از آنجایی که فنر و انواع فنر، ابزاری برای ذخیره انرژی مکانیکی است، از آنها در صنایع مختلفی مانند صنعت خودروسازی، لوازم خانگی، ابزارها و ماشینآلات، مکانیکی و صنعتی استفاده میشود. براساس تعریف فنر (Spring)، به جسمی که حالت کشسانی یا ارتجاعی داشته باشد و با واردکردن فشار، فشرده شده و پس از رهاشدن در جهت عکس، انرژی حاصل از فشار وارده را آزاد و به حالت اول خود بازگردد، فنر گفته میشود.
انواع فنر و کاربردهای آن
بطور کلی، فنر ها براساس جنس، حالت ماده، میزان تغییر حالت، نحوه تولید فنر، شکل و کاربردهای شان به انواع مختلفی تقسیم میشوند که در ادامه مطلب، به شرح کامل آنها در صنعت فنرسازی خواهیم پرداخت.
فنر بر اساس جنس:
- فنر فولادی: این یکی از انواع فنر هاست که از فولادی با آلیاژ منگنز، کروم، سیلیسیوم و غیره ساخته میشود. فنرهای فولادی به صورت شمشی، پیچشی و مارپیچی در تعلیق خودروها استفاده میشوند.
- فنر غیر فولادی: یکی از انواع فنر است که به صورت پنوماتیکی، لاستیکی، روغنی و گاز بوده و در ساختن مبل و تخت استفاده میشود.
مطالب مرتبط: فولاد فنر چیست و انواع آن کدام است؟
فنر بر اساس حالت ماده:
- فنر پنیوماتیک (هوایی): این مدل فنرها دارای محفظهای کشسان پر از هوای کم فشار بوده و در سیستم تعلیق قطارهای شهری و بین شهری استفاده میشوند.
- فنر هیدرولیک (روغنی): فنر روغنی یا هیدرولیک یکی از انواع فنر است که دارای محفظهای روغنی بوده که برای گرفتن ارتعاشات در خودروها استفاده میشوند.
- فنر مکانیکی: این مدل فنرها بسیار پرکاربرد بوده و در اثر وارد کردن فشار، انرژی را در خود ذخیره و پس از رهایی، آن را آزاد مینمایند.
فنر بر اساس میزان تغییر حالت:
- فنر خطی: فنری است که با افزایش نیرو، در هنگام تغییر شکل، رفتاری خطی از خود نشان نشان میدهد.
- فنر نرم شونده (Digressive): فنری است که با افزایش نیرو، در زمان تغییر شکل، رفتاری غیرخطی (تغییرات طولی ابتدا کم و سپس زیاد) از خود نشان میدهد.
- فنر سخت شونده (Progressive): فنری است که با افزایش نیرو، در هنگام تغییر شکل، رفتاری مخالف نیروی وارده نشان میدهد (نیروی کم تغییرات طولی زیاد، نیروی زیاد تغییرات طولی کم).
فنر بر اساس نحوه ساخت:
- فنر پیچشی: یکی از انواع فنر هاست که یک سیم یا میله وجود دارد که برای ایجاد گشتاور، به دور خود میپیچد. با واردکردن نیرو به فنرهای پیچشی، انرژیای حاصل از گشتاور در آنها ایجاد خواهد شد. همچنین، این یکی از انواع فنر هاست که در لوازم خانگی و تجهیزات خودروها قابل استفاده میباشد.
- فنر مارپیچی: این نوع فنر، مارپیچی شکل بوده و از سیم و مفتول ساخته میشود. در تولید فنرهای مارپیچی، جنس، ضخامت و تعداد حلقههای این نوع فنرها، بسته به نوع کاربرد و میزان کشش یا فشار وارده بر آنها، متغیر میباشند. این نوع فنرها براساس فرم و کاربردشان، به دو دسته فشاری و کششی تقسیم میشوند.
مطالب مرتبط: کمک فنر چیست و نقش، انواع و اجزای آن کدام است؟
شکل و کاربرد فنر:
فنر حلقوی:
این نوع فنر ها به شکل حلقوی بوده و در صنایع بسیاری قابل استفاده میباشند. از جمله کاربردهای فنرهای حلقوی در صنایعی مانند ساختمانسازی و طراحی و ساخت ابزار و یراق میباشد.
فنر فشاری:
در این نوع فنر ها بین حلقههای مارپیچی فنر، فاصلهای وجود دارد که با واردکردن فشار به آنها، فنر جمع شده و نوعی انرژی در آن ذخیره خواهد شد. از آنجایی که از فنر فشاری برای تحمل فشار استفاده میشود، یکی از کاربردهای آنها در صنایع خودروسازی برای ساخت کمک فنر اتومبیلها میباشد. میزان فشار در این نوع فنرها نیز به کیفیت ساخت، جنس و ارتفاع حلقههای آنها بستگی دارد. ویدیوی زیر نمونه از تولیدی فنرهای فشاری در شرکت کبیر فنر است.
فنر کششی:
در این نوع فنر ها، حلقههای فنر به هم چسبیده و تنها با کشیدن آن، بین حلقهها فاصله ایجاد میشود. با کشیدن این مدل فنر ها، در آنها انرژی ذخیره شده و با رهاکردن، انرژی از آنها آزاد میگردد. همچنین، فنر کششی میتواند با داشتن دو قلاب در دو طرف خود، به محل موردنظر متصل شود. از این نوع فنر ها در برف پاککن و درهای اتومبیلها استفاده میشود. ویدیو زیر نمونهای از تولیدکننده فنرهای کششی در شرکت کبیرفنر میباشد.
فنر واشری:
واشر فلزی یکی از انواع فنر هستند که میتوانند قطعاتی مانند انواع پیچ و مهره را در خود جای دهند، به شکل مخروطی با یک سوراخ در مرکزشان طراحی میشوند. اگر چه فنرهای واشری گاهی ناپایدار هستند، اما در صورت نیاز به مکانیزم عملکرد سریع، میتوان از آنها استفاده کرد. همچنین، از مهمترین کاربردهای این مدل فنر ها میتوان به پیچ و مهرهها و درکنارهمقراردادن چند فنر موازی اشاره نمود.
فنر تسمه ای :
فنر تسمه ای از نوعی فولاد شبیه به باند ساخته شده که با پیچیدن به دور خود، فنر را میسازد. فنر حلزونی نوعی فنر تخت است که به آن فنر ساعت نیز میگویند، زیرا در ساخت ساعتها بسیار کاربرد دارد. این مدل فنرها نیروی چرخشی را کنترل کرده و میتوانند با چرخیدن در وسایلی مانند ساعت، انرژی لازم را در خود ذخیره و آن را در جهت مورد نظر آزاد نمایند.
فنر شاخکی:
یکی از انواع فنر هاست که دارای دو سر هستند که هر کدام از شاخکی صاف برخوردارند. فنر شاخکی اصولا به شکل مفتولی ساخته شده و در صنایع نساجی، وسایل الکتریکی، ابزار یراق، طلاسازی، قفل سازی، خودروسازی، گیرههای تزیینی و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. ویدیو زیر نمونهی از تولیدی فنر شاخکی توسط کبیر فنر را ببینید.
فنر فرم دار:
از این نوع فنر ها که به آنها فرم و شکل خاصی داده شده، در صنایع بسیاری به خصوص صنعت خودروسازی استفاده میشود. برای مثال، فنر فرم دار را میتوان در ساخت تسمهها و زیر سیگاری اتومبیلها بکار برد. ویدیوی زیر راجع به فنر فرمینگ در کبیرفنر است.
فنر دایره ای (گارتر):
این یکی از انواع فنر هاست که از جنس فولاد کربن یا سیم پیچ استیلی هستند که دو سر آنها بههم متصل شده و شکل دایره را تشکیل میدهند. فنرهای دایرهای (گارتر) که به دو دسته کششی و فشاری تقسیم میشوند، در موتورهای تسمهدار، مهر و موم روغنها و اتصالات برقی مورد استفاده قرار میگیرند.
از آنجایی که این مدل فنر ها میتوانند در برابر نیروها با جهات مختلف از خود مقاومت نشان دهند، قادرند نیروها را در حجم، دما، فشار و ویسکوزیته (گران روی) نیز کنترل نمایند.
کاربرد فنر ها
به اطراف خودتان نگاهی بیندازید تا متوجه شوید که فنر ها در وسایل پیرامون شما با وجود کوچک بودن و بی اهمیت به نظر رسیدنشان، نقش خیلی ویژهای را بر عهده دارند. نقش کاربردی و فوق العاده فنرها در وسایل مختلف باعث شده تا انواع فنر مختلفی از فنرها تولید شده و با توجه به کاربردهای مختلفی که دارند در وسایل مختلفی از آنها استفاده بشود.
تاریخچه فنر برای ما مطالبی را بازگو میکند که این مطالب نشان دهندهی این است که فنر ها از زمانهای خیلی دور در وسایل مختلفی مورد استفاده قرار میگرفتند و همچنان از آنها در ساخت وسایل مختلف استفاده میشود. این مورد نشان میدهد که کاربرد های فنر ها در وسایل مختلف و صنعتهایی که امروزه ایجاد شدهاند، بسیار زیاد است. در زیر چند مورد از کاربردهای انواع فنر را برای شما بیان میکنیم.
- صنعتهای خودروسازی: فنر ها در ساختن بخشهای مختلفی از خودروها به کار میروند و باعث میشوند که خودروها عملکرد بهتری داشته باشند. اما کاربرد اصلی فنر ها در خودروها مربوط به سیستم تعلیق خودروها میباشد که از لرزش و لغزش خودرو جلوگیری میکند.
- صنعتهای الکترونیکی: از انواع مختلف فنر کوچک در ساختن وسایل الکترونیکی مختلفی مثل تلفن همراه، کامپیوتر، لپ تاپ و… استفاده میشود. انواع فنر در وسایل الکترونیکی در حقیقت به عنوان منبع تغذیه، ساپورتها، کانتکتورها و… مورد استفاده قرار میگیرند و کاربرد دارند.
- صنعتهای مکانیکی: ردپای استفاده از انواع مختلف فنر ها را میتوانیم در صنایع مکانیکی هم مشاهده کنیم. از فنر ها در وسایل مختلفی مثل دربها، پنجرهها، ماشین آلات صنعتی و دستگاه ها استفاده میشود و در واقع آنها در چنین وسایلی به عنوان فشاردهندهها، فنرهای فشاری، بازوها و… عمل میکنند.
- و…
اصطلاحات فنی فنر
برای انواع فنر که امروزه تولید شده و در هر وسیلهای میتوان به وجود آن پی برد، اصطلاحات فنی وجود دارد که سازندگان وسایل با توجه به این اصطلاحات از یک فنر مناسب برای استفاده در وسیلهی مورد نظرشان بهره میبرند. در ادامه توضیح مختصری را دربارهی این اصطلاحات فنی برای شما بازگو میکنیم.
- قطر سیم: این اصطلاح همانطور که از نامش مشخص است به قطر سیمهای به کار رفته در ساختن فنر که در اختیار دستگاه تولید فنر قرار گرفته است، اشاره میکند.
- تعداد لفاف: تعداد لفافها در واقع بیان میکند که هر فنر چند دور سیم پیچیده شده است تا آن فنر ساخته شود.
- قطر داخلی: قطر داخلی که از اصطلاحات فنر است، بیان میکند که برای قرار دادن فنر داخل شفت یا سوراخ اندازه آن مناسب است یا نه.
- قطر خارجی: قطر خارجی فنر هم نشان دهنده اندازهای است که فنر دارد.
- طول فری لن: این اصطلاح در واقع نشان میدهد که یک فنر در حالت بدون بار چه طولی دارد.
- ظرفیت بار: این اصطلاح دقیقا نشان میدهد که فنر میتواند حداکثر چه میزان باری را تحمل کند و در خود جای بدهد.
اصول کار فنر
فنر ها زمانی که ساخته میشوند اصول کار خودشان را دارند و اهمیت اصول باعث شده تا آنها به شیوهای صحیح عمل کنند و باعث درست کار کردن وسایل مختلفی بشوند که در آنها به کار رفته اند. اما اصول کلی که در ساخت انواع فنر رعایت میشود را در زیر با توضیحی کوتاه برای شما بیان میکنیم.
- قانون هوک: قانون هوک بیان میکند که فنر زمانی که به آن نیرویی وارد میشود تا حد زیادی تغییر میکند و زمانی که وارد کردن نیرو را به آن قطع کنیم، فنر به حالت اولش برمیگردد.
- طراحی صحیح فنر: در زمان طراحی فنر باید به این دقت کنید که برای چه استفاده ای و چه کاربردی میخواهید فنر را ،طراحی کنید و بعد بر این اساس طراحی آن را انجام دهید. برای مثال باید با توجه به کاربرد فنر مشخص کنید که حد کشسانی فنر به چه صورت باشد.
- استفاده کردن از مواد مناسب برای ساختن فنر: توجه کنید که برای ساختن هر فنری همچون تسمه فنری از موادی استفاده کنید که برای ساختن آن فنر مناسب باشد.
- انجام فرایندهای تولید فنر بر اساس استانداردهای موجود در این زمینه: برای ساختن هر نوع فنر باید به این موضوع دقت کنید که هر فنر را بر اساس استانداردهایی که برای ساخت آن وجود دارد، باید ساخت تا فنری مناسب برای استفاده در وسایل مختلف باشد.
- کنترل کردن کیفیت فنر تولید شده از نظر مواد اولیه به کار رفته در ساخت فنر و…
- نصب کردن فنرها در مکان درست و نگهداری درست و ایمن از آن
کلام آخر
در این مقاله تلاش کردیم تا شما را با فنر ها آشنا کنیم و انواع فنر را به شما معرفی کردیم و نکتههایی را در خصوص فنر ها برای شما بیان کنیم. یکی از بهترین شرکتها و مجموعههای ساخت فنر در تهران مجموعهی کبیر فنر است که با توجه به معیارها و استانداردهای موجود در این زمینه فنرهایی با کیفیت بالا را تولید میکند و شما میتوانید از طریق ارتباط با کارشناسان و مشاوران آنها اطلاعات بیشتری را دربارهی فنر ها به دست بیاورید.