Ножницы

Ножницы — это инструмент для резания различных материалов, состоящий из двух перекрещивающихся лезвий, шарнирно соединённых между собой. Принцип действия основан на создании сдвигового усилия (среза) между двумя встречно движущимися режущими кромками. Ножницы относятся к классу рычажных механизмов, где точка опоры (шарнир) находится между точкой приложения силы (ручки) и точкой сопротивления (материал). Являются одним из древнейших изобретений человечества, претерпев значительную эволюцию от простых режущих приспособлений до специализированных промышленных и бытовых устройств.

История

Древний мир и Средневековье

Первые прототипы ножниц появились в бронзовом веке (около 3000–1500 гг. до н. э.). Они представляли собой два отдельных лезвия, соединённых пружинящей дугообразной пластиной (так называемые «пружинные ножницы»). Такие инструменты, изготовленные из бронзы, были обнаружены при раскопках в Древнем Египте и Месопотамии. Их конструкция напоминала современные ножницы для стрижки овец или кухонные ножницы для разделки птицы. Принцип работы заключался в сжатии дуги, что сводило лезвия вместе; после прекращения нажатия дуга разжимала их обратно.

Шарнирные ножницы, с перекрещивающимися лезвиями и центральным винтом, появились значительно позже. Наиболее ранние археологические находки таких ножниц на территории Древнего Рима датируются I веком н. э. (раскопки в Помпеях). Римские ножницы изготавливались из железа или бронзы и имели характерную P-образную ручку, позволявшую захватывать инструмент всей ладонью. В средневековой Европе технология производства ножниц совершенствовалась кузнецами. Вплоть до XVIII века ножницы оставались дорогим и редким инструментом, часто изготавливаемым на заказ.

Промышленная революция и современность

Массовое производство ножниц стало возможным благодаря развитию металлургии и механизации в XIX веке. В 1761 году в Шеффилде (Англия) была основана компания, начавшая промышленный выпуск стальных ножниц. Ключевым этапом стало изобретение в 1830-х годах технологии штамповки ножниц из цельной стальной заготовки, что значительно удешевило и ускорило их производство. В 1893 году в США был получен патент на ножницы с закруглёнными концами (безопасные ножницы), предназначенные для детей.

В XX веке ножницы стали предметом массового потребления. Появились специализированные виды: портновские, парикмахерские, медицинские, садовые, канцелярские. Развитие материаловедения привело к созданию лезвий из нержавеющей стали, титана, керамики и высокоуглеродистой стали с алмазной заточкой. В XXI веке распространение получили электрические и аккумуляторные ножницы, а также промышленные роботизированные комплексы для резки листового металла.

Устройство и принцип работы

Конструктивные элементы

Основные части классических ножниц:

• Лезвия — режущие части с заточенными кромками. Форма и длина лезвия зависят от назначения. Различают лезвия прямые, изогнутые, фигурные, с зубцами.
• Шарнир — узел соединения лезвий. Обеспечивает их вращение относительно друг друга. Может быть выполнен в виде винта, заклёпки или специального болта с регулировкой натяжения.
• Ручки (кольца) — элементы для захвата рукой. Форма и размер колец подбираются под количество пальцев (обычно одно кольцо для большого пальца, другое — для остальных). У профессиональных моделей ручки могут быть асимметричными и иметь эргономичные накладки.
• Упор — деталь, ограничивающая смыкание лезвий и предотвращающая их перекрёстное зарезание друг друга.

Физика резания

Резание ножницами основано на принципе рычага. Точка опоры — шарнир. Точка приложения силы — ручки. Точка сопротивления — материал между лезвиями. Усилие, прикладываемое к ручкам, преобразуется в силу сдвига, которая превышает сопротивление материала на разрыв. Чем ближе материал к шарниру, тем большее усилие среза может быть приложено. Для эффективного резания необходимо, чтобы зазор между лезвиями в точке контакта с материалом был минимальным (обычно доли миллиметра). Качество реза зависит от угла заточки режущей кромки (обычно 30–45 градусов для бытовых ножниц) и твёрдости стали лезвий.

Классификация

Ножницы классифицируются по множеству признаков: назначению, конструкции, материалу изготовления, типу привода.

По назначению

• Бытовые (канцелярские) — универсальные ножницы для резки бумаги, картона, ткани, ниток. Имеют прямые лезвия средней длины (15–20 см) и симметричные кольца.
• Портновские — профессиональные ножницы для раскроя тканей. Отличаются длинными (до 30 см) и широкими лезвиями, обеспечивающими ровный и длинный рез. Часто имеют одно кольцо большего размера для захвата несколькими пальцами. Зигзагообразные портновские ножницы (ножницы «зигзаг») предназначены для обработки края ткани, предотвращая её осыпание.
• Парикмахерские — ножницы для стрижки волос. Изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали, имеют острую заточку и регулируемый шарнир. Различают прямые (филировочные) и зубчатые ножницы (для филировки — прореживания волос).
• Маникюрные — миниатюрные ножницы с тонкими, изогнутыми или прямыми лезвиями для обработки ногтей и кутикулы. Имеют короткие ручки и высокую точность заточки.
• Медицинские — хирургические, гинекологические, офтальмологические ножницы. Изготавливаются из коррозионностойких сплавов, подвергаются стерилизации. Отличаются специфической формой лезвий (прямые, изогнутые, пуговчатые — с утолщением на конце для безопасного введения в ткани).
• Садовые — секаторы, сучкорезы, кусторезы. Имеют усиленные лезвия и мощные ручки, часто с храповым механизмом. Предназначены для резки веток, побегов и кустарников.
• Кухонные — ножницы для разделки птицы, рыбы, нарезки зелени, вскрытия упаковок. Часто имеют разборную конструкцию для мытья и фиксатор для безопасного хранения.
• Промышленные — гильотинные ножницы, ножницы для резки металла, арматуры, листового проката. Могут быть ручными (рычажными), механическими (с электроприводом) или гидравлическими. Способны резать сталь толщиной до нескольких десятков миллиметров.
• Специальные — ножницы для левшей (с зеркальным расположением лезвий), ножницы для резки керамической плитки, ножницы для резки стекла (с алмазным напылением), ножницы для резки сигар и другие.

По типу привода

• Ручные — усилие прикладывается мускульной силой человека. Самый распространённый тип.
• Электрические — режущий механизм приводится в движение электродвигателем. Используются в промышленности (гильотинные ножницы, ножницы по металлу) и в быту (электрические кухонные ножницы, триммеры для травы).
• Пневматические — работают от сжатого воздуха. Применяются на производстве для резки листовых материалов, где требуется высокая скорость и точность.
• Гидравлические — используются для резки особо прочных материалов (металл, бетон, кабель) в аварийно-спасательных работах (гидравлические ножницы «Кувалда») и в промышленности.

Применение

Ножницы являются одним из самых распространённых инструментов в быту и профессиональной деятельности. Сфера их применения охватывает практически все отрасли, где требуется разделение материалов на части.

• Быт и офис: резка бумаги, картона, плёнки, скотча, ниток, упаковок.
• Швейная промышленность и ателье: раскрой тканей, вырезание деталей, обработка краёв.
• Парикмахерское дело: стрижка и филировка волос.
• Медицина: хирургические операции, перевязки, стоматология.
• Садоводство и сельское хозяйство: обрезка веток, сбор урожая, стрижка овец.
• Строительство и ремонт: резка линолеума, обоев, гипсокартона, металлической сетки.
• Промышленность: резка листового металла, арматуры, кабеля, пластика, резины.
• Кулинария: разделка продуктов, нарезка зелени, вскрытие упаковок.
• Образование: детские безопасные ножницы для уроков труда.

Интересные факты

• Самые старые из известных ножниц (пружинного типа) были найдены в гробнице фараона Рамсеса II (XIII век до н. э.).
• В Китае ножницы были известны ещё до нашей эры, но их конструкция (пружинная) оставалась неизменной до появления европейских шарнирных моделей.
• В русском языке слово «ножницы» происходит от древнерусского «ножица» (нож) и является словом pluralia tantum (употребляется только во множественном числе).
• Существует легенда, что ножницы с перекрещивающимися лезвиями изобрёл Леонардо да Винчи, однако это не подтверждается историческими источниками — шарнирные ножницы были известны задолго до него.
• Самые большие в мире ножницы длиной около 10 метров и весом 2 тонны были изготовлены в 2008 году в Германии для демонстрации на выставке.
• В геральдике ножницы символизируют ремесло, торговлю, а также судьбу (как атрибут богинь судьбы — мойр, перерезающих нить жизни).
• В 2019 году в России был разработан ГОСТ Р 58514-2019 «Ножницы бытовые. Общие технические условия», регламентирующий требования к безопасности и качеству бытовых ножниц.

Источники

• ГОСТ Р 58514-2019 «Ножницы бытовые. Общие технические условия».
• Большая советская энциклопедия. Том 18. — М.: Советская энциклопедия, 1974.
• Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн, 2012.
• История вещей: от древности до наших дней / под ред. Дж. Н. Уилфорда. — М.: АСТ, 2015.
• Справочник по режущему инструменту / под ред. И. А. Ординарцева. — Л.: Машиностроение, 1987.