Мединструмент: режущая способность ножниц.

Свойства встречнорежущих лезвийных инструментов в отличии от однолезвийных определяются не только параметрами лезвий режущего клина. В зависимости от функционального назначения лезвия ножниц могут быть изогнуты по прямой или кривой линии в одной из трех указанных плоскостей. Наиболее распространены [в медицине - примечание ZAT] ножницы хирургические изогнутые в плоскости XZ (c "вертикально-изогнутыми лезвиями", т.е. изогнутыми по плоскости), что объясняется лучшими условиями визуального контроля за процессом резания из-за выступания рабочих частей лезвия над остальными элементами конструкции ножниц [см. рис. - геометрические параметры ножниц]. Кроме указанных размеров, для процесса резания имеют существенное значение также форма и размеры замковых частей ножниц, представленных на рис. параметры замковой части ножниц.

Аналитические выражения, определяющие режущую способность ножниц [подробнее см. стр.58, "Медицинские инструменты", Сабитов В.Х.] выражают условия:


V.2) определения критического усилия резания лезвием, когда составляющая возникает от действия противорежущего лезвия и отражает несимметричность взаимодействия половин с разрезаемой тканью;
V.3) необходимое условие защемления ткани до начала резания;
V.4) условие, когда для обеспечения режущей способности лезвия ножниц должны иметь определенную жесткость.

Из анализа представленных выражений следует, что нарушение любого из этих условий приводит к потере режущей способности ножниц. Например, при выполнении поверхностей граней режущего клина гладкими, вследствие уменьшения угла трения режущая способность ножниц в данном сечении теряется - ткань проскальзывает между лезвиями (усл. V.3). Затупление лезвия вызывает увеличение усл. V.2 и соответственно по усл. V.4 для сокращения режущей способности требуется большая жесткость лезвий. При малых значениях переднего угла (при больших углах заточки лезвий) расстояние между линиями действия противорежущих лезвий возрастает, а следовательно для выполнения реза требуется большая острота лезвий.

Из усл. V.4 следует важный вывод, что уменьшение жесткости лезвия на определенную величину неизбежно приводит к отказу ножниц. На практике основной причиной снижения жесткости является износ нагруженных участков замкового соединения - опорных площадок и поверхностей трения головки винта - гнезда и износ внутренних граней режущих клиньев. В результате износа половинки расходятся, что приводит к уменьшению величины усл. V.4 в рассматриваемом сечении из-за меньшей деформированности половинок.

Важным условием сохранения режущей способности ножниц является стабильность формы режущих клиньев по всей длине лезвий. При наличии отдельного локального дефекта в виде углубления задней грани режущего клина в каком либо сечении лезвия в образовавшийся промежуток между режущими клиньями затягивается ткань, не разрушаясь (особенно это характерно для резания волокнистых материалов). От распирающего действия сжимаемой в этом промежутке лезвия деформируются - расходятся, что вызывает нарушение усл. V.4. В образовавшийся от расхождения лезвий зазор вовлекаются новые объемы ткани. Процесс расхождения лезвий лавинообразно ускоряется, затем замедляется до уравновешивания реакции сжимаемой ткани усилившейся от деформации лезвий, ножницы "заклинивает". Таким образом наличие отдельного локального дефекта режущего клина в одном из сечений лезвия приводит к потере режущей способности лезвий на остальных участках, лежащих за этим сечением, при одновременной сохранности на них режущих клиньев. Установлено, что критическая глубина локального дефекта для общехирургических ножниц составляет 5-15 мкм при его длине до 30 мкм.

Из изложенного выше следует, что износ ножниц локализуется на поверхностях режущих клиньев лезвий, на поверхностях трения половин лезвий и трения головки шарнира в замковой части. Следовательно, одним из путей улучшения режущих свойств ножниц является повышение износостойкости нагруженных поверхностей, работающих при больших удельных контактных давлениях в коррозионно- и поверхностно-активных средах. Применение для упрочнения лезвий износостойкого справа позволяет повысить показатель надежности, наработку до первого отказа более чем в 5 раз...

фото: www.aliexpress.com, scissorsales.com

САБИТОВ В.Х.
(из книги "Медицинские инструменты")

P.S. В Блоге о Заточке также можно ознакомиться со статьей "Геометрия и заточка скальпеля", рассказывающей о необходимых и достаточных параметрах успешной работы медицинского скальпеля...

Создана 15.04.16, посл.обновление - 15.04.16