کاربرد فنر حلزونی در صنعت و انواع آن

فنر حلزونی

یکی از کارآمدترین فنرها در صنعت فنر حلزونی است، که فرم ظاهری این نوع فنر خیلی شبیه به حلزون بوده، و معمولا فنر تسمه‌ای هم به آن می‌گویند. جنس این فنرها غالبا از تسمه است، که در سایزهای کوچک و بزرگ تولید می‌شوند.

ساختار و ظاهر فنرهای حلزونی

این نوع فنر از نظر ظاهر کمی خاص است! چرا که شبیه حلزون هستند، که حلقه‌ها به دور هم پیچیده شده‌اند. فنرهای حلزونی بیشتر از تسمه تولید می‌شوند. بر خلاف دیگر فنرها که سطح مقطع آن‌ها غالبا از مفتول‌هایی تشکیل شده که حلقوی هستند، اما جنس تشکیل دهنده فنرحلزونی، تسمه است.

تسمه‌ها مستطیل شکل و دارای قطر و عرض هستند. عملکرد این فنرها بدین صورت است که با پیچیده شدن یا کوک شدن، انرژی را در خود حفظ می‌کنند و وقتی که نیاز باشد، این انرژی نگهداری شده را آزاد کرده و وظیفه خود را انجام می‌دهند. معمولا یک سمت این فنرها ثابت و سمت دیگر آن به دور محور کوک می‌شود، و پروسه نگهداری انرژی را انجام می‌دهند. این نوع فنرها علاوه بر تسمه از سیم‌های نوردی نیز تولید می‌شوند.

انواع فنرهای حلزونی به شرح زیر است:

فنر حلزونی کیپ

این نوع فنر حلزونی روی هم چسبیده است. بیشتر در مواردی استفاده می‌شود که لازم است، فنر بیش از ۳۶۰ درجه چرخش داشته باشد. برای مثال: فنرهای داخل متر و یا جاروبرقی که وقتی ما متر را باز می‌کنیم، فنر بارها به دور خود می‌‌چرخد و باز می‌شود و نیرو را در خود ذخیره می‌کند، تا به محض رها کردن به حالت اولیه برگردد.

فنر حلزونی کیپ

از انواع این فنرها همان فنرهای دلری هستند، که بین حلقه‌های آن‌ها فاصله است. نیاز به چرخش کمتری در فنر دارند. در این مدل، فنر گاهی با حلقه‌ی فنر در حال کوک‌ شده، مهار می‌شود، تا فرایند جا زدن فنر آسانتر باشد.

معرفی انواع فنرهای حلزونی کاربردی در صنعت

Power spring

این فنرها به اسم فنر ساعت هم شناخته می‌شوند. چرا که در صنعت ساعت سازی جهت اعمال نیرو استفاده بسیار زیادی دارند. می‌توانند با اشغال کمترین فضای ممکن نیروی نسبتا زیادی را ایجاد کنند. همچنین این گونه از فنر مارپیچ حرکت خطی قابل قبولی را با استفاده از کمترین نیروی انباشته فراهم کرده و زمانی که فنر در حالت باز قرار دارد، نیروی بسیار زیادی را در خود ذخیره می‌کند.

Hairspring

نوعی از فنر اسپیرال با حلقه‌هایی که اغلب از هم فاصله دارند. این فنرها معمولا در سایزهای کوچک تولید و در صنعت ابزار بکار برده می‌شوند. به عنوان مثال در ابزار زمان سنجی، مترها و یا مکانیسم ضد انفجار میان چرخ دنده‌ها استفاده می‌شوند.

Brush spring

فنر براش (به همراه براش هولدر) یا همان فنر ذغال، کاملا شناخته شده هستند. چرا که از دیرباز جهت اعمال فشار پشت ذغال در موتورهای الکتریکی و ژنراتورها بکار گرفته می‌شدند. این فنرها به شکلی طراحی شده‌اند، که در بیشتر زمان عملکرد همه حلقه‌های فنر فعال خواهند بود.

Constant Force Spring

تولید فنر حلزونی نیرو ثابت به گونه‌ای است که هر حلقه فنر به شکلی کاملا کیپ و بدون هیچ فاصله‌ای به دور حلقه دیگر پیچیده شده است. حین عملکرد، انتهای آزاد به سمت بیرون کشیده شده و لذا نیرو توسط حلقه‌های داخلی بوجود می‌آیند.

کاربرد بسیار مهم دیگر این فنر، مکانیسم برگردان آن است. ثابت بودن نیروی اعمال شده توسط این فنرها به واسطه یکسان بودن قطرِ تک تک حلقه‌های فنر است. تولید فنر حلزونی نیرو ثابت بدون هیچ محدودیتی در طول و به منظور اعمال نیرویی با نرخ ثابت انجام می‌گیرد.

فنر سیم جمع کن جاروبرقی و فنر کمربند ایمنی خودرو مثال‌هایی از کاربرد فنر اسپیرال نیرو ثابت هستند. اساسی‌ترین کاربردهای فنر حلزونی را در بالا ذکر نمودیم، حال در زیر به سایر کاربردهای فنر حلزونی نیز اشاره نموده‌ایم: مهمترین کاربردهای فنر حلزونی عبارت است از: فنر صندلی خودرو، موتورهای الکتریکی (فنر پشت ذغال)، اسباب بازی‌های کوکی، فنر پوشر، تایمرها، فنر قفل، فنر گردگیر، ترموستات و ترمومترها (فنر حلزونی بی متال).

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره فنر پیچششی، مقاله فنر پیچشی چیست؟ 

فنر حلزونی کمربند ایمنی

فنر حلزونی یکی از اجزای بسیار مهم و حیاتی در سیستم کمربند ایمنی خودرو است. این فنر کوچک اما قدرتمند، نقش کلیدی در جمع‌آوری کمربند ایمنی پس از استفاده و همچنین ایجاد کشش مناسب در هنگام بروز حادثه ایفا می‌کند.

ساختار و عملکرد فنر حلزونی

فنر حلزونی از یک نوار فلزی تخت و پهن تشکیل شده است که به صورت مارپیچ به دور یک محور پیچیده شده است. این ساختار خاص، به فنر قابلیت ذخیره انرژی و ایجاد کشش را می‌دهد.

• جمع‌آوری کمربند: هنگامی که شما کمربند ایمنی را باز می‌کنید، فنر حلزونی به سرعت کمربند را جمع کرده و آن را در جای خود قرار می‌دهد.
• ایجاد کشش: در هنگام تصادف، فنر حلزونی با ایجاد مقاومت، از پرتاب شدن سرنشین به جلو جلوگیری می‌کند و نیروی ضربه را جذب می‌کند.

اهمیت فنر حلزونی در ایمنی خودرو

• جلوگیری از آسیب‌های جدی: فنر حلزونی با ایجاد کشش مناسب، از آسیب‌های جدی به سر، گردن و قفسه سینه سرنشین در هنگام تصادف جلوگیری می‌کند.
• کاهش شدت ضربه: این فنر با جذب بخشی از انرژی ضربه، شدت آسیب وارده به سرنشین را کاهش می‌دهد.
• افزایش ایمنی خودرو: عملکرد صحیح فنر حلزونی، ایمنی کلی خودرو را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

دلایل خرابی فنر حلزونی

• سایش و پارگی طبیعی: با گذشت زمان و استفاده مکرر، فنر حلزونی ممکن است دچار سایش و پارگی شده و عملکرد خود را از دست بدهد.
• تصادفات جزئی: حتی در تصادفات جزئی نیز، فنر حلزونی ممکن است آسیب ببیند و نیاز به تعویض داشته باشد.
• کیفیت پایین قطعات: استفاده از قطعات بی‌کیفیت در هنگام تعمیر یا تعویض فنر حلزونی، می‌تواند باعث کاهش عمر مفید آن شود.

علائم خرابی فنر حلزونی

• جمع نشدن کامل کمربند: اگر کمربند ایمنی به طور کامل جمع نشود یا به کندی جمع شود، ممکن است فنر حلزونی دچار مشکل شده باشد.
• شُل بودن بیش از حد کمربند: اگر کمربند ایمنی بیش از حد شل باشد و به خوبی بدن را نگه ندارد، این می‌تواند نشانه‌ای از مشکل در فنر حلزونی باشد.
• صدای غیرعادی هنگام جمع شدن کمربند: شنیدن صدای غیرعادی هنگام جمع شدن کمربند، می‌تواند نشان دهنده وجود مشکل در مکانیزم فنر حلزونی باشد.