فنر های حلزونی نوعی از فنرهای مارپیچی هستند که در کاربردها و محاسبات مهندسی استفاده می شوند. انواع مختلفی از فنرها برای کاربردهای مختلف خودرویی توسعه یافته است و همه این انواع فنرها محاسبات و مشخصات خود را دارند. اگر فنر های مارپیچ در یک کاربرد مهندسی استفاده شوند، انتخاب، بکارگیری و طراحی آنها باید در سطح مهندسی شده انجام شود. فنر های حلزونی یکی از این نوع فنرهای مارپیچی هستند. فنرهای مارپیچ در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. در اینجا قصد داریم به معرفی این نوع فنرها و کاربردهای آنها بپردازیم. اما فنر مارپیچ چیست و در چه مواردی از فنرهای مارپیچی استفاده می شود؟ برای طراحی سیستم های فنر مارپیچی خودرو خود می توانید برخی محاسبات مهندسی را انجام دهید که خروجی دقیق تری از عملیات خودرویی را به شما می دهد. فنر مارپیچی یا حلزونی نوعی فنر اسپیرال است که در سیستم اعلام حریق مکانیکی استفاده می شود. فنرهای مارپیچی در شکلی از نوارها تولید می شوند که عموماً از فلزات ساخته می شوند. این نوارهای فلزی به دور یک محور پیچیده میشوند که به یک طرف نوار متصل است. سمت سست نوار معمولاً بار یا نیرو را حمل می کند و این نوار مارپیچی شکل بارها را به محورها منتقل می کند.
فنر های حلزونی معمولاً برای ذخیره انرژی استفاده می شوند. مهمترین کاربرد فنرهای مارپیچ مکانیزم های ساعتی است. در مکانیسم های ساعت، فنرهای مارپیچی هر دو به عنوان ذخیره کننده انرژی با تنظیم مکانیسم ساعت استفاده می شوند. انرژی ذخیره شده در فنر حلزونی برای کار مکانیسم ساعت استفاده می شود. همچنین فنرهای مارپیچی برای اعمال حرکتی درون مکانیزم های ساعت استفاده می شوند. انواع بسیاری از کاربردهای مهندسی شده از آن وجود دارد که در آن از فنرهای مارپیچی استفاده می شود.
اگر به مکانیسم کلی فنرهای مارپیچی فکر کنید، تنش پیچشی به محور اعمال می شود. بنابراین نوع بار عامل تنش خمشی است. برای محاسبه حداکثر تنش خمشی در سیستم فنر و محور می توانید از محاسبات عددی استفاده کنید. استفاده از این محاسبات بسیار ساده است. اولین مولفه در این محاسبات بار است. بار کل نیرویی است که در سمت شل فنر مارپیچی وارد می شود. مولفه دوم شعاع است که این بار به فنر اعمال می شود. این فاصله شعاعی بین محور و سمت شل است. عرض نوار فنر مارپیچ، ضخامت این نوار است. اگر مجموعه واحدهای ثابتی ندارید، می توانید از ابزار MB-Unit Converter برای تبدیل واحدهای خود به مجموعه های ثابت استفاده کنید.
همانطور که در بالا بیان کردیم، کل ذخیره انرژی کرنش در سیستم های فنر مارپیچی می تواند برای انواع مختلف کاربردهای مهندسی بسیار مهم باشد. می توانید دوباره از برخی محاسبات برای محاسبه ذخیره انرژی کرنش فنر مارپیچی استفاده کنید. استفاده از این محاسبات بسیار ساده است. در اینجا مقدار طول، طول کل نوار فنر مارپیچی است. مدول الاستیسیته، ماده فنر است. ممان اینرسی باید برای سطح مقطع نوار فنر مارپیچی محاسبه شود. انحراف زاویه ای فنر مارپیچی نیز به این محاسبات اضافه می شود. در نهایت می توانید نتیجه انحراف زاویه ای سیستم فنر مارپیچی را بدست آورید.
فنرهای مارپیچ تخت از یک نوار مسطح فلزی تشکیل شده است که به صورت مارپیچی پیچیده شده است. هنگامی که انتهای بیرونی در جای خود قرار می گیرد و مرکز آن محکم پیچیده می شود، فنر انرژی ذخیره شده از سیم پیچ را آزاد می کند. یک مثال رایج در این مورد، فنر اصلی در یک ساعت مکانیکی است که یک بار چرخ دنده های ساعت را می چرخاند. ساعتهای مکانیکی، کمربند ایمنی و بسیاری از فناوری های دیگر برای ذخیره و آزادسازی انرژی به فنرهای مارپیچ تخت متکی هستند. ایجاد یک فنر مارپیچ مسطح ساده بسیار ساده است و تنها به یک نوار فلزی و یک قالب برای پیچیدن آن نیاز دارد.
با استفاده از مته برقی با مته 1/8 اینچی، یک سوراخ کوچک در نزدیکی یک انتهای نوار نازک فولاد سخت ایجاد کنید. سوراخ باید حدود 1/4 اینچ از لبه فاصله داشته باشد. سوراخ دیگری در سمت مخالف نوار در همان محل دریل کنید. یک انتهای نوار فلزی را با پیچاندن یک پیچ کوتاه سر صاف به داخل رولپلاک از طریق سوراخ به وسط یک رولپلاک چوبی به قطر 1/2 اینچ وصل کنید. پیچی که در اینجا استفاده می شود موقت است، از آن برای نگه داشتن سیم پیچ در جای خود در هنگام پیچ خوردن استفاده خواهد شد. نوار را دور رولپلاک بپیچید، هر بار که چرخش کامل را انجام دادید، نوار را روی هم قرار دهید. این کار را تا جایی ادامه دهید که نوار به طور کامل به یک سیم پیچ پیچیده شود. سیم پیچ را در حین چرخاندن محکم نگه دارید، در غیر این صورت فنر از تعادل خارج می شود و ممکن است به درستی باد یا باز نشود. فنر را با احتیاط رها کنید در حالی که رولپلاک هنوز متصل است. فنر باید به سمت بیرون منبسط شود و بین سیم پیچ ها فاصله ایجاد کند. با برداشتن پیچی که این دو را در کنار هم نگه می دارد، سیم پیچ کامل شده را از رولپلاک جدا کنید. مواردی که نیاز دارید، شامل موارد زیر است:
فنر مارپیچ به طور گسترده ای در مکانیزم ها مانند حرکات مکانیکی ساعت و ساعت هایی که در آن فنر مارپیچی برای زمان سنجی استفاده می شود، کاربرد دارد. تنها مطالعات کمی در مورد فنر های مارپیچی وجود دارد. کاربرد فنرهای مارپیچی را می توان با جزئیات مورد تجزیه و تحلیل قرار داد که این امر به شناسایی عملکرد دینامیکی آن در حرکات مکانیکی ساعت کمک می کند. به این ترتیب فرکانس طبیعی آن که بحرانیترین پارامتر برای حرکات مکانیکی ساعت است، مشخص می شود. بر اساس قضیه کاستیلیانو، مدل ریاضی تغییر شکل دینامیکی و فرکانس طبیعی فنر مارپیچی تحت گشتاور محوری خارجی توسعه یافته و شبیه سازی کامپیوتری آن نیز انجام شده است. اعتبار سنجی تجربی انجام شده، نتایج شبیه سازی را تایید می کند. فنر حلزونی علاوه بر ساعت در کاربردهای دیگری از جمله صنعت نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این کاربردها می تواند متناسب با نوع آنها متفاوت باشد. به این ترتیب انواع فنرهای مارپیچ در کاربردها آنها بسیار تاثیرگذار است. به طور کلی می توان گفت بر اساس ویژگی خاص نیروی چرخشی تقریبا خطی، فنر پیچشی مارپیچی به طور گسترده در تایمر، موتور برس، داخل خودرو و برخی تجهیزات پزشکی استفاده می شود. با گشتاور چرخشی کمتر از 360 درجه، برای مکانیسم های ساعت و برخی از برنامه های اسباب بازی بسیار ایده آل به حساب می آید.
وقتی فنر پیچشی مارپیچی را در محفظه یا شفت سوار می کنیم و گشتاور چرخشی را اعمال می کنیم، می تواند تعادل ثابتی ایجاد کند و سیم پیچ های مسطح به طور کلی با ادامه گشتاور چرخشی و خروجی فشرده شوند. این تعادل ثابت ادامه می یابد، مگر اینکه گشتاور چرخشی بیش از 360 درجه باشد و این ویژگی خاص آن را برای برخی از کاربردها مانند برس های موتور، تایمر و غیره بسیار مناسب می کند.
تماس با ما
کیلومتر 45 اتوبان تهران- قم ، شهرک صنعتی شمس آباد ، بلوار سروستان، بلوار مهستان ، گل سرخ 6
واحد تامین و بازرگانی: ۰۹۰۵۶۵۲۲۸۸۱
کارشناس فروش: ۰۹۰۵۶۵۲۲۸۸۲
واحد اکسل: ۰۹۰۴۶۱۵۱۰۷۰
۰۲۱-۵۶۲۳۲۴۸۱
۰۲۱-۵۶۲۳۱۸۰۸
۰۲۱-۵۶۲۳۲۳۹۱
۰۲۱-۵۶۲۳۱۰۶۹
۰۲۱-۵۶۲۳۰۴۴۵
© 2020 Spring Justice. All rights reserved | Designed and supported by Adib It