Токарные резцы — основной рабочий инструмент дерево и металлообрабатывающих станков, посредством которого обрабатываемым заготовкам придается требуемая форма и размеры. Классификация токарных резцов выполняется по таким факторам как назначение, тип обработки, способ подачи и крепления, о чем мы детальнее поговорим в данной статье.
В публикации рассмотрены виды токарных резцов и их конструкция, приведены рекомендации по выбору инструмента и технологии его установки, а также представлена инструкция, следуя которой вы сможете правильно .
1 Особенности конструкции
Токарные резцы состоят из двух конструктивных частей: режущей головки и державки, посредством которой инструмент крепится в посадочном гнезде (резцедержателе) станка. Держатель является основной частью резца, она может выполняться к квадратной либо прямоугольной форме.
Положениями действующих ГОСТ установлены основные размеры резцов:
- прямоугольной формы: 63*50, 50*40, 50*32, 40*32, 50*25, 25*20, 25*16, 20*12, 16*10 см;
- квадратной формы: 40*40, 32*32, 25*25, 20*20, 16*16, 12*12, 10*10, 8*8, 6*6, 4*4 см.
Головка выступает в качество основной рабочей части резца. Она состоит из заточенных под заданным углом кромок, именно от угла заточки зависит то, как именно резец будет срезать металл с обрабатываемой заготовки.
Выделяют следующие углы заточки:
- Основной задний (α) — образуется между задней плоскостью и плоскостью резания. От его значения зависит сила трения, образующаяся между деталью и инструментом. Конфигурация основного заднего угла оказывает ключевое влияния на качество обработки и скорость износа самого инструмента (чем угол больше, тем выше износ). Выбирается исходя из плотности обрабатываемой стали.
- Угол заострения (β) — формируется между задней и передней плоскостями, определяет остроту и механическую прочность инструмента.
- Основной передний (γ) — влияет на степень деформации срезаемого материала, также от него зависит необходимое для резания усилие и эффективность теплоотвода. Чем выше твердость обрабатываемой стали, тем меньшим должен быть передний угол.
- Угол резания (δ) — формируется между передними и задними плоскостями режущей головки.
- Основной угол в плане (φ) — от данного угла зависит количество срезаемого материала при стандартной скорости подачи. В обратной пропорции по отношению к значению угла находится прочность инструмента и уровень вырабатываемых им вибраций, в прямой пропорции — качество обработки. Значение угла варьируется в пределах 10-90 0 .
- Вторичный угол в плане (φ1) — чем он меньше, тем ниже шероховатость обрабатываемого металла.
- Угол вершины (ε) — формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью, значение в прямом соотношении с прочностью инструмента.
- Задний вспомогательный (а1) — при маленьких значениях угла достигается минимальная сила трения между обрабатываемой деталью и задней плоскостью резца;
- Наклон режущей кромки (λ) — от данного угла зависит геометрия контактирующей с деталью части резца. Именно этот угол определяет назначение инструмента: в резцах для чистовой обработки он отрицательный, для черновой — 13-15 0 , для работы с закаленной сталью — 30-35 0 , универсальные — 0 0 .
1.1 Особенности заточки токарных резцов (видео)
2 Классификация инструмента
Существует множество параметров классификации резцов в соответствии с действующими ГОСТ. Согласно конструктивным особенностям выделяют следующие типы токарных резцов:
- монолитные, в которых режущая головка и державка являются цельной конструкцией;
- сборные, в которых на головке выполнена напайка пластины из быстрорежущего сплава, обеспечивающая повышенную эффективность обработки — это один из наиболее распространенных разновидностей инструмента;
- сборные, с механически закрепленной пластиной — пластину на головке фиксирует болт, в такой конфигурации выполняются резцы с металлокерамическими пластинами;
- регулируемые.
В зависимости от качества обработки токарные резцы делятся на черновые и чистовые. Геометрия чернового инструмента обеспечивает возможность снятия материала большой толщины и сохранение твердости при сильном нагреве, возникающем при высокой скорости обработки. Чистовые аналоги имеют другое назначение, они нужны для работы на низких оборотах для снятия небольшой толщины материала.
Также выполняется классификация инструмента по направлению подачи, согласно которой выделяют правые и левые резцы. Под направлением подачи подразумевается сторона, с которой находится основная режущая кромка инструмента в момент, когда его головка обращена к лицевой части обрабатываемой детали.
Функциональное назначение — один основных параметров классификации данного инструмента. В соответствии с назначением токарные резцы делятся на:
- Отрезные (ГОСТ №18874-73) — используются на станках с поперечной подачей рабочего инстурмента, предназначены для обочки и обработки торцевый частей заготовок.
- Проходные (ГОСТ №18871-73) — могут устанавливать на станка как с поперечной, так и с продольной подачой. Применяются для подрезки торцов, обточки, формирования деталей конической и цилиндрической формы.
- Отрезные, они же канавочные (ГОСТ №18874-73) — монтируются на станки с поперечной подачей. Используются для резки монолитных кусков металла и протачивания канавок кольцевой формы.
- Расточные (ГОСТ №18872-73) — предназначены для растачивания отверстий (сквозных и глухих), формирования углублений и выемок.
- Фасонные (ГОСТ 18875-73) — используются с целью снятия наружных и внутренних фасок.
- Резьбовые (ГОСТ №18885-73) — позволяют нарезать резьбу метрического, дюймового и трапецеидального сечения (как внутреннюю, так и наружную).
Также токарные резцы делятся прямые, отогнутые и оттянутые в зависимости от положения режущей кромки по отношению к державке. В отогнутых кромка выполнена в виде прямой линии, в отогнутых — изогнутую, в оттянутых — кромка уже, чем ширина стержня.
2.1 Какие резцы выбрать, где купить?
Чтобы определить, какие резцы нужны именно в вашем случае, необходимо определиться со следующими моментами:
- какой металл вы будете обрабатывать и какие операции будут выполняться;
- расставить приоритеты между качеством, эффективностью обработки и износоустойчивостью инструмента.
В целом, начинающему токарю необходимо иметь в распоряжении три вида резцов: проходные (маркировка SDACR) — для обработки торцов, наружные нейтрального типа (SDNCN) и расточные (SDQCR). Это базовый комплект, позволяющие выполнять большую часть технологических операций.
Если вы заинтересованы в покупке инструмента на долгосрочную эксплуатацию, имеет смысл взять набор токарных резцов со сменными пластинами. В последствии вы сможете менять расходники, а не покупать новые державки после износа режущей головки.
Пару слов о производителях. Среди компаний, реализующих действительно качественную продукцию, которую стоит купить, выделим фирмы Hoffman Garant (Германия) и Proma (Чехия). В сегменте отечественных производителей внимания заслуживают фирмы СиТО (Гомельский инструментальный завод) и Калибр. Заказать с доставкой резцы можно по указанным ссылкам.
Также имеет смысл приобрести заточную машинку, которая позволит вам самостоятельно возвращать резцам работоспособность при износе, а не пользоваться услугами сторонних мастеров. Тут необходимо заточно-шлифовальный агрегат оснащенный системой постоянного охлаждения с двумя абразивными кругами — из карбида кремния (для резцов из быстрорежущих сплавов) и электрокорунда (для твердосплавного инструмента). При заточке первоначально необходимо обработать переднюю плоскость режущей головки, затем — дополнительную и заднюю, пока не сформируется ровная режущая кромка.
Работа 1
Токарные резцы
1. Части и элементы резца
При обработке резанием применяют режущие инструменты разнообразных форм и конструкций. Простейшей формой режущего инструмента является токарный резец (рис. 1). Резец имеет рабочую часть – головку Б, на которой расположены режущие элементы, и державку А, предназначенную для установки и закрепления резца на станке (в резцедержателе).
Рис. 1. Элементы режущих инструментов
Заточкой создаются клинообразная форма головки резца для лучшего внедрения в обрабатываемый материал. На головке резца расположены ее рабочие элементы (см. рис. 1): 1 –передняя поверхность; 3 –главная и 4 –вспомогательная задние поверхности 2 –главная и 6 –вспомогательная режущие кромки; 5 –вершина резца.
2. Поверхности на обрабатываемой детали, координатные
и секущие плоскости
На обрабатываемой детали (заготовке) различают следующие поверхности (рис. 2, а ): 1 –обрабатываемая, 2 –обработанная и 3 –поверхность резания. Для определения углов резца рассматривают следующие координатные плоскости:
Основная плоскость (ОП) – плоскость, проходящая через основание державки резца (рис. 2, а ).
Плоскость резания (ПР) – проходит через главное режущее лезвие резца, касательно к поверхности резания заготовки.
Главная секущая плоскость (N – N ) – плоскость, перпендикулярная к проекции главного режущего лезвия на основную плоскость (рис. 2, б ).
Рис. 2. Координатные и секущие плоскости
Вспомогательная секущая плоскость (N 1 – N 1) – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость. На рис. 2, б показаны следы плоскости N – N и N 1 – N 1 .
3. Углы токарного резца
Углы резца определяют положение в пространстве элементов его рабочей части. Эти углы называют углами резца в статике и показаны на рис. 3. Совокупность углов резца составляет его геометрию .
Рис. 3. Углы резца в статике
В главной секущей плоскости измеряют главный передний угол γ, главный задний угол α, угол заострения β и угол резания δ (рис. 3).Главный передний угол - угол, заключенный между передней поверхностьюрезца и плоскостью перпендикулярной к плоскости резания, проведенной через главную режущую кромку. На рис. 3 он положительный, но может быть равным нулю или иметь отрицательное значение.
Главный задний угол α - это угол, заключенный между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.
Углом заострения β называют угол, заключенный между передней иглавной задней поверхностями.
Углыγ, α и βназывают главными углами , так как они определяют геометрию режущего клина. Сумма этих углов составляет 90˚, т.е.γ + α + β = 90˚.
Величины углов γи α находятся в пределах: γ = –10…+15˚; α = 6–12˚.
Положение вспомогательной задней поверхности определяется вспомогательным задним углом α 1 (в сечении N 1 – N 1).
Углы в плане измеряются в основной плоскости.
Главный угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.
Вспомогательный угол в плане φ 1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.
Угол при вершине ε– угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость. Сумма углов φ + φ 1 + ε = 180˚. Для проходных резцов φ = 30–90˚; φ 1 = 10–45˚.
Положение главной режущей кромки относительно основной плоскости определяется углом λ – углом наклона главной режущей кромки . Это угол, заключенный между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основой плоскости. Угол λ измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости.
а б в
Рис.
4
. Углы наклона
главной режущей кромки
Угол λможет быть отрицательным (рис. 4, а ), равным 0 (рис. 4, б ) и положительным (рис. 4, в ). Для токарных резцов λ = –5…+15˚.
Угол λ влияет на направление схода стружки и прочность режущей кромки.
4. Классификация токарных резцов
На токарных станках выполняют много видов обработки, что привело к созданию большого количества резцов по назначению и конструкции. Типы токарных резцов в основном подразделяют по следующим признакам: виду обработки, характеру обработки, форме головки, направлению подачи, способу изготовления и роду материала режущей части.
Рис. 5. Основные типы токарных резцов
На рис. 5 приведены типы резцов по виду обработки. Проходные резцы 1,2 и 3 служат для обтачивания гладких цилиндрических и конических поверхностей. Подрезной резец 4 работает с поперечной подачей при обточке плоских торцовых поверхностей. Широкий проходной резец 5 служит для чистового продольного точения. Расточный резец 6 применяется при растачивании сквозных отверстий, а расточной упорный резец 7 - для растачивания глухих отверстий. Отрезной резец 8 применяется для разрезания заготовки и для протачивания кольцевых канавок. Для нарезания резьбы применяют резьбовой резец 9, а для обточки фасонных поверхностей - резец 10.
По характеру обработки резцы подразделяют на черновые (обдирочные) 2, чистовые 5 и для тонкого точения. По форме головки: прямые 1,3, отогнутые 2, оттянутые 8 и изогнутые.
По направлению подачи их подразделяют на правые и левые. Правые работают с подачей справа налево, а левые - слева направо. По способу изготовления резцы бывают целые, с приваренной встык головкой, с припаянной пластинкой, с механическим креплением режущей пластинки. По применяемому материалу резцы бывают из быстрорежущей стали, с пластинками из твердого сплава или минералокерамики, с кристаллами алмазов.
5. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ РЕЗЦА И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Углы γ, α, α 1 , φ, φ 1 , λ измеряют с помощью угломера, а углы β, δ и ε определяют вычислением по формулам: β = 90 0 – (α + γ); δ = α + β и ε = 180 0 – (φ + φ 1).
В отчете необходимо описать основные типы токарных резцов, привести рисунок токарного проходного резца cобозначением частей и элементов резца. Измерить и вычислить углы проходного, подрезного и отрезного резцов и данные занести в табл. 1.
Таблица1.
|
Наименование резца |
Углы резца, град. |
|||||||||
Сделать чертеж токарного проходного резца с необходимыми сечениями и проставить все угловые обозначения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Какие движения различают при обработке резанием?
Что называют главным движением и движением подачи?
Назовите части и элементы токарного проходного резца.
Какую плоскость называют основной и какую плоскостью резания?
Какая плоскость называется главной секущей и какие углы измеряют в этой плоскости?
Назовите углы в плане.
Как измерить углы в плане?
Какой угол называют углом наклона главной режущей кромки, и на что он оказывает влияние?
Назовите типы токарных резцов и их назначение.
10. Как определить углы заострения резания и при вершине?
При написании данной статьи использованы материалы из книг: «Пропедевтика внутренних болезней» под редакцией В.Х. Василенко и А.Л. Гребенева Москва, 1983г., «Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека» Н.А. Агаджанян, Н.П. Красников, И.Н. Полунин. А также - материалы из статей в Интернете, в частности, из статьи «Почему углекислый газ важнее кислорода для жизни» на сайте Zenslim.ru, из статей Википедии «Дыхание», «Метод Бутейко», из статьи «Эмоции и дыхание» на сайте Xliby.ru, из статьи Юнны Горяйновой «Дыхательная гимнастика по Бутейко» на сайте Passion.ru и из других статей в Интернете.
Дыхание - физиологический процесс, обеспечивающий нормальное течение обмена веществ и энергии организма человека и других живых организмов, способствующий поддержанию гомеостаза (постоянства внутренней среды организма).
В процессе дыхания происходит получение кислорода (О2
) из окружающей среды и выделение в окружающую среду продуктов обмена веществ из организма в газообразном состоянии: углекислого газа (СО2
), воды (Н2
О) и других компонентов. В зависимости от интенсивности обменных процессов, человек выделяет через лёгкие в час от пяти до восемнадцати литров углекислого газа (СО2
) и пятьдесят граммов воды (Н2
О), а с ними около 400 примесей летучих соединений, в том числе яды (ацетон).
В процессе дыхания богатые химической энергией вещества организма окисляются до конечных продуктов – углекислого газа и воды с помощью молекулярного кислорода (О2
).
Существуют понятия: внешнее дыхание и клеточное дыхание
.
Внешнее дыхание это газообмен между организмом и внешней средой. При этом поглощается кислород и выделяется углекислый газ, а также осуществляется транспортировка этих газов по системе дыхательных путей и в системе кровообращения.
Клеточное дыхание это биохимические процессы транспортировки белков через клеточные мембраны, а также процессы окисления в митохондриях, приводящие к преобразованию химической энергии пищи в энергию для работы клеток.
Дыхание у человека – это одна из главных загадок жизни человека, ключ к множеству факторов жизни: здоровью, продолжительности жизни, развитию необычных высоких способностей человека.
Человек может прожить неделю без воды, месяц - без пищи, несколько дней - без сна, но через 5 – 7 минут он умрёт, если не будет дышать.
Дыхание позволяет человеку лучше познать себя, восстанавливать энергетические запасы организма. У человека 100 триллионов клеток и все они должны дышать.
Правильное дыхание, специальные физические упражнения в сочетании с определёнными методами лечения дают человеку здоровье, долголетие и дают возможность не допустить развитие определённых заболеваний.
Дыхание и высшая нервная деятельность.
Необыкновенные свойства дыхания используют психологи и психотерапевты в работе с пациентами. Дыхание уравновешенного человека отличается от дыхания человека в состоянии стресса. Дыхательные упражнения позволяют противостоять таким заболеваниям как синдром хронической усталости, депрессии, перепадам настроения.
Дыхание может влиять на эмоции. Дыхание и эмоции отражают друг друга.
Если мы чувствуем себя спокойно, легко, открыто, мы дышим ровно, медленно, легко.
Когда мы расстроены, ритм нашего дыхания сбивается, ускоряется.
.jpg)
Когда мы испытываем горе, печаль, плачем, мы вдыхаем с силой, а выдыхаем слабо, вяло. В состоянии горя человек нуждается в успокоении, притоке позитивной энергии, во внимании других людей, при этом возникают сильные вдохи.
Хроническая грусть может вызывать специфические состояния и заболевания, например, эмфизему лёгких. В периоды тоски и грусти люди становятся опустошенными и не отдают энергию наружу – слабые выдохи.
.jpg)
Когда мы разгневаны – выдох сильнее, чем вдох. В гневе мы выталкиваем скопившуюся энергию – сильный выдох и теряем способность правильно воспринимать и ощущать поступающую информацию – слабые вдохи. Хроническая, постоянная злость может привести к развитию астмы.
Самым прямым способом устранения эмоциональных барьеров является возвращение дыхания к нормальному режиму.
Когда вам страшно – надо дышать глубже.
Когда вы грустите или у вас горе – надо делать полные сильные выдохи до тех пор, пока дыхание не вернётся к норме. Если будете интенсивно выдыхать, то сила чувств вырвется наружу, станет легче.
Когда вы ощущаете гнев, то делайте полные энергичные вдохи, пока дыхание не станет ровным. Заставьте себя воспринимать поступающую информацию.
Восстановление нормального дыхания не уничтожает мысли, вызвавшие негативные эмоции, но делает человека способным решать возникшие проблемы.
Дыхательный ритм особенно важен для спортсменов. Без правильного дыхания добиться высоких достижений в спорте невозможно.
Механизм и показатели дыхания.
Во время вдоха альвеолы лёгких наполняются воздухом, в котором необходимый для дыхания кислород. Во вдыхаемом воздухе почти 21% - кислорода, около 79% - азота, 0,03 – 0,04% - углекислого газа, небольшое количество паров и инертных газов.
В выдыхаемом воздухе в норме до 15% - кислорода, 6,5% - углекислого газа в альвеолах, увеличивается содержание паров, количество азота и инертных газов остаётся неизменным.
Кровь, которая течет от сердца к лёгким из правого желудочка по легочной артерии венозная, содержит мало кислорода и много углекислого газа.
Кровь, насыщенная кислородом становится артериальной, и по легочным венам поступает в левое предсердие. У человека газообмен происходит в течение нескольких секунд, пока кровь проходит через альвеолы легких. Это происходит благодаря огромной поверхности лёгких ~ 90 квадратных метров, сообщающейся с внешней средой.
Далее кислород поступает из крови в клетки органов и тканей, где он окисляет питательные вещества, поступающие в организм с пищей. Обмен газов в тканях осуществляется в капиллярах, через них кислород из крови поступает в тканевую жидкость и в клетки, а углекислый газ из тканей переходит в кровь, транспортируется в лёгкие и при выдохе из лёгких выделяется в атмосферу.
Учёные установили, что кислород, необходимый для дыхания, может вызывать и негативные явления в организме. При избытке кислорода, которое может быть при частом глубоком дыхании, увеличивается количество окисленного гемоглобина, связанного с кислородом, и снижается количество восстановленного гемоглобина, связанного с углекислым газом. Это приводит к задержке углекислого газа в тканях, появляется одышка, покраснение лица, головная боль, судороги, потеря сознания
.
Оптимальное содержание кислорода в воздухе составляет – 21,5%, углекислого газа – 0,04%. Однако при уровне углекислого газа 0,1% (в 2 раза выше нормы) возникает ощущение духоты: усталость, сонливость, раздражительность. Многие считают, что это симптомы нехватки кислорода. На самом деле, это симптомы избытка углекислого газа в окружающем пространстве. Для человека избыток углекислого газа в атмосфере неприемлем.
Учёными в последние десятилетия переосмыслена роль воздействия кислорода и углекислого газа на человеческий организм. Жизнь на Земле миллиарды лет развивалась при высокой концентрации углекислого газа, и он стал необходимым компонентом обмена веществ. Клеткам человека и животных углекислого газа нужно около 6 – 7%, а кислорода – всего 2%. Это установили учёные – физиологи.
Оплодотворённая яйцеклетка в первые дни жизни находится почти в бескислородной среде. После её имплантации в матке формируется плацентарное кровообращение, и к развивающемуся плоду с кровью начинает поступать кислород. Кровь плода содержит кислорода в 4 раза меньше, а углекислого газа в 2 раза больше, чем у взрослого человека. Если кровь плода насытить кислородом, то он моментально погибнет. Избыток кислорода губителен для всего живого. Кислород – сильный окислитель, способный разрушить мембраны клеток.
У новорожденного ребёнка после первых дыхательных движений тоже высокое содержание углекислого газа в крови, так как организм матери стремится создать среду, которая оптимальна для плода, и которая была миллиарды лет назад.
В горах на высоте 3 – 4 тысяч метров содержание кислорода в воздухе намного меньше. Однако горцы, проживающие там, живут дольше жителей городов и сёл, расположенных у подножья гор и на равнинах. Горцы практически не страдают астмой, гипертонией, стенокардией, которые часто бывают у горожан.
Такие аэробные упражнения, как бег, гребля, плавание велоспорт, лыжи очень полезны. Они создают умеренную гипоксию. Повышается потребность организма в кислороде. Дыхательный центр не обеспечивает эту потребность. Повышается количество углекислого газа в организме – гиперкапния. Углекислого газа в организме вырабатывается больше, чем он может выделиться лёгкими.
Теория жизни вкратце такова: углекислый газ – основа питания всего живого на Земле. Если его не будет в воздухе, всё живое погибнет.
Углекислый газ – главный регулятор всех функций организма, главная среда организма.
Он регулирует активность всех витаминов и ферментов. Если его не хватает, то витамины и ферменты работают плохо, неполноценно, нарушаются обменные процессы, развиваются аллергические заболевания, онкологические заболевания, нарушается водно – солевой обмен, в органах и тканях откладываются соли.
А что делает кислород? Он поступает в организм с воздухом, через бронхи, в лёгкие, оттуда - в кровь, из крови в ткани. Кислород - это регенерирующий элемент, очищающий клетки от их отходов и определённым образом сжигает отходы клеток, и сами клетки, если они погибают.
Иначе возникнет самоотравление организма и его смерть. Наиболее чувствительны к интоксикации клетки мозга, без кислорода они погибают через 5 минут.
Углекислый газ проходит в обратном направлении: образуется в тканях, затем поступает в кровь и оттуда через дыхательные пути выводится из организма.У здорового человека в организме соотношение углекислого газа и кислорода составляет 3:1.
Углекислый газ организму необходим не меньше, чем кислород. Углекислый газ влияет на кору головного мозга, дыхательный и сосудодвигательный центры, на тонус сосудов, бронхов, секрецию гормонов, обменные процессы, электролитный состав крови и тканей, на активность ферментов и скорость биохимических реакций организма.
Кислород – энергетический материал организма, его регулирующие функции ограничены.
Углекислота - источник жизни, регулятор функций организма, а кислород – энергетик.
Из 21% кислорода только 6 % адсорбируется тканями тела. На изменение концентрации углекислого газа в ту или иную сторону всего на 0.1% наш организм реагирует и старается вернуть его к норме.
Следовательно, углекислый газ в 60 – 80 раз важнее кислорода для организма человека. Из внешней среды его получить нельзя, так как в атмосфере почти нет углекислого газа. Человек и животные получают его при полном расщеплении пищи - белков, жиров и углеводов, построенных на углеродной основе. При «сжигании» этих компонентов с помощью кислорода в органах и тканях образуется бесценный углекислый газ – основа жизни. Снижение углекислого газа в организме ниже 4% может вызывать гибель.
Роль углекислого газа в организме многообразна. Основные его свойства:
- сосудорасширяющее средство;
- транквилизатор (успокоитель) центральной нервной системы;
- анестезирующее (обезболивающее) средство;
- участвует в синтезе аминокислот в организме;
- возбуждает дыхательный центр.
Итак, углекислый газ жизненно необходим. При его потере включаются механизмы, пытающиеся остановить его потерю в организме. К ним относятся:
- спазм сосудов, бронхов, гладкой мускулатуры всех полых органов;
- сужение кровеносных сосудов;
- увеличение секреции слизи в бронхах, носовых ходах, развитие аденоидов, полипов;
- уплотнение мембран клеток вследствие отложения холестерина, развитие склероза тканей.
Все эти моменты вместе с затруднением поступления кислорода в клетки и при понижении содержания углекислого газа в крови приводят к кислородному голоданию, замедлению венозного кровотока с последующим стойким расширением вен.
При дефиците углекислого газа в организме нарушаются все биохимические процессы. Значит, чем глубже и интенсивнее дышит человек, тем больше кислородное голодание организма.
Переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа ведут к кислородному голоданию.
Без углекислого газа кислород не может освободиться от связи с гемоглобином и перейти в органы и ткани.
Во время интенсивных занятий спортом в крови спортсмена повышается содержание углекислого газа. Этим и полезен спорт, физкультура, зарядка, физическая работа, любые активные движения. При длительных физических нагрузках у спортсменов возникает второе дыхание. Его можно вызвать задержкой дыхания.
Дыхание может контролироваться сознанием. Можно заставить дышать себя чаще или реже, задерживать дыхание. Однако, как бы долго мы не старались сдерживать дыхание, наступает момент, когда это сделать невозможно. Сигналом для очередного вдоха служит не недостаток кислорода, а избыток углекислого газа. Углекислый газ – физиологический стимулятор дыхания.
После открытия роли углекислого газ его начали использовать при наркозе во время операций, добавлять в газовые смеси аквалангистов для стимуляции дыхательного центра.
Искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ, терять его как можно меньше.
Такое дыхание у йогов.
Дыхание обычных людей – это хроническая гипервентиляция лёгких, избыточное выведение углекислого газа из организма, а это вызывает около 150 тяжёлых болезней цивилизации.
Роль углекислого газа в развитии артериальной гипертензии.
Первопричина гипертензии – недостаточная концентрация углекислого газа в крови.
Это установили российские учёные – физиологи Н. А. Агаджанян, Н.П. Красников, И. П. Полунин в 90х годах 20 века. В книге «Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека» они указали, что причина спазма микрососудов – гипертония артериол.
У подавляющего большинства обследованных пожилых людей в артериальной крови содержится 3,6 – 4,5% углекислого газа, при норме 6 – 6,5%. Это доказывает, что первопричина многих хронических недугов пожилых людей - потеря их организмом способности поддерживать содержание углекислого газа близкое к норме. У молодых здоровых людей углекислого газа в крови 6 – 6,5%. Это физиологическая норма.
У пожилых людей развиваются специфические для них заболевания: гипертония, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, сосудов и другие болезни сердечно – сосудистой системы, болезни суставов и т.п. потому, что содержание углекислого газа в крови у них снижено в 1,5 раза по сравнению с показателями у молодых людей. При этом остальные параметры могут быть одинаковыми.
Углекислый газ расширяет сосуды – мощный вазодилататор.
Углекислый газ – расширяет сосуды, действует на сосудистую стенку, поэтому при задержке дыхания кожные покровы становятся тёплыми.
Задержка дыхания - важная составляющая часть бодифлекса.
Это специальные дыхательные упражнения: вдох, выдох, затем следует втянуть живот, сосчитать до 10, потом надо вдохнуть и расслабиться. Занятия бодифлексом обогащают организм кислородом. Если задержать дыхание на 8 - 10 секунд, в крови накапливается углекислый газ, происходит расширение артерий и клетки эффективнее усваивают кислород. Добавочный кислород помогает справиться с многими проблемами, например, с избыточным весом и плохим самочувствием.
Учёные медики рассматривают углекислый газ, как мощный регулятор многочисленных систем организма: дыхательной, сердечно - сосудистой, транспортной, выделительной, кроветворной, иммунной, гормональной и др.. Доказано, что локальное воздействие углекислого газа на локальные участки органов и тканей сопровождается увеличением объёма кровотока в них, повышением усвоения ими кислорода, усилением метаболизма, улучшением чувствительности рецепторов, усилением восстановительных процессов, установлением благоприятной для организма слабощелочной среды, усилением выработки эритроцитов и лимфоцитов.
Лечение подкожными инъекциями углекислого газа (карбокситерапия) вызывает усиление кровоснабжения – гиперемию, которая при всасывании его в кровь оказывает бактерицидное, противовоспалительное, обезболивающее и спазмолитическое действие. На длительный период улучшается кровоток, кровообращение мозга, сердца и других органов.
Карбокситерапия помогает справиться с признаками старения кожи, возрастными изменениями кожи, рубцами и растяжками на коже, при появлении угревой сыпи, пигментных пятен на коже. Усиление кровообращения в зоне роста волос при использовании карбокситерапии позволяет бороться с облысением. В жировых клетках под воздействием углекислого газа происходят процессы липолиза – разрушения жировой ткани и уменьшения её объёма.
Углекислый газ в организме исполняет роль топлива и обладает восстановительными функциями.
Кислород - окислитель питательных веществ, поступающих в организм, в процессе выработки энергии.
Однако, если «сжигание» кислорода происходит не до конца, то образуются очень токсичные продукты – свободные формы кислорода, свободные радикалы. Они запускают механизмы развития старения и развития тяжёлых заболеваний: атеросклероза, диабета, дистрофических изменений в органах и тканях, нарушений обменных процессов, онкологических заболеваний.
Если добавить к чистому кислороду углекислый газ и дать подышать тяжело больному человеку, то его состояние значительно улучшится по сравнению с дыханием чистым кислородом. Углекислый газ способствует более полному усвоению кислорода организмом. При повышении содержания углекислого газа в крови до 8% происходит повышение усвоения кислорода. При большем повышении его содержания усвоение кислорода начинает падать. Таким образом, организм не выводит, а теряет углекислый газ с выдыхаемым воздухом. Уменьшение этих потерь оказывает на организм благотворное действие.
Лечебные и профилактические дыхательные методики повышают в крови содержание углекислого газа за счёт задержки дыхания.
Это достигается за счёт задержки дыхания после вдоха, или после выдоха, или за счёт удлинённого выдоха, или за счёт удлинённого вдоха, или их комбинаций.
Он установил, что правильное дыхание – это поверхностное дыхание. Такое дыхание особенно необходимо для людей, страдающих гипертонической болезнью и бронхиальной астмой. При этих заболеваниях человек дышит глубоко. Глубокий вдох чередуется с глубоким выдохом. Такое дыхание бывает и у спортсменов.
При таком глубоком дыхании из организма интенсивно выводится углекислый газ, а это приводит к спазму сосудов и развитию кислородного голодания.
Ещё в 50х годах прошлого века доктор Бутейко экспериментально доказал, что при приступе бронхиальной астмы надо заставить больного человека дышать поверхностно и неглубоко, и его состояние сразу улучшится. При возобновлении глубокого дыхания симптомы астмы возвратятся. Это было выдающееся открытие в медицине. Сам доктор Бутейко такую дыхательную гимнастику назвал Волевая ликвидация глубокого дыхания.
В начале занятий дыхательной гимнастикой могут быть неприятные симптомы: учащение дыхания, чувство нехватки воздуха, болевые ощущения, ухудшение аппетита, нежелание выполнять эти упражнения. В процессе занятий все неприятные симптомы полностью пройдут. Занятия прекращать не следует. Дыхательные упражнения можно выполнять в любое время, в любом месте. Они не имеют возрастных ограничений, доступны детям с 4х лет и взрослым самого преклонного возраста.
Показания к выполнению упражнений по ВЛГД:
Бронхиальная астма;
- артериальная гипертензия;
- пневмосклероз;
- эмфизема лёгких;
- астматический бронхит;
- пневмония;
- стенокардия;
- нарушение мозгового кровообращения;
- некоторые аллергические заболевания;
- хронический ринит .
Основной принцип гимнастики по Бутейко следующий: надо в течение 2 – 3 секунд сделать неглубокий поверхностный вдох, а в последующие 3 – 4 секунды – выдох. Постепенно пауза между вдохами должна увеличиваться, так как в этот период организм отдыхает. При этом нужно смотреть вверх и не обращать внимания на временное ощущение нехватки воздуха.
Упражнение это можно выполнят без нагрузки и с нагрузкой, которая ускоряет процесс увеличения углекислого газа в организме. Пациентам с тяжёлыми формами заболеваний упражнения с нагрузкой противопоказаны. В процессе выполнения упражнений надо добиваться паузы между вдохами 50 – 60 секунд. Уменьшать глубину дыхания следует в течение 5 минут. Затем нужно измерить контрольную паузу между вдохами.
Дыхательная гимнастика по Бутейко включает следующие упражнения.
Упражнение №1. Задержите дыхание до ощущения нехватки воздуха, как можно дольше оставайтесь в этом положении, делая короткие вдохи.
Упражнение №2. Задержите дыхание в процессе ходьбы, например, при передвижении по комнате до ощущения нехватки воздуха. Отдышитесь и повторите упражнение снова.
Упражнение №3. Дышите неглубоко и поверхностно на протяжении 3х минут, впоследствии увеличивайте это время до 10ти минут.
Простая, доступная, эффективная гимнастика по Бутейко позволяет сократить объём медикаментозного лечения, частоту рецидивов заболевания, предотвратить различные осложнения, улучшить качество жизни пациентов.
Йоги уменьшают дыхание и увеличивают паузы между вдохами до нескольких минут. Если следовать их советам, то разовьётся высокая выносливость, высокий потенциал здоровья и увеличится продолжительность жизни.
В процессе таких упражнений в организме создаётся гипоксия – недостаток кислорода и гиперкапния – избыток углекислого газа. При этом содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе не превышает 7%.
Исследованиями установлено, что воздействие гипоксически – гиперкапническими тренировками в течение 18 дней по 20 минут ежедневно улучшает самочувствие человека на 10%, улучшает память и логическое мышление на 20%.
Нужно стремиться всё время дышать не глубоко, редко и следует растягивать максимально паузы после каждого выдоха. Дыхание при этом не должно быть заметно и не слышно.
Мы делаем 1000 вдохов в час, 24000 – в сутки, 9000000 – в год. Наш организм – это костёр, в котором сгорают питательные вещества из пищи, содержащие углерод при участии кислорода из вдыхаемого воздуха. Чем больше в организме кислорода, тем быстрее протекают окислительные процессы. Так можно связать дыхание и продолжительность жизни.
Чем медленнее и спокойнее дышишь, тем больше живёшь.
Сравните.
Собака делает около 40 вдохов в 1 минуту и живёт в среднем 20 лет.
Человек делает около 17 вдохов в 1 минуту и живёт в среднем 70 лет.
Черепаха делает 1 – 3 вдоха в 1 минуту и живёт до 500 лет.
Великая тайна дыхания заключается в том, что человек может сознательно управлять своим дыханием, состоянием здоровья через дыхание, продлевать свою жизнь. Контролируйте своё дыхание. Наслаждайтесь здоровой, долгой и счастливой жизнью.
Интерес к дыханию привел к тому, что появилось огромное количество течений и регуляторов дыхания: от «управления» кислотно-щелочным балансом, восточные системы дыхания, множество пластиковых приборов, в которые дышат люди и ищут в них свое счастье. К сожалению, большинство подобных течений являются шарлатанскими, хоть и содержат рациональные зерна. Эта статья - начало цикла про углекислый газ.
Мы привыкли к тому, что выдыхаемый нами углекислый газ представляет собой ненужное для человеческого и животного организма вещество, которое действует отрицательно и только вредит организму. На самом деле это не так. Углекислый газ является мощным регулятором. Но его избыток, так и его недостаток вредят нашему здоровью. К сожалению, это практически никогда не замечается, что приводит к развитию болезней и патологических состояний. А между тем причины лежит на поверхности!
Есть два основных проблемных состояния с углекислым газом у относительно здоровых людей. Напомню, что речь не будет идти о болезнях!
1. Повышение уровня углекислой кислоты в крови.
2. Снижение уровня углекислой кислоты в крови.
Это состояние называется гипокапния и чаще всего возникает при избыточно учащенном дыхании (гипервентиляция). Это приводит к развитию газового (респираторного) алкалоза – это нарушение регуляции кислотно-щелочного равновесия. Возникает вследствие гипервентиляции лёгких, приводящей к избыточному выведению СО 2 из организма и падению парциального напряжения двуокиси углерода в артериальной крови ниже 35 мм рт. ст., то есть к гипокапнии.
Хочу отметить, что гипервентиляция является частью стрессового ответа. Вспомните как часто дышит спортсмен перед стартом! И это действительно поможет его мышцам! Гипервентиляция носит изначально адаптивный характер, представляя эволюционно выработанную "стартовую" реакцию в ответ на стресс, ориентированную на физическое действие.
Так, в первобытной популяции человек в прямом противоборстве с природой подвергался мощному физическому и биологическому воздействию и не был защищен ничем, кроме естественных сил организма, обеспечивающих готовность к физическим нагрузкам различной интенсивности (оборона, агрессия, бег от опасности). Для этой цели эволюционным путем была выработана и закреплена гипервентиляция, основные механизмы которой направлены на обеспечение сильного мышечного напряжения!
Действительно, гипокапния перераспределяет кровоток, устремляя кровь к мышцам за счет снижения кровотока в сердце, мозге, желудочно-кишечном тракте, печени, почках. Алкалоз и симпатадренергия (увеличение уровня адреналина!) ведут к повышению внутриклеточного ионизированного Са++ - главного естественного активатора сократительных свойств мышечных клеток. Таким образом, гипервентиляция делает двигательную реакцию на стресс более быстрой, интенсивной и совершенной.
Гипервентиляция, вызванная ситуационным стрессом, у здорового человека прекращается с окончанием стресса.
Но при длительном психоэмоциональном напряжении у ряда людей происходит нарушение регуляции дыхания, и гипервентиляционный паттерн дыхания может закрепиться, положив начало феномену хронической нейрогенной гипервентиляции. Избыточное дыхание в таких случаях становится стабильной особенностью пациента, закрепляя гипервентиляционные нарушения гомеостаза - гипокапнию и алкалоз, способные с закономерной последовательностью реализоваться в соматические заболевания. Об этом мы еще поговорим.
А пока для затравки роль углекислого газа в организме:
1. Углекислый газ является одним из важнейших медиаторов регуляции кровотока. Он является мощным вазодилататором (расширителем кровеносных сосудов). Соответственно, если уровень углекислого газа в ткани или в крови повышается (например, вследствие интенсивного метаболизма — вызванного, скажем, физической нагрузкой, воспалением, повреждением тканей, или вследствие затруднения кровотока, ишемии ткани), то капилляры расширяются, что приводит к увеличению кровотока и соответственно к увеличению доставки к тканям кислорода и транспорта из тканей накопившейся углекислоты. При снижении СО2 на 1мм.рт.ст. в крови происходить снижение мозгового кровотока на 3-4%, а сердечного 0,6-2,4%. При снижении СО2 до 20 мм рт.ст. в крови (половина официальной нормой), кровоснабжение головного мозга снижается на 40% по сравнению с нормальными условиями.
2. Усиливает мышечные сокращение (сердце и мышцы). Углекислый газ в определённых концентрациях (повышенных, но ещё не достигающих токсических значений) оказывает положительное инотропное и хронотропное действие на миокард и повышает его чувствительность к адреналину, что приводит к увеличению силы и частоты сердечных сокращений, величины сердечного выброса и, как следствие, ударного и минутного объёма крови. Это также способствует коррекции тканевой гипоксии и гиперкапнии (повышенного уровня углекислоты).
3. Влияет на кислород. От содержания в крови углекислоты зависит поступление в ткани кислорода (эффект Вериго-Бора). Гемоглобин принимает и отдаёт кислород в зависимости от содержания кислорода и углекислоты в плазме крови. При снижении парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе и крови сродство кислорода к гемоглобину повышается, что затрудняет переход кислорода из капилляров в ткани.
4. Поддерживает кислотно-щелочное равновесие. Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия. Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.
5. Участвует в регуляции дыхания. Хотя наш организм требует кислорода для обеспечения метаболизма, низкое содержание кислорода в крови или в тканях обычно не стимулирует дыхание (вернее, стимулирующее влияние нехватки кислорода на дыхание слишком слабо и «включается» поздно, при очень низких уровнях кислорода в крови, при которых человек нередко уже теряет сознание). В норме дыхание стимулируется повышением уровня углекислого газа в крови. Дыхательный центр гораздо более чувствителен к повышению уровня углекислого газа, чем к нехватке кислорода.
Источники: