آشنایی با انواع فنر های مکانیکی

از قرن 15 میلادی تاکنون می توان گفت که انواع فنر یکی از قطعات پرکاربرد بشمار می رود. کاربرد این قطعه نه تنها در صنعت بلکه از تولید لوازم خانگی تا تجهیزات پیشرفته پزشکی به طور چشمگیری یافت می شود. طراحی فنرها در شکل های مختلف و انواع متفاوتی صورت می گیرد که در ادامه به آن اشاره خواهیم کرد. در این مقاله قصد داریم تا انواع فنر و کاربرد مختلف آن در صنعت را به شما معرفی کنیم.

با ماهیت فنر آشنا شوید

فنر یا spring جسمی است که قابلیت ارتجاعی و کشسانی دارد که با ذخیره انرژی پتانسیل می تواند قطعه مورد نظر را به حرکت درآورد. عملکرد این قطعه به گونه ای است که با استفاده از یک نیروی خارجی کشیده، فشرده یا پیچیده می شود و پس از رها شدن به شکل اولیه خود باز می گردد. از پرکاربردترین آن ها می توان به فنرفشاری، فنر پیچشی، فنر کششی، فنرتسمه ای، فنر فرمینگ و … اشاره کرد.

فنر فشاری (compression spring)

فنرهای فشاری از جمله فنرهای پرکاربردی می باشند که از مارپیچ کردن سیم و مفتول تولید می شوند. با توجه به استفاده این فنر در صنعت، جنس آلیاژ بکار رفته و ضخامت مورد نظر می تواند متفاوت باشد. فاصله حلقه های آن با میزان فشاری که بر آن اعمال می شود رابطه مستقیم دارد. از این رو در هنگام طراحی این فنر، قطعه مورد نظر از نظر استانداردهای لازم بررسی می شود.

اگر بخواهیم از نظر فیزیکی فنر فشاری را مورد بررسی قرار دهیم، می توان گفت که با جمع شدن و فشرده شدن این فنر، انرژی ذخیره شده و پس از رها کردن آن نیز اعمال نیرو به دو طرف فنر وارد می شود. همانطور که گفته شد انواع این فنر در اندازه های مختلف طراحی و ساخته می شود.

فنر کششی (Tension spring)

عملکرد فنرهای کششی بسیار جالب و قابل درک است. این فنرها با کشیده شدن، انرژی را درون خ.د ذخیره می کنند که این انرژی ذخیره شده پس از رها شدن فنر آراد می شود. طراحی این فنر به گونه ای است که بدون فاصله، حلقه های فنر به یکدیگر چسبیده اند و با کشیده شدن از یکدیگر جدا می شوند.

این فنر از دو طرف دارای قلاب است و با استفاده از آن ها قطعه مورد نظر را قلاب می کند و زمانی که قطعات نیاز به جدا شدن داشتند، این فنر عکس عمل کرده و دو قطعه را به یکدیگر نزدیک می کند. یکی از راه هایی که شما میتوانید مباحثی که توضیح دادیم تخصصی تر دریابید میتوانید آموزش سالیدورک مشاهده نمایید.

فنر تسمه ای یا حلزونی

فنرهای حلزونی یا تسمه ای با استفاده از فواتد تخت که به دور خود پیچیده می شوند ساخته می شود. همانطور که از اسم آن پیداست ان فنرها دارای شکل حلزونی هستند. نحوه عملکرد این فنرها به این صورت است که یک سر آن به قطعه مورد نظر، به طور ثابت متصل می شود و طرف دیگر نیز به محور متصل و با پیچیده شدن انرژی مورد نیاز را ذخیره می کند. بیشترین کاربرد این فنر در ساعت ها است که البته در اندازه و شکل های گوناگونی طراحی و ساخته می شود.

وایر فرمینگ

فنر فرمینگ که در بازار با نام وایر فرمینگ نیز شناخته می شود، فنرهایی هستند که به صورت سفارشی طراحی و ساخته می شوند. این فنرها در فرآیند طراحی و ساخت به دقت بالایی نیاز دارند و از این رو برای تولید آن ها از CNC استفاده می شود. وایر فرمینگ بر خلاف فنرهای قبلی، از الگوی خاصی پیروی نمی کنند و بر اساس نوع کاربردشان در هر قطعه عمل می کنند.

در ساخت این فنرها از مفتول با جنس استیل استفاده می شود که توسط برنامه های مورد نیازی که به دستگاه CNC داده می شود این کار صورت می گیرد. خم ها و زوایای خاص بر روی مفتول بدون محدودیت برای تولید فنر فرمینگ اعمال می شود. این نوع فنر در صنایع مختلفی از قبیل:

خودروسازی
دستگاه های دقیق پزشکی
ماشین آلات صنعتی

مورد استفاده قرار می گیرد و از نمونه های آن می توان به:

سوکت برق خودرو
فنر قاب هالوژن
فنر گیره لباس

اشاره کرد. برای درک بهتر دوره آموزش موشن استادی در سالیدورک را مشاهده نمایید

فنرهای پیچشی

طراحی فنرهای پیچشی بسیار جالب است بطوریکه مفتول در آن ها نه جمع و نه خم می شود بلکه در خود می پیچد. زمانی که نیروی مورد نظر اعمال می شود، میله پیچشی باعث جمع تر شدن پیچش آن ها می شود و مانند یک فنر رفتار می کند. از انواع دیگر فنرهای پیچشی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

فنرهای زیگزاگی
فنرهای نیرو ثابت
فنر و کمک فنر مورد استفاده در سیستم تعلیق خودرو
فنرهای حلقوی
فنرهای فرم دار

فنرهای شاخکی

فنرهای شاخکی از آن دسته از فنرهای مفتولی هستند که با استفاده از شاخک و بدون خم مورد استفاده قرار می گیرند. این فنرها نیز از کاربرد زیادی برخوردارند که از مهم ترین آن می توان به موارد زیر اشاره کرد:

صنایع قفل سازی
ابزار یراق
طلاسازی
صنعت خودرو
نساجی

تا به اینجا در مورد فنرهایی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند صحبت شد، در آموزش شیت متال در سالیدورک ادامه از کاربرد این قطعه پر اهمیت در موارد دیگر نیز صحبت خواهیم کرد.

کاربرد فنر حتی در گیره ها

گیره های لباس آن دسته از وسایل کاربردی ریزی هستند که قطعا همه ما کاربرد فنر را در آن ها مشاهده کردیم. شاید می توان گفت که مهم ترین قطعه در تولید یک گیره، فنر است. این فنر یکی از انواع فنرهای فرمینگ است که به صورت اختصاصی و با دستگاه طراحی و تولید می شود. آلیاژ مورد نظر برای ساخت این فنر باید از کیفیت بسیار بالایی برخوردار باشد.

کاربرد انواع فنر در سوکت برق خودرو

یکی دیگر از مواردی که فنرها خود نمایی می کنند، در تولید سوکت های برق خودرو است. سیم کشی بکار رفته در برق خودرو یکی از حساس ترین و پیچیده ترین قسمت های سیستم برق خودرو است که وجود فنر در سوکت برق می تواند بخش های مختلف آن را به یکدیگر متصل کند و این امکان را بدهد که در زمان مشخصی بتوان آن ها را از یکدیگر جدا نمود.

سخن آخر

اشاره به اصطلاحات و فرمول های ریاضی از حیطه این مقاله خارج بود اما سعی کردیم تا شما را با فنر و انوع آن در صنعت به طور روان آشنا کنیم.