فنر از دوره ماقبل تاریخ (حدودا 61000 سال پیش) و زمان های بسیار دور ساخته شده است و طی پیشرفت هایی که داشته به اشکال امروزی در آمده است و کاربردهای فراوان فنر در صنعت ( فنر صنعتی ) به حدی زیاد شده است که نمی توان وجود آن را از صنعت حذف نمود. جالب است بدانید در گذشته و قبل از اینکه فنر را از فلز بسازند، از فنرها برای ساخت تیر و کمان (که اصلی ترین سلاح موجود در گذشته بوده است) استفاده می شده است و این موضوع را می توان از بقایای موجود در آثار باستانی کشف شده به وضوح دریافت.
با این تفاسیر اهمیت فنرها و کار مهمی که انجام می دهند بسیار زیاد است و در عین حال که فنر ساختار بسیار ساده ای دارد اما کار بسیار مهم ذخیره انرژی را برای انجام کارها از کوچک گرفته تا بزرگ انجام می دهد.
نحوه کار فنر
فنر به واسطه کشیده شدن یا فشرده شدن ، ذخیره انرژی انجام می شود. انرژی ذخیره شده در فنر تا زمانی که فنر رها شود در فنر باقی می ماند. از این ویژگی می توان در شرایط مختلف استفاده نمود.
وظیفه اصلی هر فنر جذب یا ذخیره انرژی پتانسیل است.
کاربرد
با گذشت زمان و پیشرفت و توسعه علم فنرسازی باعث ورود فنر به صنایع مختلف جهت ساخت تجهیزات موردنیاز شده است. از این ابزار کاربردی در انواع زمینه های ساخت سلاح، موارد صنعتی، جواهرسازی و … استفاده های مهمی شده است. در ادامه به توضیحات بیشتری در مورد کاربردهای فنر در صنعت خواهیم پرداخت و با علم فنرسازی بیشتر آشنا خواهید شد.
انواع فنر صنعتی
فنرها از نظر حالت ماده به سه دسته تقسیم می شود :
- فنرهای مکانیکی
- فنرهای هوایی یا پنوماتیک
- فنرهای روغنی یا هیدرولیک
انواع فنر از لحاظ فیزیکی
فنرها از لحاظ فیزیکی در انواع و اقسام مختلفی طراحی و تولید شده است که عبارتند از :
- فنرهای مارپیچی
- فنرهای کششی
- فنرهای فشاری
- فنرهای شاخکی
- فنرهای پیچشی
فنر مکانیکی
طیف وسیعی از فنرهای طراحی شده انرژی مکانیکی را در خود ذخیره می کنند و به هنگام نیاز انرژی را آزاد می کنند که به این نوع فنرها، فنر مکانیکی گفته می شود. از فنرهای مکانیکی در صنعت استفاده های زیادی می شود و با توجه به نیازهای متفاوت صنایع مختلف، انواع مختلفی از فنرهای مکانیکی نیز طراحی و ساخته شده اند.
انواع فنرهای مکانیکی
فنرهای مکانیکی در انواع مختلفی طراحی ، تولید و عرضه شده اند که عبارتند از :
- فنر تخت ساده
- فنر تخت پارابولیک
- فنر تخت ذوزنقه‌ای
- فنر نانولوله‌ای
- فنر لاستیکی
- فنر مارپیچ مخروطی
- فنر تسمه ای
- فنر مفتولی
- فنر حلزونی
- فنر مارپیچ پیچشی
- فنر مارپیچ فشاری
- فنر مارپیچ کششی
- فنر صفحه‌ای فشاری
- فنرلول
روش های ساخت فنر مکانیکی
برای ساخت فنر مکانیکی روش های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :
- توسط دریل دستی و میله های مخصوص
- تولید فنر به کمک ماشین های مخصوص تولید فنر
- تولید فنر به کمک ماشین تراش های معمولی
فنر مکانیکی در صنعت کاربردهای مختلفی دارد که می توان با هریک از روش های گفته شده و با توجه به شرایط اقدام به تولید فنر موردنظر نمود.
فنرپیچ مکانیکی کیست؟
به کسی که بتواند به وسیله دستگاه ها و ابزارهای مورد نیاز فنرهای با اندازه های مختلف تولید کند ، فنرپیچ مکانیکی می گویند.
فنرهای هوایی یا پنوماتیک
در صنعت خودروسازی از خاصیت تراکم پذیری هوا و گازهای دیگر به جای فنر در تعلیق خودروهای سنگین و گاهی هم در خودروهای سبک استفاده می کنند. نحوه عملکرد این فنرها اینگونه است که اهرمی که به شاسی متصل شده است نسبت به ارتفاع آن بالا و پایین می رود و زمانی که اهرم شروع به حرکت در جهت مخالف می کند سوپاپ ورودی بسته و سوپاپ خروجی باز می شود. پس از انجام این اعمال باد کیسه فنر تقریبا خالی می شود تا جایی این باد خالی می شود که اهرم در حالت میانی قرار بگیرد بنابراین نسبت به افزایش بار خودرو فشار باد در کیسه های هوایی زیاد می شود و با کاهش بار فشار هوای فنر کاهش پیدا می کند با این وصف می توان فنرهای هوایی را نوع ایدال دانست
سیستم فنر هوایی یا پنوماتیک در خودروها از اجزای زیر تشکیل شده است:
- کمپرسور
- محفظه با کیسخ هوایی
- لوله های انتقال هوا
این فنرها که در نقش کمک فنر در خودرو ظاهر می شوند باعث افزایش ایمنی خودرو می شوند و از طرف دیگر آرامش و راحتی راننده و سرنشینان را تامین می نماید
فنر در صنعت
امروزه صنعت فنرسازی خیلی جدی تر ، تخصصی تر و حرفه ای تر از گذشته است. زیرا در اکثر قطعات مکانیکی نیاز به استفاده از فنر می باشد. به عنوان مثال استفاده از فنر در برخی از خودروها ضروری می باشد زیرا وجود فنر در خودرو شتاب نسبی خودرو را کنترل می کند.
همانطور که در کاربرد فنرها گفته شد ، فنرها در تمامی صنایع به کار برده می شوند. همین موضوع باعث طراحی انواع مختلفی از فنر شده است تا بتوان از آن در صنایع و قطعات مختلف استفاده نمود.
مثالی که در بالا ذکر شد و به استفاده از فنر در خودرو اشاره کرد یکی از هزاران استفاده از فنر در صنعت است که دلایل زیر را می توان برای ضرورت استفاده از فنر در خودرو بیان کرد :
- جهت افزایش نیروی کششی چرخ ها بایستی دائماً چرخ های خودرو را به سطح زمین فشرد.
- کاهش ضربات به اتاق سرنشینان توسط چرخ ها و جذب این انرژی ها
- کاهش انتقال ضربات چرخ ها به اتصالات و مفصل ها
- تماس چرخ های جلو با جاده که باعث تسلط راننده جهت هدایت و کنترل بهتر خودرو می شود.
فنر صنعتی
فنرهای مختلفی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد که اصطلاحاً به آن فنر صنعتی می گویند. باید توجه داشت که هر صنعت نیازهای مربوط به خود و هم چنین شرایط خاص جوی دارد که ممکن است در طراحی و تولید فنر مورد نیاز باید به آن ها توجه کرد. به عنوان مثال در صنایع نفت و گاز شرایط جوی به گونه ای است و در صنایع ماشین آلات صنعتی به گونه ای دیگر است. هم چنین نیازهای این دو صنعت به طور کامل با هم متفاوت است.
به دلیل این که در محیط های نفت و گاز و پتروشیمی فنرهای صنعتی در مجاورت آب و اسید و هوا قرا می گیرند. بنابراین باید در انتخاب جنس مواد برای تولید فنر دقت نمود. در این مکان ها فنرها را بیشت تر از جنس استنلس استیل یا اینکونل و یا هات الویه می سازند. زیرا این مواد در برابر اسید ، حرارت و آب مقاومت خوبی دارند و دچار زنگ زدن یا خورندگی که موجب خرابی فنر می شود نمی شوند.
انواع فنر صنعتی
- فنر کششی
- فنر فشاری
- فنر فرم دار
- فنر تسمه ای
- فنر ویبراتور
- فنر فشار قوی
- انواع فنر حلزونی
فنر صنعتی با کیفیت
در انتخاب فنر صنعتی باید توجه لازم را داشته باشید تا بتوانید بهترین فنر را انتخاب کنید. بهترین فنر باید دارای ویژگی هایی زیر باشد :
- پایداری و مقاومت بالا
- حفظ خاصیت ارتجاعی تحت فشار عملیاتی بالا
- بالا بودن ذخیره و انتقال نیرو
- مواد اولیه با کیفیت (فولاد آهنی و آلیاژها بهترین مواد برای ساخت فنرهای صنعتی هستند)
- ابعاد و شکل فنر مورد نیاز شما
- ضریب سختی فنر
فنر در صنعت خودروسازی
یکی از صنایع مهمی که در هر کشوری وجود دارد صنعت خودروسازی آن است. در کشور ما نیز صنعت خودروسازی از مهم ترین صنایع کشور به حساب می آید. فنرسازی بخشی از این صنعت بسیار مهم را برعهده گرفته است و همانطور که گفته شد از فنر در خودروها برای کنترل شتاب خودرو استفاده می شود. به طور کلی می توان دلایل استفاده از فنر در ساخت و تولید خودرو را به صورت زیر بیان نمود:
- در حین رانندگی ضربات زیادی از طرف جاده به چرخ وارد می شود که برای جلوگیری از انتقال این ضربات به سرنشینان و اتاقک خودرو از فنرها استفاده می کنند.
- به کمک فنر در خودروها می توان از انتقال ضربات چرخ ها بع اتصالات و مفصل ها جلوگیری کرد.
- به واسطه وجود فنر در خودروها چرخ ها بیشتر به زمین فشرده می شوند و نیروی کششی چرخ های محرک افزایش پیدا می کند.
- با استفاده از فنرها چرخ ها جلوی خودرو به طور کامل با سطح جاده تماس پیدا می کنند و همین امر به تسلط راننده برای هدایت و کنترل بهتر خودرو کمک می کند.
برای کسب اطلاعات کامل در مورد کاربرد فنر در صنعت خودرو مطالعه مقاله کاربرد فنر در خودرو را به شما پیشنهاد می کنیم.
امیدواریم از مطالعه مطلب فوق با موضوع کاربرد فنر در صنعت استفاده لازم را برده باشید و بتوانید به کار بگیرید. برای مشاوره های بیشتر در مورد فنر صنعتی می توانید با کارشناسان مجموعه تکنوفنر تماس حاصل فرمائید.