انواع فنر و کاربرد آنها

انواع فنر

آیا با انواع فنر ها آشنایی دارید؟ هر جسمی که خاصیت کشسانی داشته باشد فنر نامیده می شود. عملکرد فنر این است که در پاسخ به نیروی خارجی تغییر شکل می دهد و به محض حذف نیرو به حالت اولیه خود باز می گردد. مواد مورد استفاده در ساخت فنرها فولاد و فلزات دیگر مانند تیتانیوم یا مس و بریلیم می باشد.

اصطلاحات رایج در صنعت فنرسازی

• 1- مفتول: سیم یا وایر هایی که برای ساخت فنر استفاده می شود از فولاد یا فولاد بوده و در نقشه های صنعتی با حرف انگلیسی (d) مشخص می شود.
• 2- قطر خارجی (od): به اندازه قطر بیرونی فنر گفته می شود
• 3- قطر داخلی (id): به قطر داخلی فنر می گویند.
• 4- ارتفاع ( I ) : از اول تا آخر فنر به آن اندازه گویند.
• 5- گام فنری (P): فاصله یک سیم تا سیم بعدی را گام فنری می گویند.
• 6- پخت: عملیات حرارتی فنرهای گالوانیزه برای آزادسازی شکنندگی هیدروژنی.
• 7- فنر بشکه ای: فنری با قطرهای سیم پیچ کوچکتر به سمت انتها که به آن شکل استوانه ای/ مقعر می دهد.
• 8- کمانش: هنگامی که فنر فشاری در هنگام تغییر شکل خم می شود.
• 9- حالت زاویه / آزاد: وضعیت پایه های فنر پیچشی در حالت آزاد و بدون گشتاور.
• 10- طول آزاد (L): طول در حالت بدون بار فنر فشاری.
• 11- فرکانس: میزان ارتعاشی که در هنگام نگه داشتن یا اتصال دو سر از فنر خارج می شود.
• 12- گشتاور (M): عمل چرخش پایه ها و سیم پیچ های فنر تحت تاثیر نیروی شعاعی.
• 13- تعداد کل کلاف ها (N): تعداد کل کلاف هایی که فنر شما را تشکیل می دهند، فعال و غیر فعال.
• 14- انحراف (x): عمل فنر فشاری فشرده، فنر انبساط فشرده و فنر پیچشی فشرده.
• 15- حد الاستیک: حد تغییر شکل فنر در اثر کشش زیاد.
• 16- قطر متوسط ​​سیم پیچ (D): قطر سیم پیچ بین قطر بیرونی و قطر داخلی است.
• 17- مدول در برش/پیچش (G): به ضریب سختی فنرهای فشاری و کششی می گویند.
• 18- مدول کششی/خمشی (E): به ضریب سختی پیچشی و فنرهای صاف می گویند.
• 19- بار (F): وزن جسم یا نیروی وارده به فنر.
• 20- کشش اولیه (Fi): نیرویی که بین سیم پیچ های فنر کششی ایجاد می شود و باعث می شود در حالت آزاد در کنار هم قرار گیرند.
• 21- قانون هوک: قانون فیزیک ابداع شده توسط رابرت هوک که در آن بار متناسب با کرنش است.
• 22- غیرفعال سازی: فولاد ضد زنگ با قرار گرفتن در اسید برای حذف ناخالصی ها و افزایش مقاومت به خوردگی این فرآیند را طی می کند.
• 23- تنظیم دائمی: این حالت زمانی اتفاق می افتد که فنر از حد الاستیک و حداکثر بار ایمن منحرف شود. فنر هم قدرت و هم حافظه اش را از دست می دهد، بنابراین به طول اولیه خود بر نمی گردد.
• 24- زمین (p): فاصله یک سیم پیچ تا سیم پیچ دیگر در فنرهای زخم باز مانند فنرهای فشاری.
• 25-تردی هیدروژنی: این حالت زمانی اتفاق می افتد که فنرها در اثر جذب هیدروژن در آبکاری شکننده شده و ترک خوردگی و شکستگی بویژه تحت بارهای ثابت مشاهده می شود.
• 26- سرعت: تغییر بار متناسب با تغییر کرنش. معمولاً بر حسب پوند بر اینچ (lb/in) یا نیوتن بر میلی متر (N/mm) داده می شود.
• 27- حذف کیت: فرآیند تولید فنر بلندتر از طول آزاد مورد نظر به منظور فشرده سازی آن تا ارتفاع جامد. همه به منظور سفت شدن و افزایش خاصیت ارتجاعی آن.
• 28- شاخص فنر: نسبت متناسب بین قطر سیم فنر و قطر سیم پیچ، سفتی سیم پیچ ها را تعیین می کند.
• 29- تلسکوپ: اثر فنرهای مخروطی، محدب یا مقعر زمانی ایجاد می شود که قطر خارجی سیم پیچ ها به قطر داخلی سیم پیچ های بعدی فشرده شده و در نتیجه از ارتفاع جسم صلب کاسته شود.
• 30- تنظیم حرارت: قرار دادن فنر در دمای بالا برای جلوگیری از اتلاف برق در دمای کارکرد.

تاریخچه تولید فنر

از نظر تاریخی، استفاده از انواع فنر به سال های قبل برمی گردد. برای مثال می توان به تیراندازی با کمان اشاره کرد که از نوعی فنر طبیعی و ساده ساخته می شود که مردم از آن به عنوان ابزار شکار استفاده می کنند. فنرهای ساده و غیرپیچشی در طول تاریخ وجود داشته اند، اما فنرهای پیچشی با پیشرفت بشر و روند استفاده مردم از فلز و پیشرفت صنعت فلزکاری به تولید انبوه رسید و در اوایل قرن 15 گسترش یافت تا اینکه به در آغاز قرن 18 در نتیجه انقلاب صنعتی، تکنولوژی تولید انواع فنرها ایجاد شد.

پرکاربردترین فنرها در صنایع مختلف عبارتند از:

۱. فنر مارپیچ

فنر مارپیچ (لوله ای) یکی از انواع سیم های رایج است که به صورت استوانه ای یا مخروطی پیچیده می شود و به سمت بالا می رود. قطر و ارتفاع حلقه استحکام و مقاومت فنر را تعیین می کند. افزایش قطر میله باعث افزایش نیروی فنر می شود، در حالی که افزایش طول باعث افزایش انعطاف پذیری می شود. فنرهای کویل به دو نوع فنر کششی و فنر فشاری تقسیم می شوند.

۲. فنر کششی

فنر کششی نوع دیگری از فنر است که کار خود را با کشش یا اعمال نیرو به دو طرف فنر انجام می دهد.

۳. فنر فشاری

فنر فشاری وظیفه خود را با فشرده سازی یا اعمال نیرو در دو طرف فنر انجام می دهد و فنرهای فشاری را می توان در اندازه ها و ضخامت های سفارشی مشتری تولید کرد.

۴. فنر شاخکی

فنر شاخک به صورت مفتولی است، با شاخک معمولی بدون خمش استفاده می شود. فنرهای دندانه دار کاربردهای فراوانی دارند، در صنعت قفل سازی و سخت افزار و تولید انواع گیره های صنعتی و تزئینی و انواع سر گل و همچنین در صنایع جواهرسازی، خودروسازی و نساجی کاربرد فراوانی دارند.

۵. فنر پیچشی

با این نوع فنر، سیم فولادی نه جمع می شود و نه خم می شود. بلکه در خودش می پیچد. به گونه ای که در مواجهه با نیرو، میله پیچشی روی خود می پیچد (پیچ آنها کمتر می شود) و رفتار فنر را نشان می دهد. از انواع دیگر فنرها می توان به فنرهای زیگزاگی، فنرهای نیروی ثابت که معمولاً به صورت نوارهای لوله ای، فنرها و کمک فنرهای مورد استفاده در سیستم تعلیق خودروها و همچنین فنرهای حلقه ای، فنرهای پروفیلی و … ساخته می شوند، اشاره کرد.

تعاریف موجود در این صنعت

به طور کلی، هر تجارت و صنعتی ممکن است اصطلاحات و تعاریفی داشته باشد که مختص آن صنعت باشد. . قطر بیرونی فنر (O.D)، قطر داخلی فنر (I.D)، طول آزاد: طول فنر قبل از بارگیری. پیش بار: فاصله ای که از طول فنر در اثر اعمال نیرو کاهش می یابد. جابجایی فنر: مقدار تغییر طول فنر پس از اعمال بار.

طول فنر که به دلیل نیروی کار فنر کاهش می یابد. حداکثر فشار: ارتفاعی که فنر به حداکثر فشار می رسد و حلقه ها با یکدیگر تماس پیدا می کنند ثابت فنر: نیروی آزاد شده تقسیم بر تغییر طول فنر را ثابت فنر می گویند.

اصل کارکرد انواع فنر

همانطور که گفته شد فنر وسیله ای است که با وارد شدن نیرو یا بار به آن انرژی ذخیره می کند و با حذف نیرو انرژی ذخیره شده را آزاد می کند. در شرایط عادی و زمانی که به فنر بار وارد نمی شود، فنر باید شکل اصلی خود را داشته باشد.

استفاده از فنر در هر وسیله ای بر اساس قانون هوک است. این قانون به سادگی رابطه بین نیروی اعمال شده توسط فنر و خاصیت ارتجاعی آن را بیان می کند. به عبارت ساده تر، قانون هوک بیان می کند که نیروی مورد نیاز برای فشرده سازی یا کشش یک فنر با مقدار جابجایی رابطه مستقیم دارد.

اگر بخواهیم عبارت فوق را به صورت ریاضی بیان کنیم باید F=-kX را بنویسیم.

در این رابطه، F برابر با نیروی وارد شده به فنر، X جابجایی فنر (اگر مقدار آن منفی باشد، به این معنی است که نیروی ذخیره شده در جهت مخالف است) و k ثابت فنر است. که بستگی به جنس فنر و استحکام آن دارد. نشان داده شده است.

برای تهیه انواع محصولات نسوز با سطح کیفی عالی میتوانید از صنعت واشر اصفهان مواد مورد نیاز خود را تهیه کنید! محصولاتی از جمله ورق تفلون، ورق کلنگریت، پنبه نسوز، پکینگ نسوز و … .