فنرهای مکانیکی عملاً همه جا هستند. از تشک ها و محصولات مصرفی گرفته تا ماشین آلات صنعتی، تولیدات صنعت فنرسازی در همه جا مشهود است. این فنرها انرژی مکانیکی را ذخیره می کنند و کشش و فشرده سازی را در کاربردهای مختلف فراهم می کنند. در حالی که افراد عادی می دانند فنر چیست و چه شکلی است، اکثر آنها هنوز با انواع فنر و نوع تولید فنر های مختلف آشنا نیستند.
تغییرات در صنعت فنرسازی
همانطور که قبلا ذکر شد، فرآیند تولید خاص برخی فنرها بر اساس نوع فنر ایجاد شده متفاوت است. فنرها ممکن است با سیم پیچ یا بدون سیم پیچ ساخته شوند و وجود سیم پیچ و استفاده از فنر، انواع فرآیندهای ساخت را تعیین می کند.
فنرهای کویل دار که به عنوان فنرهای کویل یا مارپیچ نیز شناخته می شوند، همان چیزی است که مردم معمولاً به عنوان فنر فکر می کنند. اینها فرآیند سیم پیچی فنری را طی می کنند، معمولاً یک سیم پیچ یا دستگاه سیم ساز و در نتیجه شکل مارپیچی پیدا می کنند. انواع مختلفی از فنرهای مارپیچ وجود دارد که منجر به تغییراتی در فرآیند تولید فنرهای مارپیچ می شود. این تغییرات شامل موارد زیر است:
فنرهای اکستنشن
فنر اکستنشن نوعی فنر مارپیچ با کلاف هایی است که یکدیگر را لمس می کنند. با اعمال نیرو برای کشش فنر، این سیم پیچ ها از هم جدا می شوند، اما فنر نیروی برگشتی را در برابر نیروی کشش فنر ایجاد می کند. فنرهای اکستنشن عمدتاً با استفاده از دستگاه سیم پیچی شکل می‌گیرند، اما ممکن است از دستگاه سیم ساز نیز عبور کنند، به خصوص اگر دارای پیکربندی انتهایی حلقه ای باشد.
فنرهای فشاری
بر خلاف فنرهای کششی با سیم پیچ هایی که در حالت سکون با یکدیگر تماس دارند، در صنعت فنرسازی فنرهای فشاری دارای سیم پیچ هایی هستند که در حالت سکون از هم جدا هستند و با وارد شدن نیرو به آن ها به هم فشرده می شوند. این نوع فنرها در برابر نیروی وارده به عقب رانده می شوند. فرآیند تولید فنر تراکمی در درجه اول از یک دستگاه سیم پیچ فنری استفاده می کند، اگرچه ممکن است در موارد خاصی از فنر استفاده شود.
فنرهای پیچشی
فنر پیچشی یک فنر منحصر به فرد است که دو سر آن با یک سیم پیچ امتداد می یابد. همانطور که نیرو به انتهای آن وارد می شود، سیم پیچ به صورت مارپیچ محکم تری می پیچد و در برابر نیروی اعمال شده به عقب رانده می شود. نمونه‌های متداول عبارتند از فنرهای موجود در تریلرهای برقی یا درهای کامیون. مانند فنرهای اکستنشن، فرآیند تولید فنر پیچشی معمولاً شامل ماشین های کویلینگ یا شکل دهی می شود.
تولید انواع فنر
علاوه بر انواع فنر فوق، سازندگان فنر نیز ممکن است فنرهای ویژه ایجاد کنند مانند:
فنرهای مخروطی
در فنر مخروطی، قطر سیم پیچ از یک سر به سر دیگر کاهش می یابد و شکل مخروطی ایجاد می کند. این فنر فشاری مانند سایر فنرهای هم نوع خود عمل می کند، اما به دلیل شکل آن در سطح جانبی در مقایسه با فنر فشاری استوانه ای استاندارد پایداری بیشتری دارد.
فنرهای کویل مخروطی
فنرهای مخروطی یکی دیگر از فنرهای فشاری با شکل مخروطی هستند. این شکل مخروطی باعث می شود که فنر در مقایسه با فنرهای فشاری استوانه ای ارتفاع کمتری داشته باشد.
فنرهای ساعت شنی
فنرهای فشاری ساعت شنی یکی دیگر از انواع فنرهای فشاری با شکل منحصر به فرد هستند. در فنر ساعت شنی، مرکز فنر قطر باریکتری نسبت به انتهای آن دارد. شکل مقعر وسط فنر را آسان‌تر می‌کند و مانند فنر مخروطی، ارتفاع کمتری را ممکن می‌سازد.
تولید فنرهای سفارشی
در صنعت فنرسازی فرآیند تولید فنر سفارشی، مشتری با ارائه طرح‌هایی با سازنده فنر سفارشی خود همکاری می‌کند. از آنجا، سازنده ممکن است نمونه‌های اولیه را برای آزمایش تولید کند که مشتری می‌تواند از آنها برای اصلاح طرح‌های خود برای برآورده کردن نیازهای برنامه استفاده کند.
هنگامی که طراحی نهایی شد، سازنده فنر می تواند طرح نهایی را انجام دهد و یک دوره تولید فنر را انجام دهد.
فنرها از چه ساخته شده اند؟ اکنون که نحوه ساخت فنرها را توضیح دادیم، وقت آن است که به سؤال رایج دیگری در مورد فنرها پاسخ دهیم.
فنر از چه چیزی ساخته شده است؟
فنرها از انواع مختلفی از فلزات ساخته شده اند که به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:
فولاد ساده کربن بالا، آلیاژهای فولادی و فولاد ضد زنگ:
کربن بالا
مواد فنر با کربن بالا به دلیل ارزان بودن و تطبیق پذیری نسبی از رایج ترین آنها هستند. انواع سیم های کربن بالا شامل سیم موزیک و سیم سخت کشیده می شود. سیم موسیقی اغلب در ابزارآلات موسیقی استفاده می شود، در حالی که سیم سخت کشیده شده اغلب در محصولات تجاری استفاده می شود. با این حال، سیم با کربن بالا معمولاً در محیط های با دمای بالا و خورنده خوب عمل نمی کند.
آلیاژهای فولادی
آلیاژهای فولادی یکی دیگر از گزینه های رایج برای فنرها در صنعت فنرسازی هستند و شامل موادی مانند سیلیکون کروم است که اغلب در فنرهای بزرگ استفاده می شود. در حالی که بیشتر دماهای بالا را می پذیرند، این مواد همچنان مستعد خوردگی هستند.
فولاد ضد زنگ
فولاد ضد زنگ سومین نوع رایج سیم برای تولید فنر های فلزی است که در درجه اول به دلیل مقاومت در برابر خوردگی مورد توجه قرار می گیرد. انواع فنر با فولاد ضد زنگ مدل های مختلفی دارد که همگی دارای سطوح مختلف کشسانی و سخت هستند. فنرهای فولادی ضد زنگ اغلب در دستگاه هایی که برای مقاصد پزشکی یا کاربردهای بیرونی استفاده می شوند یافت می شوند.
بهترین مواد برای تولید فنر
این منجر به این سوال می شود که بهترین ماده برای تولید فنر چیست؟ این کاملاً به برنامه کاربردی بستگی دارد. بهترین ماده برای کاربرد فنر به عوامل مختلفی از جمله خواص فیزیکی و هزینه مواد بستگی دارد. در حالی که فلزات رایج ترین مواد برای استفاده برای فنرها هستند، برخی از کاربردها ممکن است از مواد غیر فلزی استفاده کنند.
انواع خاصی از فنرها، مانند فنرهای استوانه ای بدون سیم پیچ، ممکن است با لاستیک ساخته شوند، در حالی که سرامیک برای فنرهای پیچ دار در کاربردهای با دمای بالا ساخته شده است. با این حال، همه اینها مصارف بسیار تخصصی هستند، بنابراین بیشتر فنرهایی که امروزه در ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرند در صنعت فنرسازی هنوز از فلز ساخته می شوند.
