда варианты одного из основных типов. Переставной шарнир может быть выполнен на базе накладного или коробчатого шарнира, когда необходимо легкое изменение взаимного положения губок в соответствии с выполняемой работой. На рисунке 3–4 показан вариант переставного шарнира на два положения на базе накладного шарнира с осью в виде заклепки. Обратный шарнир (рис. 3–5) обеспечивает разведение губок при сведении рычагов. Он применяется только в щипцах для внешних стопорных колец и всегда является вариантом объединенного или накладного шарнира. В универсальных щипцах для стопорных колец, когда необходима работа губок как «на сведение», так и «на разведение», применяются переключаемые шарниры различных конструкций на базе накладного шарнира (см. далее «Щипцы для стопорных колец»). Ручки ШГИ должны обладать очень высокой прочностью и быть достаточно удобными для приложения к ним максимального усилия.Существуют три типа ручек (рис. 5): ● полукруглые (1); ● прямые (2); ● расширяющиеся (3). Важна не только форма ручек, но и правильно подобранное расстояние между их концами на случай приложения к ручкам максимального усилия. Полукруглые ручки применяются в большинстве видов ШГИ. Прямые ручки — в ШГИ, предназначенном для работы обеими руками одновременно. Расширяющиеся ручки делают в некоторых типах ШГИ, требующего приложения особо высоких усилий. Для удобства работы с ШГИ их ручки делают скругленными и по возможности объемными. Ручки ШГИ могут быть чисто металлическими (рис. 6, 1) или иметь чехлы из пластмассы. В большинстве случаев используются чехлы из ПВХ относительно малой толщины (рис. 6, 2) или же однокомпонентные объемные чехлы (рис. 6, 3). Объемные формованные чехлы обеспечивают наилучший захват инструмента и минимальное утомление при работе. В последнее время производители профессионального инструмента на ручках многих моделей своего ШГИ заменяют простые пластмассовые чехлы эргономическими двухкомпонентными чехлами


 (рис. 7). Эти чехлы выполнены из двух типов пластмассы: прочной и относительно твердой в качестве основы (или корпуса ручки) и более мягкой, расположенной в зоне захвата (т. н. вставки). Кроме того, важным является и надежность крепления чехлов к ручкам инструмента. В производстве ШГИ для оценки этого параметра производятся испытания «на срыв» ручек с инструмента с применением специального оборудования. Отдельного рассмотрения заслуживают чехлы на ручках специализированного вида ШГИ — электроизолированного, предназначенного для работы на узлах и агрегатах, находящихся под электрическим напряжением (рис. 8).

К таким чехлам предъявляются повыповышенные требования по качеству исполнения. Основное из них — высокая устойчивость к пробою электрическим напряжением. Кроме того, ручки должны иметь высокую механическую прочность, а также надежно крепиться на инструменте. Стандарт Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) IEC60900 требует от всех видов электроизолированного инструмента обеспечивать надежную защиту от воздействия переменного напряжения номиналом до 1000 В или постоянного — до 1500 В. Производители электроизолированного ШГИ производят обязательное испытание каждого изготовленного инструмента «на электрический пробой» в ваннах с водой напряжением 10000 В. Тайваньские производители, как обычно, пошли дальше требований МЭК — они испытывают свой ШГИ напряжением в 13000–14000 В.

Ряд производителей электроизолированного инструмента применяют остроумную методику мгновенной оценки самим потребителем безопасности электроизолированного ШГИ. На эргономическую двухкомпонентную ручку вышеописанной конструкции наносят дополнительное покрытие из двух слоев пластмассы, имеющих различный цвет, причем цвет нижнего слоя резко контрастирует с цветом верхнего слоя. При появлении на верхнем слое даже незначительного сквозного дефекта (трещины, забоины и пр.), снижающего безопасность ШГИ, сразу же становится виден цвет нижнего слоя. ШГИ с таким дефектом категорически непригоден к работе под напряжением. Но он остается вполне пригодным для выполнения других работ. Ряд других конструкций ручек для специализированных видов ШГИ рассматривается далее вместе с ними. Возвратная пружина не всегда присутствует в конструкции ШГИ, но ее наличие часто делает работу намного удобнее. На рисунке 9 представлены основные типы возвратных пружин. Пружина перьевая отключаемая (рис. 9–1). Поз. 1 — пружина включена, поз. 2 — отключена (вид с другой стороны инструмента). Она применяется в универсальных плоскогубцах и мощных кусачках. Это очень удобная, но мало распространенная конструкция. Пружина спиральная витая проволочная (рис. 9–2) или трубчатая, свернутая из стальной ленты (рис. 9–3), применяется в щипцах для стопорных колец и в ножницах по металлу (см. далее). Пружина перьевая односторонняя (рис. 9–4) имеет относительно большую длину и применяется в удлиненных моделях плоскогубцев. Пружина перьевая двусторонняя (рис. 9–5) характерна для некоторых типов кусачек для работ с электронными компонентами (см. далее). Ее особенность — снижение усилия в конце хода сжатия, когда возрастает усилие, необходимое для выполнения собственно реза. Тем самым снижается и утомляемость при работе. Необходимо сказать, что не все виды ШГИ точно укладываются в вышеп
риведенные схемы. Например, специальные плоскогубцы для работы с трубами из мягких металлов часто имеют губки с пластмассовыми вставками. Существуют и другие варианты и исключения из вышеизложенного.
 
Плоскогубцы

Плоскогубцы составляют наиболее распространенную и широко применяемую разновидность ШГИ. Они подразделяются на две группы: универсальные и специализированные.
Плоскогубцы универсальные. Этот вид ШГИ применяется для фиксации предметов разнообразной формы. В плоскогубцах универсальных одновременно присутствуют два рабочих узла: для фиксации плоских предметов и для фиксации цилиндрических предметов, а в ряде моделей есть еще и третий — режущие кромки для резания проволоки. На рисунке 2 эти рабочие узлы отмечены номерами 1, 2 и 3 соответственно. Размеры насечек на выемке для фиксации цилиндрических предметов всегда больше, чем размеры насечек на поверхностях для фиксации плоских предметов. На некоторых моделях плоскогубцев выполнена еще и выемка для резки проволоки (поз. 4 на рис. 2). Существуют также модели плоскогубцев и без выемки для фиксации цилиндрических предметов (рис. 10). На плоскогубцах с накладным шарниром режущих кромок обычно нет. Осью шарнира служит массивная заклепка, винт или болт (рис. 11). В последнее время все шире распространяется особый тип универсальных плоскогубцев, так называемые плоскогубцы электрика (Lineman pliers) (рис. 12). Конструктивной особенностью данного инструмента является наличие в корневой части ручек, непосредственно за шарниром,

рабочих поверхностей с насечкой, между которыми существует несмыкание около 2 мм. Такой узел инструмента используется для надежной опрессовки электрических контактов. В силу его близкого расположения около шарнира, соотношение плеч рычагов в этой точке весьма велико, около 1:10, что позволяет создавать на этих поверхностях очень высокие усилия2. Данная модель плоскогубцев приводится здесь в силу оригинальности ее конструкции, расширившей универсальность плоскогубцев электрика за счет создания рабочих поверхностей для опрессовки контактов, что очень часто встречается в электромонтажных работах. Плоскогубцы электрика уже становятся стандартом ШГИ для выполнения этого вида работ.
Плоскогубцы специализированные. Это достаточно разнородный ШГИ для выполнения операций, невозможных для универсальных плоскогубцев в силу их ограниченной длины и большого сечения губок прямоугольной формы. Такие плоскогубцы имеют губки с другими формами: удлиненные, изогнутые и заостренные. Сечения губок — плоские, полукруглые и круглые. Длинногубцы с прямыми и изогнутыми губками отличаются от универсальных плоскогубцев длинными (прямыми или изогнутыми) утончающимися к концу губками (обычно полукруглого сечения) для работы в труднодоступных местах (рис. 13-1 и 132). Мощность фиксации у длинногубцев меньше, чем у универсальных плоскогубцев из-за меньшего отношения плеч рычагов и меньшего сечения губок. Существуют модели с режущими кромками, что существен


но расширяет возможности их применения. Многие модели длинногубцев (а также ШГИ специального назначения — см. ниже) имеют удлиненные ручки (рис. 14). Сделаны они для компенсации снижения усилия фиксации. Это снижение неизбежно возникает при использовании длинногубцев с ручками стандартной длины в силу уменьшения отношения плеч рычагов при удлинении губок. Удлиненные же ручки сохраняют это отношение на том же уровне, что и в универсальных плоскогубцах (порядка 1:3–1:5). Увеличенная длина ручек также упрощает работу этим инструментом в труднодоступных местах. Плоскогубцы с плоскими прямоугольными губками (рис. 15) пригодны только для фиксации плоских предметов, однако они обеспечивают их надежный захват по большой поверхности. Губки имеют мелкую насечку, но встречаются также модели и с гладкими губками. Режущих кромок, как правило, нет. В модельном ряду производителей профессионального ШГИ обычно присутствует 2–5 моделей плоскогубцев с губками разной длины. Плоскогубцы с заостренными губками (рис. 16) выпускаются малого и среднего размера, от 100 до 160 мм. Они предназначены для фиксации маломерных предметов в труднодоступных местах. Иногда они имеют режущие кромки, иногда нет. Плоскогубцы для работы с крепежом (рис. 17) благодаря отогнутым вперед губкам и длинным ручкам имеют очень большое отношение плеч рычагов (порядка 1:10–1:13). Они позвопозволяют отворачивать крепеж (гайки, болты или винты) настолько деформированный, что его уже невозможно отвернуть гаечными ключами, торцевыми головками или отвертками. Кроме того, такие плоскогубцы нужны, если применение вышеупомянутых инструментов невозможно по причине ограниченного доступа. Они могут применяться и в тех случаях, когда требуется их уникально высокая фиксирующая способность.
Круглогубцы
Этот вид ШГИ весьма распространен и обязательно входит в программу любого производителя ШГИ. Круглогубцы режущих кромок не имеют (за редким исключением). Назначение этого вида ШГИ состоит в фигурном выгибании проволок различной твердости и диаметра (рис. 18), а также в скручивании многожильного электрического провода. Круглогубцы выпускаются с губками различной длины. Круглогубцы с губками увеличенной длины (рис. 19) серьезно расширяют возможности работы в труднодоступных местах. В следующей статье, продолжающей тему ШГИ, будут рассматриваться кусачки — большой класс ШГИ, включающий многочисленные разновидности этого инструмента, в частности для работы с электроникой, клещи переставные, ШГИ для работы с разнообразными кабелями и т. д.
  Читать далее...
 
 
06 декабря 2014 23:36:45
Отзывов: 0
Просмотров: 1063
 
 
На странице:
Сортировать по:

Заказать звонок