کاربردهای گسترده انواع فنرهای صنعتی

استفاده از انواع فنرهای صنعتی در تجهیزات و حوزه های مختلف صنعتی، کاربردهای گسترده ای یافته است. به عبارتی استفاده از این قطعه حتی در مواردی که بسیار ظریف و کوچک باشد، در صنایع مختلف امری گریزناپذیر است. امروزه تولید فنر به یک صنعت مهم تبدیل شده است. فنر، ابزاری است که نیروی کشسانی یا ارتجاعی دارد و انرژی مکانیکی را ذخیره سازی می کند. وقتی فنر را می کشیم یا به آن فشار وارد می آوریم، تغییر حالت یافته و وقتی که اعمال نیروی خارجی در آن متوقف شود، در حالت عادی و اولیه خود قرار می گیرد. از آنجایی که فنرها در بسیاری از صنایع کاربردهای متفاوتی دارند، در شکل های مختلفی ساخته می شوند. مواد سازنده این ابزار نیز نیز با توجه به کاربرد و ساختار آن، متفاوت است. جهت آشنایی با انواع فنرهای صنعتی در ادامه مقاله با ما همراه باشید.

انواع فنرهای صنعتی و کاربردهای آن

همان طور که در مباحث قبل بیان کردیم، فنر کاربرد گسترده و ضروری در بسیاری از لوازم صنعتی و قطعات مکانیکی دارد. برای این که این ابزار عملکرد بهتری در وسایل صنعتی داشته باشد، با توجه به کارایی و موارد استفاده آن، در شکل های گوناگون ساخته می شود. در ادامه به شرح انواع فنرهای صنعتی می پردازیم.

• فنر مارپیچی

همان طور که از اسم فنرهای مارپیچی پیداست، این فنرها به شکل سیم های پیچیده شده به شکل مارپیچ است.   این فنرها در جنس ها و ضخامت های مختلف تولید می گردند. ارتفاع این نوع فنرها با توجه به کاربرد و موارد استفاده آن متغیر است. این فنرها با توجه به نوع کاربردی که دارند، به دو دسته تقسیم می شوند:

• فنر فشاری:

استفاده از این فنرها در حوزه های مختلف صنعتی بسیار پرکاربرد است. در فنرهای فشاری با جمع کردن و فشار آوردن به آن، انرژی مکانیکی ذخیره شده و فنر فشار وارده را تحمل می کند. اندازه فاصله هایی که بین حلقه های مارپیچی این فنرها وجود دارد و همچنین کیفیت جنس سیم آن، میزان نرخ فشار را تعیین می کند. فنرهای فشاری ویژگی‌ بسط پذیری دارند و با اعمال نیروی خارجی به راحتی حالت انقباض و انبساط پیدا می کنند. دو سر این فنرها به جایی متصل نمی شود.

• فنر کششی:

در فنرهای کششی با اعمال نیروی کشیدن، انرژی در آن ذخیره شده و با رها کردن آن، انرژی ذخیره شده آزاد می شود. حلقه های این فنرها در حالت عادی و بدون نیروی وارده به هم چسبیده هستند.  وقتی فنر کشیده می شود، حلقه های آن از هم جدا شده و از یکدیگر فاصله پیدا می کنند. در دو سر این فنرها دو قلاب وصل می شود تا بتوان آن را در مکان مورد نظر متصل کرد. در این حالت که این فنر در قطعات صنعتی یا در مکان های خاص متصل شده است، با باز شدن آن و ایجاد حالت کششی، انرژی وارده ذخیره شده و به منظور استفاده در حالت های رفت و برگشتی مانند باز و بسته شدن درب یا برف پاکن ماشین به کار گرفته می شود. این فنرها در زندگی روزمره بسیار پرکاربرد بوده و در مصارف مختلف از شیرآلات منازل گرفته تا قفل درب ها، تجهیزات الکترونیکی، دستگاه های پزشکی و… به یاری ما می آیند. 

• فنر مخروطی

قطر حلقه این فنرها در دو انتهای آن به یک اندازه نیست. یعنی در یک سر آن زیاد و در سر دیگر، قطر دایره کم می شود. از این نظر، این فنرها حالت مخروطی شکل پیدا می کنند. فنرهای مخروطی در برابر اعمال فشارهای سنگین مقاوم بوده و در مقابل لرزش های زیاد عملکردی ثابت دارند. این فنرها به ویژه در صنعت خودرو سازی کاربرد فراوانی دارند.

• فنر بشقابی یا دیسکی

فنرهای دیسکی یا بشقابی از چند صفحه گرد و مسطح ساخته شده اند که به شکل ستونی روی هم قرار می گیرند. جمع شدن این فنرها به کمک یک پین که در داخل آن قرار دارد و یا  توسط یک غلاف در خارج آن، صورت می گیرد. استفاده از فنرهای دیسکی در صنایعی که نیاز به نیروهای بزرگ با تغییر طول کم وجود دارد، مناسب می باشد. این فنرها با توجه به ویژگی هایی که دارند در ساختمان انواع ماشین ها و موتورها، جرثقیل ها، پل ها و… بسیار پرکاربرد هستند.

• فنرهای ساعتی

طراحی فنرهای ساعتی به گونه ای است که به طور طبیعی منبسط می شوند. این فنرها از یک نوار مارپیچی مسطح که به دور هم پیچیده شده اند، تشکیل می یابند.‌ از این فنرها در مواردی که به پیچش های متعدد فنر نیاز باشد، استفاده می شود. این فنر که در فرمان خودرو تعبیه می شود، بین سیم های ایربگ و بوق در غربیلک فرمان ارتباط برقرار می کند. با توجه به نحوه قرارگیری ایربگ بر روی غربیلک فرمان و چرخش فرمان خودرو، این قطعه می تواند اتصالی قوی و مطمئن بین غربیلک فرمان و دسته راهنما باشد.  

• فنر تخت یا مسطح

فنرهای تخت یا مسطح در شکل ها و در اندازه های مختلف طراحی شده و معمولاً از جنس استیل ساخته می شوند. این فنرها برای کنترل فشار و یا به عنوان رسانای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از این فنرها برای یک یا چند عملکرد مکانیکی طراحی می شوند. در صنایعی مانند گوشی های تلفن همراه، رایانه ها و وسایل پزشکی، انواع موتورها و… کاربرد دارند و در انواع مختلف تک ورقه ای، چند ورقه ای و پارابولیک طراحی می شوند که هر کدام کارایی خاص خود را دارند.

• فنر موجی

این فنرها به شکل فشرده و موج دار طراحی شده و دارای خمش خالص هستند. در برخی از صنایع، از این فنرها می توان به جای فنرهای مارپیچی استفاده کرد. این فنرها در مقایسه با فنرهای مارپیچ دارای ارتفاع کم تری بوده و در وسایلی که باید ابعاد کوچکی داشته باشند، به کار گرفته می شود.

• فنر پیچشی

فنرهای پیچشی عملکردی متفاوت از فنرهای فشاری و کششی دارند. این فنرها انرژی ذخیره شده را به صورت چرخشی انتقال می دهند. فنرهای پیچشی از یک بدنه اصلی و دو شاخک در دو سر آن ساخته می شوند. جنس فنرهای های پیچشی با توجه با کاربرد آن ها عموماً از تیتانیوم، بریلیم، کربن، مس و فولاد ضد زنگ ساخته می شود. معمولاً از این فنرها در درب های عقب خودروهای باری، درب های گاراژ،  لولاها و برخی اهرم ها استفاده می شود. فنر پیچشی ساده و فنر پیچشی دوقلو از انواع مختلف آن به شمار می روند.

• فنر حلزونی

از فنر حلزونی در انواع ساعت استفاده می شود. این نوع فنر در واقع نوعی فنر تخت است و از یک باند فولادی که به دور خود پیچیده شده است، ساخته می شود. فنر حلزونی با کنترل نیروی چرخشی، انرژی را در وسایلی مانند ساعت ذخیره کرده و در جهات مورد نظر آزاد می کند.

• فنرهای دایره ایی یا گارتر

فنرهای دایره ایی، مشابه فنرهای فشاری بوده و به دلیل این که دو سر فنر به هم کاملاً متصل می شود، در ظاهر به شکل دایره می گردد. این فنرها در دو نوع فشاری و کششی ساخته می شوند. در تولید این فنرها معمولاً از فولاد کربن یا استیل استفاده می شود. فنرهای دایره ای در برابر نیروهای وارد شده از همه جهات مقاومت دارند. از این فنرها عموماً در اتصالات برقی، موتورهای تسمه دار و… استفاده می شود.

در این مقاله به برخی از انواع فنرهای صنعتی اشاره کردیم. همان طور که مشاهده کردیم، طراحی و تولید فنر در اندازه ها و اشکال مختلف، مطابق کاربرد آن ها صورت می گیرد.