скалпели (1)

Факултет инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу

ОСНОВИ КОНСТРУИСАЊА- Семинарски рад -

Студенти: Предметни наставник:

Гордана Словић Проф. др Ненад Марјановић

Крагујевац, 2011.

Факултет инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу

Студијски програм: машинско инжењерство

Основне академске студије

Предмет: Основи конструисања

Школска 2015./2016. год.

Анализа техничког решења „Скалпел са сигурносним системом“

- Семинарски рад из Основа конструисања -

Студенти: Предметни наставник:

Гордана Словић Проф. др Ненад Марјановић

Крагујевац, 2011.

Факултет инжењерских наука, Крагујевац Основи конструисања – семинарски рад

Садржај

стр.

Резиме . . . . . . . . . . . . . 2

1. Увод . . . . . . . . . . . . . 2

2. Опис техничког решења . . . . . . . . . . . . . 3

3. Коментари техничког решења . . . . . . . . . . . . . 8

4. Закључци . . . . . . . . . . . . . 11

Литература . . . . . . . . . . . . . 12

Гордана словић 1/14


Резиме

Кроз овај рад објашњено је техничко решење једног типа скалпела са сигурносним системом .Описани су саставни делови конструкције и објашњен је принцип рада самог скалпела.Коментарима на техничко решење, разматрано је описано техничко решење скалпела и указано је на неке недостатке и на нека могућа унапређења конструкције.На крају дати су закључци описаног проналаска на основу коментара техничког решења.

Кључне речи: безбедносни скалпел, радни нож, увлачиви ножеви, нож за сечење, скалпел.

1. Увод

Комерцијални типови радних ножева (код нас познати као скалпели) најчешће се састоје од два основна дела: дршке дугачке приближно 15 центиметара и сечива које се монтира у дршку, сечиво је најчешће трапезоидног облика.Сечиво је потрошно и заменљиво, како би се монтирало ново сечиво, старо се обично гура кроз отвор на предњој страни дршке док не изађе или ,код неких компликованијих типова ових ножева, потребно је уз помоћ одређеног алата уклонити сечиво из механизма који га држи.

Један од недостатака конвенцијалних скалпела је тај да само дугме током дужег коришћења постаје лабаво и сечиво може неконтролисано излетети из складиштеног у оперативно стање.Ово може да буде опасно када корисник жели да сечиво буде у складиштеном стању, посебно опасно ако се скалпел налази у корисниковом џепу или на дохват руке деци. Други недостатак конвенцијалних скалпела је тај да их њихова дужина чини незграпним за ношење у џепу.Још један недостатак код неких типова конвенцијалних скалпела је тај што је некад потребно раставити целу дршку како би се монтирало ново сечиво.

На основу поменутих недостатака, било би јако пожељно обезбедити скалпел и метод за коришћење истог који би био безбедан за коришћење и транспорт.Задатак безбедног скалпела који је предмет овог патента јесте да обезбеди унапређен систем за коришћење скалпела који укључује сечиво које има трапезоидни облик.Још један задатак овог патента је а обезбеди унапређен систем за обезбеђивање и скидање трапезоидног сечива из дршке.Такође овај патент треба да обезбеди сигурнији систем за обезбеђивање сечива како оно не би могло омашком да слободно склизне низ дршку и повреди корисника.Ово ће бити обезбеђено уз помоћ држача сечива.

Овај патент је објављен 2003 под бројем публикације US6915577 [1], подносилац пријаве је амерички проналазач Роберт Скал (Robert Scala). Као смернице у одговорима потребним у поглављу „коментари техничког решења“ коришћена је књига из Oснова конструисања од Ненада Маријановића и Светислава Јовичић[2]. Слични патенти , који су коришћени као додатна литература, се могу наћи под бројем публикација: US7797836[3] , US7520059[4] , US7930829[5].



2.Опис техничког решења

На сликама од 1 до 7 налази се скалпел са дршком 10 и вратом (продуженим делом) 11.Дршка 10 укључује први крај 50 и други крај 51 и жлеб 54. Врат 11 укључује задњи крај 52 и предњи крај 53 и врх или водећу ивицу 38 и горњу ивицу 29.Отвор 15 је формиран дуж врата 11.Отвори 14 (слика 1) и 30 слика (5) могу коришћени за асистирање при уклањању сечива 12 из брата 11 у правцу Z стрелице.

Слика 1.Поглед у простору на тренутни изум са извученим позицијама

Сечиво 12 укључује водећу ивицу 28 и задњу ивицу 62. Врат 11 укључује отвор 39 обликован и димензионисан тако да прими трапезодино сечиво 12 тако да се сигурносни отвор 31 на сечиву 12 доводи у линију са отвором 15. Када се отвори нађу у линији кроз њих се поставља завртањ 18 који има задатак да споји и осигура сечиво 13 у отвору 39, и самим тим у врату 11. Отвор 39 је ограничен ивицама 40(слика 1) и 41(слика 7).

Слика 2.Поглед из профиле на тренутни Слика 3. Поглед одозго на тренутни изум у склопљеном стању изум у склопљеном стању



Трапезоидно сечиво 12 састоји се из базе 27 , горње ивице 19 и отвора 31. Облик и димензија горње ивице могу да варирају према жељи.Сечна ивица 13 простире се дуж базе 27. Када је сечиво 12 монтирано унутар врата 11 , на начин приказан на сликама, приближно половина сечне ивице 13 (од 40% до 60% дужине ивице) се простире изван отвора 39 тако да друга половина ивице 13 не може бити коришћена за сечење.Предњи крај 53 врата 11 је зглобно везан за први крај 50 дршке 10 уз помоћ игле и отвора 16, за методу везе могу бити коришћене и друге методе али да буде обезбеђено да се врат 11 не може обртати око дршке 10.

Слика 4.Цртеж са слике 2 са Слика 5.Цртеж са слике 3 са механизмом управљање приказан механизмом управљање приказан испрекиданим линијама испрекиданим линијама

Дршка 10 укључује стране 20 и 21. Страна 20 укључује горњу ивицу 35. Страна 21 укључује горњу ивицу 36.Закачка 17 (слика 2,3) се налази на страни 21.Закачка 17 омогућава скалпелу да се безбедно окачи у џеп на каиш...Стране 20 и 21 су повезане уз помоћ више завртња.На сликама (1-3) завртњи су приказани са 26 а отвори за њих са 25.

Слика 6.Поглед из профиле на тренутни Слика 7.Поглед спреда на тренутни изум у расклопљеном стању у расклопљеном стању



При употреби, врат 11 је зглобно везан за дршку 10 уз помоћ игле 16. Завртањ 18 се уклања из отвора 15.Трапезоидно сечиво 12 се клизно уноси у отвор 39 у правцу Y стрелице док се отвор 15 не нађе у линији са отвором 31. Завртањ 18 се поставља кроз отворе у линији да обезбед сечиво 12 унутар отвора 39.и врат 11. Врат 11 се окреће у правцу стрелице А до складиштене позиције илустроване на сликама 2,3,4,5. У склопљеном стању ивица 13 је унутар жлеба 54. Жлеб 54 се протеже између страна 20 и 21 дршке 10. Опруга 60 има функцију да обезбеди положај врата 11 било да се налази у оперативном или склопљеном стању.

Слика 8 показује друго трапезоидно сечиво 12А које може бити коришћено. Сечиво 12А укључује базни део 27А и сечне ивице 13А о 67. Ивица за сечење у облику куке 67 се протеже дуж једног дела базе 27А. Права сечна ивица 13А се такође протеже једним делом базе 27А.

На слици 9 је приказан још један облик сечива 12B који може бити коришћен.Сечиво се састоји од базе 27B и сечних ивица 67 и 68. У овом случају обе ивице су у облику куке и протежу се једним делом базе 27B.Облик сечива 12,12А и 12B може да варира по жељи и потреби све док сечиво обезбеђује бар једну резну ивицу.

Слика 8.Пример сечива са једном Слика 8.Пример сечива са дверезном ивицом резне ивице

На слици 10 приказано је како се сечиво 12 уклања и поставља унутар скалпела. Када се скалпел налази у стању приказаном на слици 3, завртањ 18 се може уклонити уз помоћ кључа , клешта или уз помоћ прстију корисника. Ово је предност овог патента из разлога што се завртањ 18 налази са спољне стране дршке 10 таји да се може уклонити без довођења врата 11 у отворени положај чиме би се корисник изложио резној ивици 13. Када се завртањ 18 уклони, сечиво 12 се може ухватити и повућо у правцу означеном стрелицом F.

Пре него што сечиво 12 може бити уклоњено , врат 11 је мало отворен на начин илустрован на слици 10 тако да има довољно простора да се сечиво 12 повуче слободно из врата 11 без контакта сечива 12 и дршке 10.

Када се добије ново сечиво 13 оно треба да склизне у отвор 39 у правцу стрелице G на позицију сечива 12 пре него што је уклоњено. На примеру приказаном на слици



сечива су истог облика и димензија, међутим сечива могу бити и неког другог трапезоидног облика, као на пример сечива са слика 8 и 9.

Слика 10. Шематски приказ постављања трапезоидног сечива

Пошто се резервно сечиво убаци у врат 11 , у позицију приказану на слици 10, завртањ 18 се монтира кроз отворе 15 и 15 А и кроз отвор 31 новог сечива како би га обезбедио на врату 11.

Описана процедура замене сечива је безбедна из разлога што се резна ивица 13 налази унутар дршке 11 (као што се види на слици 10) , док се сечиво 12 ослобађа и повлачи из врата 11. Простор за прст 66 формиран је на доњем делу врата 11 суседне резне ивице 13 и сечива 12. Овај простор за прст спречава корисника да при коришћењу скалпела склизне прстом на резну ивицу 13.

Овај патент такође поседује систем за обезбеђивање сечива 12 у врату што захтева минималну употребу алата. Систем за осигурање сечива може да укључује компоненту конструисану тако да спречи померање сечива 12 изван врата 11.

Тип патента (илустрован на сликама 11 и 12) укључује и дислоцирајуће руке 133 и 134 и опругу 137. Задњи крај руке 133 је фиксиран са иглом 142 која се зглобно везује у жлебу 136 формираном дуж руке 134. Предњи крај руке 133 је фиксиран иглом 132 која је зглобно везана у урезу 31 и жлебу 141. Жлеб 141 је формиран на врату 11 А и налази се у линији са урезом 31 када се сечиво 12 монтира у врат 11А у позицију приказану на сликама. Рука 134 се може обртати око игле 138. Игла 138 је фиксирана на крају врата.

Слика 11.Алтернативни тип проналаска Слика 12. Алтернативни тип прон-у неоперативном стању аласка у оперативном стању



Када се руке 133 и 134 налазе у склопљеној- закључаној позицији, као што је приказано на слици 11, игла 132 се налази у контакту са урезом 31 и спречава сечиво 12 да склизне из врата 11А у правцу стрелице N. Када се рука 134 налази у приказаној затвореној позицији, опруга 137 врши притисак на место за прст 135 руке 134 и генерише силу да се рука 134 помери у правцу стрелице Q. Сила генерисана опругом 137 није довољна да помери руку 134 из позиције приказане на слици, међутим опруга 137 олакшава ручно померање руке 134 у правцу стрелице Q.

У описаном техничком решењу патента могу бити извршене разне модификације и промене а да се и даље остане у опсегу описаног патента.

Слика 13. Шематски приказ безбедног скалпела са извученим позицијама за неке елементе конструкције: А)Дршка скалпела, Б)Вратни део скалпела, Ц)сечиво скалпела, Д)резна ивица сечива, Е)елемент везе за спајање дршке и вранто дела скалпела



3.Коментари техничког решења

1.Функционалност конструкције,

Предложено техничко решење представља радни нож чија је основна функција да врши операцију сечење. Овај нож своју функцију испуњава преко сечива које се уз помоћ дугмета извлачи из дршке и обезбеђује у извученом положају уз помоћ сигурносног система описаног у техничком решењу патента.

Овај патент је потпуно функционала, унапређење функционалности би могло да се огледа у неком бољем систему за замену сечива без употребе било каквог алата.

2.Технологичност конструкције,

Сам производ не захтева неке напредне технологије у поступку израде. Дршка ножа се може добити поступком ливења у колико је материјал израде неки метал или поступком бризгања у колико је материјал израде пластика, сечиво се добија конвенцијалним поступцима израде где полазни материјал у облику танкозидне плоче најчешће пролази низ технолошких поступака ковања, резања и брушења како би се добило сечиво жељеног облика и димензије са једном или више резних ивица.

3.Тржишност конструкције,

Потенцијално тржиште за овај производ представља читав свет , ови типови радних ножева се користе у пословне сврхе код мајстора многих делатности али се такође користе и у већини домаћинстава као користан алат када је потребно исећи нешто.

Како би конкурисао на тржишту овај производ превасходно треба да понуди бољи квалитет сечива а у исто време да се задржи у оквиру тренутних цена овог производа.

4.Употребљивост констукције,

Овај производ се може употребљавати свугде где год постоји потреба да се нешто исече, изреже , означи...Овај производ је можда мало компликованији за употребу од конвенцијалних скалпела што је минус у укупном сагледавању производа, разлог томе је систем за обезбеђивање сечива који захтева додатни алат за стезање завртња који фиксира сечиво за продужени део дршке.

5.Примена и/или могућност примене стандардизације,

Могуће је применти стандардизацију на облик и димензије сечива овог ножа као и на облик и димензије дршке. Потребно је применити стандардизацију на отворе за везу између засебних дела конструкције како би се они могли повезати стандарним елементима везе.

6.Примена и/или могућност примене толеранција димензија, облика и положаја,



Могуће је прописати одступања у облику и димензији трапезоидног сечива чак и у броју резних ивица што је и приказано у техничком решењу представљеног производа. Такође је могуће толерисати одступања у целокупним димензијама конструкције, треба обратити пажњу да одступање у положају отвора за везу ,између дршке и продуженог дела и продуженог дела и сечива , буде што мање како би било могуће остварити везу између ових елемената.

7.Пресовани склопови,

Не постоје видљиви пресовани склопови у овој конструкцији нити је у техничком решењу представљен ниједан такав тип везе.

8.Оптерећења и напрезања делова,

Највећем оптерећењу подвргнуте су резне ивице сечива при операцији сечења тако да треба обратити посебну пажњу при одређивању њихове геометрије како би сечиво што дуже остало функционално.

Елементи везе такође трпе оптерећење и преко њих се оптерећење са сечива преноси на целокупну конструкцију.

9.Прорачун или могућност прорачуна критичних делова,

Требало би извршити прорачун оптеређења сечива како би се могла одредити најбоља геометрија и облик резних ивица чиме би се повећао век трајања самог сечива.

10. Технолошки исправно обликовање,

Овај производ исправним технолошким обликовањем сечива може повећати своју функционалност и самим тим и употребљивост, потребно је да сечиво буде таквог облика да у процесу резања захвата што мањи део резне ивице како би се продужио век трајања истог.

11. Олакшане конструкције,

Овде је реч о алату мале тежине тако да додатно олакшање конструкције није потребно.

12. Избор материјала,

Што се тиче дршке скалпела она се може израђивати од пластике или од неких металних легура, при избору жељеног материјала треба треба направити компромис између цене и квалитета. Сечиво треба да буде израђено од челика и ту такође треба направити компромис између цене и квалитета, сечиво не мора да буде врхунског квалитета пошто је заменљиво, могуће је употребљавати č4230.

13. Могућности оптимизације параметара конструкције,



Један од недостатака , ако се тако може рећи, ове конструкције је систем за осигурање сечива када се налази у складиштеном и оперативном положају, наиме када се скалпел налази у склопљеном стању потребно је одвити завртањ који држи продужени део дршке унутар исте како би се продужени део исправио и омогућило извлачење сечива изван дршке.

14. Склапање, расклапање и транспорт,

Овај тип скалпела до продајних места може бити допреман у склопљеном и расклопљеном стању пошто је његово склапање врло једноставно. У основном паковању овог производа било би пожељно додати резервно сечиво.

Ова производ ,захваљујући склопивости своје конструкције , је погодан за паковање због релативно малих димензија у склопљеном стању.Стога је и сам транспорт олакшан.

15. Управљање, одржавање и безбедност у раду,

При стандардној операцији, сечиво креће из складиштеног положаја и уз помоћ дугмета (ручке) ,која клизи по отвору на дршки ножа, доводи у оперативни положај где део сечива напушта простор дршке и нож је спреман за употребу. Сечиво се поново враћа у дршку повлачењем ручке на доњу страну.

Мере безбедност при руковању са алатом за резање треба да буду на високом нивоу како не би дошло до озледа корисника. Овај производ има доданте мере безбедности у односу на конвенционалне типове скалпела , има систем сигурности који не дозвољава самопроклизавање сечива и његово излетање из дршке .Ово повећава сигурност при ношењу скалпела у џепу или при доласку у руке деце.

Што се тиче одржавања потребно је само вршити замену сечива када се старо иступи и то је све.

16. Естетски изглед,

Естетски изглед може да игра битну улогу при опредељењу одређене групе купаца за куповину баш овог производа, тако да није на одмет побољшати изглед конструкције модерним обликовањем и разноликим бојама дршки.

17. Економичност,

Описан скалпел има компликованију конструкцију од неких конвенцијалних типова скалпела тако да ће и сама цена израде бити већа што може имати негативни утицај на тржишност конструкције.Овај производ је већом ценом производње добио повећану безбедност при употреби.За ову конструкцију се не може рећи да је економична из разлога што се за мање улагање може добити алат исте функционалности и употребљивости мање цене али мање безбедан.



4.Закључак

После анализе техничког описа овог производа може се доћи до закључка да овај производ испуњава све захтеве које би требао да испуни радни нож овог типа.Кроз рад је показано да технолошки поступак израде није компликован и да се може остварити коришћењем конвенцијалних поступака израде.

Мало компликованији технолошки поступак израде а самим тим и већи трошкови израде чини овај производ мање присупачним на тржишту.Кроз коментаре техниког решење закључено је да поред свих предности овог производа може се и даље порадити на његовој оптимизацији , један од предлога представља једноставнији механизма за додатно обезбеђивање сечива како у складиштеном тако у оперативном положају.

Овај тип скалпела може наћи своју примену свугде где је потребно имати приручни алат за сечење безбедан за транспорт и руковање..Може се рећи да овај патент ,иако стар 12 година, и даље може да задовољи основне потребе корисника и са малим конструктивним модификацијама може конкурисати својим модерним наследницима.

.

·



Литература

[1] https://www.google.com/patents/ US6915577, приступљено:октобар, 2015.

[2] Јовичић С., Марјановић Н., Основи конструисања, Факултет инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу, CAD Лабораторија, Крагујевца, 2012.





Documents

скалпели (1)