مقالات مهندسی - مقالات مهندسی مکانیک -
تحلیل انواع فنر از لحاظ کاربرد و عملکرد
61+
ارسال شده در دوشنبه 07 بهمن 1398

فنرهاى صفحه اى

معمولاً در ساخت دستگاه هاى حساس و همچنین در صنعت برق به عنوان کنتاکتور از فنرهاى صفحه اى استفاده می شود. نمونه ای از آنها، با مقاطع مختلف در (شکل ۱) آورده شده است.در ادامه مطلب با آقای مهندس همره باشید:


 


شکل ۱ – فنرهاى صفحه اى

فنر هاى صفحه ای چندلایه نیز وجود دارد که معمولاً برای فنربندى وسایل نقلیه جاده ای و ریلى مورد استفاده قرار می گیرد (شکل ۲)


شکل ۲ – فنرهاى صفحه ای چندلایه

این فنرها ضربات سخت مسیر حرکت را به نوساناتى آرام، نرم و میرا شده تبدیل می کنند. براى این کار مثلاً چند لایه فنر صفحه ای ذوزنقه دوبازویى را با طول هاى متفاوت انتخاب، و روى هم قرار می دهند و مى بندند. در این روش ضربات جاده به صورت عمود به این فنرها وارد می شوند و در لابه لاى فنرها به صورت افقى مستهلک می شوند و بدین ترتیب به سرنشین هاى اتومبیل آسیبی نمی رسد. این فنرها را با نام هاى شمشى و برگی و تخت نیز می نامند.

فنرهاى مارپیچ استوانه ای

این فنرها که مفتول آن ها دارای مقطع دایره ای است، به صورت مارپیچ و به شکل استوانه ای ساخته می شوند. درهنگام پیچیدن سیم، فاصله کوچکی بین حلقه هایی که روى هم مى نشینند، ایجاد می شود، بنابراین یک فنر با خاصیت الاستیکى بالا و حجم کمتر به دست می آید.  فنرهایى که قطر مفتول آن ها کوچک تر یا مساوى ۱۲ میلیمتر (۱۲mm≥d) باشند، به صورت سرد و فنرهایى که قطر سیم آن ها از ۱۲ میلی متر (۱۲mm<d) بزرگ تر باشد، به صورت گرم شکل داده می شوند. فنر هاى مارپیچ استوانه ای در اثر تأثیر نیرو، تحت فشار یا تحت کشش قرار می گیرند.

فنرهاى مارپیچى فشارى

روش کار این نوع فنر ها در شکل ۳ نشان داده شده است. چنان چه ملاحظه می کنید در حالت (الف) شکل، فنر در وضعیت آزاد قرار دارد و تحت تأثیر نیرو نیست، اما در حالت هاى (ب و پ ) تحت تأثیر دو نیروى متفاوت قرار می گیرد. همچنین در حالت (ت) فاصله بین حلقه ها از بین رفته و حلقه ها روى هم نشسته اند.


شکل۳ – فنرهاى مارپیچ استوانه ای

در این صورت فنرها خاصیت فنرى خود را از دست می دهند، بنابراین حلقه فنرها درهنگام به کارگیرى، نباید روى هم بنشینند. مبناى انتخاب نیروى اعمالى باید به گونه ای باشد که بین حلقه هاى فنرها همیشه فاصله کوچکى باقى بماند.

فنر مارپیچى کششى

فنرهاى مارپیچى، زیر بار کشش قرار میگیرند و چون به صورت سرد ساخته می شوند، حلقه های فنر در حالت آزاد بر روى هم مى نشینند. در بسیاری از مواقع، توسط میله هاى کشیده شده یا نوردشده و بهسازى نشده به صورت گرم فرم داده شده و سپس آن ها را بهسازى می کنند. این روش کمتر به کار می رود.
براى انتقال نیروى فنر از قلاب هاى گوشواره اى در یک یا دو طرف بر اساس کاربردشان استفاده می شود. در انتخاب فرم قلاب هاى گوشواره اى باید توجه داشت که کوچک ترین شعاع
داخلى قلاب گوشواره اى نباید کوچک تر از قطر مفتول باشد. در شکل ۴ نمونه هایى از فنرهاى مارپیچ با قلاب هاى متفاوت نشان داده شده است.

شکل 4 - فرم قلاب های گوشواره اى مختلف

شکل ۴ – فرم قلاب های گوشواره اى مختلف

فنرهاى حلقه ای

این فنرها به صورت حلقه هاى داخلى و خارجى با سطح مقطع مخروطى دوبل ساخته می شوند و به فنرهاى حلقه ای فشارى نیز معروف اند. (شکل ۵)


شکل ۵ – فنرهای حلقه ای

زمانی که تحت تأثیر نیروى فشارى قرار مى گیرند حلقه های خارجى در جهت عرض بزرگ می شوند و حلقه هاى داخلى جمع می شوند. در نتیجه حلقه هاى خارجى تحت کشش و حلقه هاى داخلى تحت فشار قرار می گیرند.

فنرهاى حلقه ای فشارى خاصیت مستهلک کنندگى قوى دارند، بنابراین در سیستم هایى که زیر بار ضربه ای بزرگ قرار دارند، به کار می روند. یک نمونه از کاربرد این نوع فنرها را در شکل ۶ که در راه آهن کاربرد دارد، مشاهده می کنید


شکل ۶ – ضربه گیر راه آهن متشکل از فنرهاى حلقه ای

در موارد نادری از فنرهاى مخروطى با مقطع مستطیل و دایره، مطابق شکل ۷ استفاده می شود.

شکل ۷ – فنرهاى مارپیچی مخروطى

یکى از ابداعات جدید جالب توجه فنر مارپیچى بشقابى یکپارچه مطابق شکل ۸ است. این فنر که شبیه یک ستون از بشقاب هاى فنرى است از دو فنر مارپیچى بشقابى مشابه با سطح مقطعى شبیه به فنر بشقابى از تسمه فولادى، که به همدیگر پیچیده اند، تشکیل شده است.


شکل ۸ – فنرهاى مارپیچى بشقابى

این نوع فنر نسبت به یک ستون از بشقاب هاى فنرى مزیت هاى قابل توجهى دارد. اجزاء یکپارچه به صورت بشقاب هاى مجزا از هم هستند، در نتیجه مونتاژ ساده اى دارند و ساخت آن ها از مواد تسمه اى با جریان فازهاى غیر منقطع صورت می گیرد.

این فنرها در حین کار ایمنى زیاد دارند و در فیکسچر هاى ابزار به عنوان ذخیره کننده نیروى فنر، براى گیره هاى کابل تله کابین هاى اسکى و ریل هاى انتقال و نیز جهت میرا کردن گشتاور چرخشى در گیربکس هاى موتورسیکلت کارایى خوبى از خود نشان داده اند.

فنرهاى بشقابى

فنرهاى بشقابى پوسته هاى حلقه ای مخروطى شکل هستند (شکل۹) که به صورت ستون روى هم قرار می گیرند.

شکل 9 - فنرهاى بشقابىشکل ۹ – فنرهاى بشقابى

مخصوصاً در طرح هایى که فضاى کمترى براى فنر وجود دارد و نیروى زیادى بر فنر اثر می کند و تغییر طول فنر باید کمتر باشد، به کار می رود. با توجه به ویژگیهای این فنرها، کاربرد زیادى در شیرها، ابزارها، ابزارگیرها، پرس ها، ساختمان ماشین ها، جرثقیل ها، ساختمان موتورها، پل ها و غیره دارند و به خصوص براى نیروهاى بزرگ و تغییر طول هاى کوچک مناسب هستند.

فنرهاى بشقابى به کمک یک پین در داخل فنر، یا به کمک یک غلاف در خارج فنر جمع می شوند و بهتر است هدایت این گونه فنرها از داخل صورت پذیرد. یک نمونه از کاربرد آن را در شکل ۱۰ مشاهده می کنید.

شکل 10 - کاربرد فنر بشقابى در قلاب یک جرثقیلشکل ۱۰ – کاربرد فنر بشقابى در قلاب
یک جرثقیل

فنرهاى بازویى(سنجاقی)

فنرهاى بازویى، فنرهاى پیچشى مارپیچى هستند که تحت تأثیر نیروی خمشی قرار می گیرند (شکل ۱۱ ) این فنرها که بیشتر به عنوان برگشت دهنده اهرم ها و درپوش ها مورد استفاده قرار می گیرند، از سیم هاى فولادى مانند فنرهاى مارپیچى، روى استوانه تولید می شوند. ابتدا و انتهاى بازوها با توجه به موارد مصرف آن ها مستقیم و یا خمیده و یا فرمى هستند. یک سر فنر باید به قسمت متحرک و سر دیگر آن به قسمت ثابت وصل شود، یا گیر کند.


شکل ۱۱ – فنر بازویى به عنوان فنر برگش تدهنده براى یک اهرم راه انداز

فنرهاى میله ای پیچشى فنرهاى میله اى پیچشى با مقطع گرد در وسایل نقلیه برای میرا کردن نوسان ها پیچشى یا به عنوان پایدار کننده هاى پیچشى، جهت اندازه گیرى نیروى پیچشى، در آچارهاى گشتاورسنج و به عنوان کوپلینگ هاى الاستیکى در شافت ها و امثال آن به کار می روند. شکل هاى ۱۲ و ۱۳ نمونه و کاربرد این گونه فنرها را  نشان داده است.

شکل 12 - فنر میله ای پیچشى با مقطع دایره ای و انواع مختلف انتهاى درگیر شونده (الف) لنگ (ب) پخ مسطح (پ) ش شگوش (ت) چهارگوش (ث) هزارخار دندانه فاقى

شکل ۱۲ – فنر میله ای پیچشى با مقطع دایره ای و انواع مختلف انتهاى درگیر شونده (الف) لنگ (ب) پخ مسطح (پ) ششگوش (ت) چهارگوش (ث) هزارخار دندانه فاقى


شکل ۱۳ – کاربرد فنر میله ای پیچشى

تغییرشکل فنری این فنرها از طریق پیچش ساق لاغر شده آن ها صورت می گیرد و اساساً مانند فنرهای بازویی مارپیچی کار می کنند.

فنرهای لاستیکی

فنرهای لاستیکی عمدتاً برای میرا کردن نوسان ها و ضربات به کار می روند و به علت دارا بودن خاصیت استهلاکی خیلی بالاى خود، تحت تأثیر نیروهای اصطکاکی داخلی قرار می گیرند.از خواص مهم آن ها عمر طولانی و مقاومت در مقابل ساییدگی و مقاومت در مقابل گرما و همچنین در مقابل ماده هایی مثل روغن و بنزین است. خراب شدن ساختمان داخلی این فنرها را پیر شدن می نامند.
به عنوان فنرهای فونداسیون و یا عضوهای رابط در کوپلینگهای الاستیک به کار می روند. چند نوع از این فنرها در شکل ۱۴ و یاتاقان بندی یک موتور در شکل ۱۵ نشان داده شده است.

شکل 14 - فنرهای لاستیکی

شکل ۱۴ – فنرهای لاستیکی

شکل 15 - یاتاقان بندی عقب یک موتور پیستونی با لاستیک متاکون

شکل ۱۵ – یاتاقان بندی عقب یک موتور پیستونی با لاستیک متاکون

فنرهای حلزونی پیچشی

فنرهای حلزونی پیچشی با پیچیدن (مانند کوک کردن ساعت)، انرژی ذخیره می کنند تا برای به حرکت درآوردن المان های وابسته خود، انرژی اندوخته شده را پس دهند، یعنی مانند یک مکانیزم موتور کار می کنند. (شکل ۱۶)

شکل 16 - فنرهای حلزونی پیچشیشکل ۱۶ – فنرهای حلزونی پیچشی

بنابراین یک سر این نوع فنرها (داخلی یا خارجی) را به بدنه وصل می کنند و از سر دیگر کوک می شود. فنرهای حلزونی در سیستم های اندازه گیری، مکانیزم های ساعت و اسباب بازی های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و برای اینکه بین حلقه ها، فاصله های مساوی به وجود آید به صورت حلزونی ساخته می شوند

>

نظرات

نام
ایمیل (منتشر نمی‌شود) (لازم)
وبسایت
:) :( ;) :D ;)) :X :? :P :* =(( :O @};- :B /:) :S
نظر خصوصی
مشخصات شما ذخیره شود ؟ [حذف مشخصات] [شکلک ها]
کد امنیتیرفرش کد امنیتی

نمونه پروژه های آماده

دریافت آنی
پشتیبانی 24 ساعته
درگاه پرداخت آنلاین
امکان دریافت مجدد
دارای نماد اعتماد