وبلاگ

انواع فنر

انواع
وقتی از فنر صحبت می شود آنچه به ذهن متبادر می شود همان فنرهای مارپیچ آهنی ست که در وسایلی ساده مانند خودکار استفاده شده است. اما فنرها می توانند از آنچه شما فکر می کنید متنوع تر باشند. در واقع هر ماده ای که بتواند تحت بار، انرژی ذخیره کند و در زمان برداشته شدن بار آن را آزاد کند نوعی فنر است. به این ترتیب حتی زه کمان نیز نوعی فنر به حساب می آید.
فنرها را از نظر شکل و عملکرد می توان به سه گروه فنرهای مارپیچی، فنرهای صفحه ای و فنرهای تیغه ای (یا شمشی) تقسیم بندی کرد. هر کدام از این فنرها خود زیرگروه هایی نیز دارند. لازم به ذکر است که علاوه بر آهن از مواد دیگر مانند آلیاژهای مس، لاستیک، مواد فایبرگلاس و حتی سرامیک نیز برای ساخت فنر استفاده می شود. با مطالعه این مقاله اطلاعات بیشتری در خصوص انواع فنر به دست خواهید آورد.

فنر از مهمترین قطعات صنعتی ست که نقش مهمی در ساخت بسیار از وسایل ایفا می کند. مهمترین ویژگی فنر این است که پس از اعمال نیرو به آن می تواند نیرو را جذب کند و پس از برداشته شدن بار، نیروی جذب شده را آزاد می کند. هر جسمی که بتواند این عملکرد را داشته باشد نوعی فنر است. با این تعریف مشخص می شود که دایره فنرها از آنچه ما به صورت سنتی به صورت فنر مارپیچ می شناسیم بسیار فراتر می رود.

فنرها امروز در شکل ها و طراحی های مختلف و با متریال متنوعی ساخته می شوند که هر کدام برای انجام کاری مناسب هستند. در این مقاله ما تلاش کرده ایم انواع مختلف فنر را به همراه کاربرد آن ها خدمت شما معرفی کنیم. همچنین متریال هایی که به طور عمده برای ساخت فنر استفاده می شوند نیز معرفی شده است.

فنر متریال

اصول کار فنرها

همانطور که گفته شد فنر وسیله ای ست که در زمان وارد شدن نیرو یا بار به آن انرژی را ذخیره می کند و زمانی که نیرو برداشته شد انرژی ذخیره شده را آزاد می کند. در شرایط عادی و زمانی که باری روی فنر وجود ندارد فنر باید شکل اولیه خود را داشته باشد.

استفاده از فنر در هر وسیله ای بر اساس قانون هوک (Hooke’s Law) انجام می شود. این قانون به سادگی ارتباط بین نیرویی که فنر وارد می شود و خاصیت کشسانی آنرا بیان میکند. به عبارت ساده‌تر قانون هوک می گوید نیروی که فشردن یا کشیدن یک فنر نیاز است به طور مستقیم با مقدار جابجایی آن ارتباط دارد.

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

در این رابطه F برابر با نیروی اعمال شده به فنر، X مقدار جابجایی فنر (اگر مقدار آن منفی باشد به معنی این است که نیروی ذخیره شده خلاف جهت است) و k نیز ثابت فنر است که بستگی به جنس فنر دارد و مقدار سختی آن را نشان می دهد.

انواع مختلف فنر و کاربردهای آن ها

فنرها از نظر جنس، شکل و عملکرد با هم متفاوت هستند. همین مساله نیز باعث کاربردهای متنوع انواع فنر شده است. فنرها را می توان به سه دسته کلی تقسیم بندی کرد که هر کدام نیز زیر گروه های خود را دارند.

گروه اول فنرها: فنرهای مارپیچ (Helical Spring)

فنر انواع

فنرهای مارپیچ شناخته شده ترین نوع فنرها هستند که در وسایل مختلف استفاده می شوند. یک سیم به صورت مارپیچ با قطر مقطع های مختلف پیچیده می شود و تشکیل یک فنر را می دهد. در زیر می توانید انواع مختلف فنر مارپیچ را مشاهده کنید.

فنرهای فشاری (Compression Spring)

فنرهای فشاری یک سیم پیچ باز با قطر سیم ثابت هستند که می توانند نیروهای فشاری محوری را تحمل کنند.

برای یکی از ساده‌ترین کاربردهای این نوع فنر می توان به استفاده از آن در خودکار اشاره کرد.

فنرهای کششی (Tension Spring)

بر خلاف فنرهای فشاری، فنرهای کششی یک کویل بسته هستندکه به مارپیچ در آمده اند. این فنرها زمانی که تحت نیروی کششی قرار بگیرند افزایش طول می دهند و پس از برداشته شدن بار به حالت اولیه خود باز می گردند. یکی از کاربردهای این نوع فنر که احتمالا دیده اید در درب هاست که باعث بسته شدن آن می شود.

فنرهای پیچشی (Torsion Spring)

فنر پیچشی به وسیله دو سر خود به دو وسیله ی مختلف متصل می گردند. این دو وسیله باعث می شوند که دو سر فنر در دو زاویه مشخص از هم نگه داشته شوند. زمانی که نیرویی به صورت شعاعی به دو سر آن وارد شود فنر باز یا بسته شده و پس از برداشته شدن نیرو به حالت اولیه خود باز می گردد.

فنرهای مارپیچی مسطح (Spiral Spring)

فنرهای مارپیچی مسطح از پیچاندن نوارهای فلزی مستطیلی به صورت مسطح ساخته می شوند. در شکل زیر می توانید یک نمونه از فنر مارپیچ مسطح را مشاهده کنید. از این فنر برای ساخت اسباب بازی، ساعت های مکانیکی و تکیه صندلی ها استفاده می شود.

گروه دوم فنرها: فنرهای تیغه ای

این دسته از فنرها از تیغه های مستطیلی ساخته اند. تیغه ها معمولا به وسیله ی پرچ یا پیچ به هم متصل می شوند و در وسایل نقلیه سنگین مورد استفاده قرار می گیرند. انواع مختلف این فنرها شامل موارد زیر هستند.

  • فنرهای تیغه ای بیضوی
  • فنرهای تیغه ای نیم بیضوی
  • -فرهای تیغه ای یک چهارم بیضی
  • فنرهای تیغه ای سه چهارم بیضی
  • -فنرهای تیغه ای عرضی

گروه سوم فنرها: فنرهای صفحه ای

فنرهای صفحه ای در واقع صفحاتی به فرم تیغه ی عرضی هستند که به صورت موازی یا سری می توانند به هم متصل شوند و نیروی زیادی را در فضای کم جذب کنند. انواع این فنرها عبارتند از:

  • فنر بلویل
  • شفنر صفحه ای خمیده
  • فنر صفحه ای شیاردار
  • فنر صفحه ای موجی

مواد ساخت فنر

فنر

اگر از شما سؤال شود که برای ساخت فنر از چه ماده ای استفاده می شود احتمالا اولین پاسخی که خواهید داد آهن یا فولاد است. اما بهتر است بدانید که به غیر از آهن از مواد مختلفی برای ساخت فنر استفاده می شود. در واقع جنس فنر از مهمترین پارامترهایی ست که تعیین کننده کاربرد، نوع و بسیاری از خصوصیات آن است. برخی از موادی که به صورت متداول برای ساخت فنر مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

  • آلیاژ مس برلیوم
  • سرامیک
  • مواد کامپوزیت فایبرگلس یک جهته
  • لاستیک/ اورتان
  • آلیاژهای فولاد

مزایا و معایب فنرها

فنرها نیز مانند هر قطعه ای دیگری که در صنعت استفاده می شوند دارای معایب و محاسنی هستند.

مزایای فنر

  • قابلیت بالای جذب شوک
  • ذخیره انرژی
  • پایداری

معایب فنرها

  • گران‌قیمت هستند
  • اثر خود را به مرور زمان از دست می دهند
مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سبد خرید
سلام، ما از کوکی ها برای بهبود تجربه کاربری شما و ذخیره اطلاعات کاربری شما در وبسایت استفاده میکنیم، با استفاده ما از کوکی ها موافقت میکنید؟