کاربرد فنر فشاری در صنعت و مشخصات آن

آشنایی با فنر فشاری

فنر فشاری (فنر لول)، به فنرهایی گفته می‌شود، که بر اثر وارد کردن فشار به آن‌ها فشرده شده و انرژی را ذخیره می‌کنند و در صورت رها کردن، باز شده و انرژی ذخیره شده را آزاد می‌کنند. اکثر فنرها برای استفاده در وسایل در داخل یک سوراخ و یا دور یک میله نصب می‌شوند. در هر دو حالت باید مطمئن شد که فنر از جای خود در نرود و در جهت مورد نظر کار کند.

فنر فشاری در اندازه‌های مختلف در فنرسازی تولید می‌شود. کاربردهای فراوانی در انواع وسایل دارند. در صنایع مختلف مانند: ماشین آلات صنعتی و کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. فنرها با اندازه بسیار کوچک و میلی‌متری نیز ساخته می‌شوند، که در وسایل الکترونیکی مانند: موبایل و اسکنرها به کار می‎‌روند. بر اساس نوع کاربرد، فنرهای فشاری را می‌توان به چند دسته طبقه‌بندی کرد که به شرح زیر است.

انواع فنرهای فشاری

فنرهای فشاری یکی از رایج‌ترین انواع فنر هستند که با اعمال نیرو در جهت محور طولی خود فشرده می‌شوند و انرژی را در خود ذخیره می‌کنند. این فنرها در صنایع مختلفی مانند خودرو، الکترونیک، مبلمان و … کاربرد گسترده‌ای دارند.  در ادامه به بررسی برخی از انواع رایج فنرهای فشاری می‌پردازیم:

• فنر فشاری پیچشی

از این فنرها زمانی استفاده می‌شود، که هم نیاز به نیروی شعاعی یا دایره‌ای باشد، و هم نیروی جانبی (عرضی) مورد نیاز باشد. یک مثال بسیار ساده از کاربرد این نوع فنرها، استفاده در تله موش است.

فنر قرار گرفته در تله باعث می‌شود؛ هنگام باز شدن تله، نیروی شعاعی و جانبی ذخیره شود، که با رها شدن فنر نیرو آزاد شده و به سرعت تله بسته می‌شود. به این نوع فنرها، فنر کوچک نیز گفته می‌شود. سایزهای بزرگتر فنر در برخی از میله‌های خودرو استفاده می‌شوند. همچنین فنرهای بسیار زیادی در ابعاد کوچک برای ساخت انواع پروژکتور به کار می‌روند.

 

• فنرهای مخروطی

شکل این نوع فنرها مانند مخروط است! یعنی قطر دایره‌های فنر از یک طرف کم می‌شود. شکل مخروطی این فنرها این امکان را می‌دهد؛ تا در فضاهای محدود بتوان از آن‌ها استفاده کرد. طراحی مخروطی آن‌ها یک اثر تلسکوپی ایجاد می‌کند. یعنی نیرویی که توسط فنر برای فشرده سازی اعمال می‌شود، ثابت نیست.

این فنرها در صنعت خودرو بسیار محبوب هستند، به ویژه در موتورهای احتراق داخلی، از آنجا که شکل آن‌ها پایدار است، در نتیجه تحت فشار مکرر، سنگین و لرزش‌های زیاد ثابت و مقاوم هستند. پایداری فنرهای مخروطی این امکان را نیز می‌دهند که در حفره‌های ریز و با تلرانس کم، عملکرد خوبی داشته باشند.

 

• فنر بشکه‌ای شکل

در این نوع فنر مانند فنر مخروطی، قطر دایره‌های فنر یکسان نیست. اما با این تفاوت که در این نوع فنر، دو سر فنر حلقه‌های باریک و در وسط فنر پهن‌تر می‌شود و شکلی شبیه به بشکه ایجاد می‌کند.

این فنرها در دو نوع مقعر و محدب ساخته می‌شوند. در تولید این فنرها دو فنر مخروطی به طور موثر با هم ترکیب شده و فشرده سازی غیر خطی را انجام می‌دهند. فنرهای بشکه‌ای در فشار جانبی ثبات خوبی دارند و بهتر از فنرهای معمولی عمل می‌کنند.

• فنرهای اسلحه سازی یا M شکل

این نوع فنرها بیشتر در اسلحه سازی کاربرد دارند. دارای زاویه شدید و لبه‌دار هستند، که می‌توانند انرژی لازم برای رها شدن گلوله را فراهم کنند. همچنین می‌توانند برای کاربردهای دیگر استفاده شوند؛ اما با توجه به قدرتی که دارند، برای ساخت اسحه طوری ساخته می‌شوند که برای کاربردهای عمومی قابل استفاده نباشند و فقط برای اهداف خاص ساخته شوند.

 

کاربردهای رایج فنر فشاری عبارت است از:

فنرهای فشاری در موارد بسیار زیاد از جمله: تولید، انتقال و جابجایی، ارزیابی انواع قطعات، وسایل کشاورزی و غیره استفاده می‌شوند. تمامی اجزای قطعات ماشینی بزرگ و کوچک به نوعی، از فنرهای فشاری استفاده می‌کنند.

تولید فنر فشاری در فنر سازی تقریبا بیشتر از فنرهای دیگر است. چرا که این فنرها از پرکاربردترین‌ها هستند. همه مردم در زندگی روزمره خود با آن سر و کار دارند. از ساده‌ترین وسایل مانند: مداد اتود گرفته تا ماشین‌ها و وسایل منزل، این فنرها وجود دارند.

رایج‌ترین کاربرد فنرهای فشاری شامل موارد زیر است:

۱. استفاده از فنر فشاری در قفل درب‌ها:

از موارد بسیار پرکاربرد استفاده از فنرهای فشاری قفل درب (قرار دادن فنر در قفل) است. باعث می‌شود قفط یک نوع کلید مخصوص درب را باز کند. فنر فشاری یک قطعه ضروری برای قفل درب است و بدون فنر نمی‌توان درب را قفل کرد. از قرن ۱۸ میلادی از فنر فشاری برای قفل درب‌ها استفاده می‌کردند و هم اکنون نیز کاربرد خود را دارند.

۲. کاربرد فنر فشاری در صنعت خودرو:

فنرهای فشاری نقش حیاتی در عملکرد خودروها دارند. اکثر اجزایی که برای ساخت خودرو به کار می‌روند به نوعی از فنر استفاده می‌کنند. برخی از کاربردهای فنر در خودرو شامل: استفاده از فنر در صندلی‌های ماشین برای راحتی راننده در انواع جاده‌ها، استفاده از فنرهای بزرگتر در کمک فنرهای ماشین، برای کنترل بار وارد شده به ماشین، کاربرد فنر در برف پاک کن ماشین و سایر موارد است.

میزان نرخ فنر

از مهمترین مواردی که برای استفاده از فنر باید لحاظ شود، نرخ فنر است. نرخ فنر باید متناسب با میزان باری که قرار است به فنر وارد شود، باشد و دقیق محاسبه شود. به عنوان مثال: برای استفاده در صنایع خودرو، نرخ فنر باید با توجه به وزن خودرو و میزان باری که فنر تحمل می‌کند، باشد.

در خودروهای مختلف میزان بار می‌تواند متفاوت باشد و در صنعت خودروسازی از فنری استفاده می‌شود که کارایی لازم برای تحمل بار را داشته باشد. برای آشنایی بیشتر با فنر پیچشی و نحوه ساخت آن به مقاله فنر پیچشی چیست؟ و کجا استفاده می‌شود مراجعه کنید.