О русских клещах и шведском ключе

Мы довольно часто жалуемся на то, что нам «не хватает рук». Дел много, а возможности человеческой руки ограниченны. При выполнении столярных, слесарных и сантехнических работ помогает ручной шарнирно-рычажный инструмент, и в частности клещи, пассатижи, кусачки, плоскогубцы и другие.

В домашней мастерской всегда есть ручной инструмент, способный "подражать" руке человека в манипулировании предметами с помощью двух поворотных рычагов и цилиндрического шарнира. На одном конце каждого рычага расположены лезвие или губка, а на другом- рукоятка, на которую давит рука. Лезвие и губка имеют более высокую твердость, чем остальная часть инструмента, и на них передается усиленное за счет соотношения плеч рычагов воздействие руки при сближении рукояток. Такой инструмент иногда называют шарнирно-рычажным режущим или шарнирно-рычажным сжимающим. Кпервому типу относят секаторы, сучкорезы, любые виды ножниц, и ему в нашем журнале был посвящен репортаж «Совсем ручной садовый инструмент». Теперь расскажем о шарнирно-рычажном сжимающем инструменте с разной формой поперечного сечения губок (плоской, круглой, полукруглой, с заостренной кромкой, с режущей кромкой, с зубчатым профилем). Он предназначен для выполнения пяти основных функций: захвата, манипулирования, перекусывания, кручения и вытаскивания гвоздей, но не любая его конструкция приспособлена для выполнения всех этих функций. Поэтому в домашней мастерской всегда должны быть и кусачки, и плоскогубцы, и круглогубцы, и пассатижи, и клещи, и ручные тиски и шарнирно-рычажные ключи. Разные виды ручного шарнирно-рычажного сжимающего инструмента приведены в таблице, но существует и чисто профессиональный инструмент, который в нее не вошел.

Ручной шарнирно-рычажный сжимающий инструмент предлагают на нашем рынке как зарубежные фирмы- шведская SANDVIK, немецкие GEDORE, KNIPEX и KSTOOLS, американские SNAP-ON,STANLEY и PROTO, словенская UNIOR, голландские VETO и GEBRO, индийская AJAI, многочисленные китайские, так и российские производители, например Новосибирский, Павловский и Ижевский инструментальные заводы.

Один и тот же вид инструмента разных производителей отличается степенью удобства пользования, технологией изготовления, маркой стали и ее термической обработкой, нанесенным защитно-декоративным покрытием, материалом и формой чехлов для рукояток, а также сроком службы и ценой. Оставим в стороне специальный инструмент, например кусачки, предназначенные для электроники, которые вряд ли подойдут для перекусывания кабеля. Сейчас речь пойдет только об инструменте для столярных, слесарных и сантехнических работ.

Кусачки предназначены для захвата и перекусывания материала, но чаще всего проволоки. Взависимости от положения режущих кромок на губках различают пять основных видов кусачек: бокорезные, торцевые, концевые, кабельные и зачистные. Фирма STANLEY называет первые из них продольными кусачками, а вторые- "русскими" клещами. Чаще используют и легче всего в обращении бокорезы. Для снижения прикладываемого усилия, например при перекусывании закаленной (рояльной) проволоки, фирмы делают либо расстояние от линии реза до шарнира как можно меньше, либо добавляют еще шарниры. SANDVIK, KNIPEX и STANLEY усовершенствовали шарнир, и за счет соотношения плеч усилие на режущей кромке возросло приблизительно на50% по сравнению с обычным шарниром при сохранении усилия руки в 400Н. Концерн GEDORE и фирма SNAP-ON достигли еще большего эффекта- усилие на режущей кромке увеличилось на70% по сравнению с обычным инструментом. Они применили несколько последовательно действующих шарниров в трехшарнирных кусачках (болторезах).

Фирмы приспосабливают под конкретный материал и форму режущей кромки губок бокорезов. Так, симметричные треугольные режущие кромки больше всего подходят для перекусывания твердой проволоки, а при перекусывании проволоки из более мягких материалов края получаются с явно заметными зазубринами. Для материалов средней твердости (бронзы, незакаленной стали) используют кусачки с удлиненными скосами с наружной стороны режущих кромок, что обеспечивает более гладкие края проволоки, но снижает прочность губок. Для мягких материалов (медной, медно-оловянной или алюминиевой проволоки) используют бокорезы с короткими скосами с наружной стороны режущей кромки или совсем без скосов, при этом качество края проволоки- самое высокое, а прочность губок- самая низкая.

Кабельные кусачки характеризуются мощными губками в виде полуколец, поворачивающихся вокруг одной оси, с режущими кромками. При обычной длине рукояток диаметр перекусываемого алюминиевого или медного кабеля может доходить до16мм, а при удлиненных (до800мм) рукоятках- до40мм.

В каждой губке зачистных кусачек предусмотрена V-образная прорезь с острыми кромками для захвата, перекусывания и снятия изоляции с конца электропровода. Предварительно регулировочным винтом тщательно выставляют просвет между прорезями инструмента, чтобы вместе с изоляцией не перекусить металлический проводник.

По российским стандартам в соответствии с формой (плоской, полукруглой, круглой) поперечного сечения губок инструмента, используемого для манипулирования, различают плоскогубцы, пассатижи, плоскогубцы с полукруглыми губками и круглогубцы. Форма рабочей поверхности губок бывает плоской, вогнутой, выпуклой или со специальными выемками для захвата круглых предметов, а сама поверхность- гладкой или с насечками, которые выполняют с определенным шагом для обеспечения более прочного захвата и закаливают.

Любой из этих видов инструмента, в котором сочетаются захват и перекусывание, становится универсальным. Причем режущие кромки всегда расположены ближе к шарниру, чем сжимающие поверхности губок, поскольку усилие на рукоятках при перекусывании приходится прикладывать гораздо большее, чем при манипулировании.

Пассатижи с высокими зубцами с шагом 0,8 или 1,0мм на рабочей поверхности губок специальной формы могут захватывать более сложные детали, чем плоскогубцы, а также предметы с резьбой- гайки, винты, болты, соединительные муфты.

Круглогубцами еще и навивают проволоку, причем для удобства манипулирования и скручивания концы губок у них иногда делают загнутыми под углом 45 или 60. Устопорных круглогубцев губки с заостренными концами, позволяющими снимать и устанавливать стопорные кольца.

Плоскогубцы с полукруглыми губками дают возможность использовать внутреннюю плоскость губок, как у плоскогубцев, а наружную- как у круглогубцев.

Все эти три группы инструмента применяются для отгибания, выполнения краевых и угловых переходов пластичных листовых материалов, например жести.

Клещи применяют для захвата и манипулирования, требующих большого усилия, для вытаскивания гвоздей, а универсальные- и для перекусывания проволоки. Впоследнее время все большее распространение получают клещи для выполнения специальных видов работ, например плиточных, кровельных и пробивания дыр.

Ручные тиски чаще называют зажимами. Они незаменимы при шлифовании мелких предметов электроточилом, при проведении сварочных работ, при распиливании листовых материалов, для плотного соединения двух деталей без зазора, для сдавливания деталей при склеивании. Губки некоторых моделей зажимов выдерживают температуру до 480С, а других- еще и снабжены режущими кромками.

Конструкция ручного инструмента постоянно совершенствуется, и в качестве примера весьма любопытна эволюция переставных плоскогубцев. Один из рычагов может занимать два положения относительно оси шарнира, что позволяет не только разводить, но и смещать рычаги вдоль специального паза, расширяя тем самым диапазон размеров захватываемых предметов. Фирмы решили удлинить рукоятки и паз, при этом оказалось, что возможности инструмента существенно улучшились как по величине создаваемого усилия, так и по диапазону размеров захватываемых предметов. Получился новый инструмент. Его называют и переставным ключом, и переставными клещами, и универсальным захватом. Потом начали разрабатывать различные устройства для быстрого смещения рычага вдоль его паза. Одно из них- подпружиненный шарнир, который сначала слегка "утапливают" и переставляют рычаг скольжением вдоль паза в нужное положение (их5 и более), а затем отпускают и фиксатор с пружиной, стопорят его. Чтобы не оставлять вмятин на металлических поверхностях предметов при работе переставным ключом, используют нейлоновые насадки на губки и придают им специальную форму.

Первый шарнирно-рычажный ключ под названием "стальная рука" еще в 1888году запатентовал швед J.P.Johansson. Очевидно поэтому фирма KNIPEX этот инструмент называет шведским разводным ключом. Унас он известен как газовый ключ. Прочный захват создается губками, которые нужно не переставлять, а плавно раздвигать относительно друг друга с помощью винта и гайки, расположенных на одном из рычагов. Конструкция ключа настолько жесткая, что обеспечивает передачу большого крутящего момента. Неудобством можно считать значительное усилие руки, которое следует прикладывать для исключения проскальзывания поворачиваемой трубы относительно сжатых губок. Это неудобство устраняют по-разному. Фирма SANDVIC использует специальный фиксатор, избавляющий от необходимости постоянно сжимать рукоятки, а концерн GEDORE разработал особую форму рабочей поверхности самозахватывающих закаленных губок. При приложении слишком большого усилия такие губки даже начинают работать наподобие фрезы, срезая наружный слой металла с поверхности трубы.

Рукоятки обычно имеют выпуклую форму, которая обеспечивает удобство захвата. Некоторые фирмы, например SNAP-ON, придают рукояткам экзотическую форму, что дает возможность вести работу в труднодоступных местах- в узких простенках и под потолком. Ключ, ручные тиски и клещи часто имеют прямые рукоятки, к концам которых прикладывается усилие. Уплоскогубцев, круглогубцев и пассатижей длина рукояток обычно составляет 1,5-2 ширины ладони, а у кусачек и клещей может быть в 3-4 раза больше, что позволяет перекусывать рояльную проволоку диаметром 6мм и более.

Шарнир должен иметь геометрически правильные и гладкие трущиеся поверхности для обеспечения легкости поворота рычагов при значительной нагрузке без деформаций, износа и заеданий и для исключения попадания грязи и пыли между ними.

Рычаги рассчитывают так, чтобы величина и соотношение плеч обеспечивали максимальное усилие в интервале 250-400 Н(25-40 кгс), доступное руке человека без значительного напряжения мышц. Однако испытывают такой инструмент на прочность с большим запасом- при усилиях от1120 до1550Н (взависимости от длины). Аусилие, необходимое для раскрытия губок, не должно превышать 9,8Н (1кгс).

Сталь, из которой изготавливают инструмент, так и называют инструментальной, и она обеспечивает прочность, твердость и износостойкость сжимающих поверхностей губок. Самого высокого качества губки куют из специальной хромованадиевой стали с последующей высокочастотной индукционной закалкой.

Гарантийный срок на весь инструмент по российским стандартам составляет от6 до 9месяцев, а срок службы- 1,5 года, но при бережном отношении он прослужит намного дольше.

Основные виды ручного шарнирно-рычажного сжимающего инструмента