وبلاگ تخصصی ساخت و تولید (ماشین ابزار)

فنر (Spring) جسم الاستیکی است که انرژی مکانیکی را در خود ذخیره می کند. فنر زمانی که فشرده یا کشیده می شود، نیروی  اعمال شده با تغییر طول آن متناسب است. میزان ثابت فنر (K) از تقسیم نیروی اعمال شده به تغییر طول فنر به دست می آید. واحد ثابت فنر N/m می باشد.

ثابت فنر های پیچشی از حاصلضرب نیرو در جابه جایی تقسیم بر واحد زاویه به دست می آید.  N.m/rad

بسته به نوع طراحی و محیط عملیاتی از هر گونه موادی می توان برای ساخت فنر استفاده کرد. موادی که ترکیبی از استحکام و قابلیت ارتجاعی داشته باشد.

آلیاژهای فولاد شایع ترین مواد مورد استفاده در فنرهاست. آلیاژهای کربن بالا در (رشته سیم آلت های موسیقی) فولاد کروم سیلیکون، فولاد کروم _وانادیم و فولاد زنگ نزن بیشترین کاربرد را در ساخت فنرها دارند. مواد سرامیکی در فنرهای مارپیچ برای درجه حرارت های بالا مناسبند. برخی از فلزات غیر آهنی از جمله فسفر، برنز و تیتانیوم در جاهایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی داریم  استفاده می شوند، مس نیز در فنرهایی که هادی جریان الکتریکی اند به کار می رود.(به علت مقاومت پایین الکتریکی)

فنرها زمانی که کشیده یا فشرده می شوند اکثرا از قانون هوک پیروی می کند. این قانون بیان می کند که نیرویی که فنر را هل می دهد یا می کشد به صورت خطی با تغییر طول فنر ارتباط دارد.

F= -kΔx

F: نیروی وارد بر فنر

K: ثابت فنر بسته به جنس و ساختمان فنر دارد

Δx: میزان تغییر طول فنر

طراحی فنرها

برای توصیف خواص فنرها مانند اندازه و قطر سیم پیچ، تعداد حلقه ها، قطر کویل ها و نیروی وارده خارجی معادلات ریاضی گسترده ای وجود دارد. این معادلات در نرم افزارها برای ساده سازی  فرایند طراحی موجود می باشد. برخی از این نرم افزار ها: Advance Spring Design 6، طراحی فنر در کتیا، AutoCAD Mechanical و ...

فنر فشرده  : فنر سیم پیچ یا فنر مارپیچ نیز می گویند. کاربرد، برای حفظ نیروی بین سطوح در تماس با یک دستگاه مکانیکی است.				فنر های پینی
فنر فشرده مخروطی:  برای حفظ یک نیروی بین سطوح در تماس با یک دستگاه مکانیکی است.				فنر پین  چاکدار: این فنرهای چاکدار یک شکاف طولی دارد که با فشار مستمر به نصب کمک می کند. فشار فنر ایجاد تنش شعاعی در جهت جلوگیری از لقی می کند.
فنر پیچشی :  برای تولید نیروهای چرخشی و پیچشی مورد استفاده قرار می گیرند به طور مثال برای مدل ماشین های سواری ( میله ضد گردش).				پین دو بخشی : از یک مقطع نیم دایره ساخته شده، جهت پرچ و محکم کاری
فنر کششی یا تنشی: حلقه ها جهت ایجاد تنش به یکدیگر متصل شده اند، مثلا بیرون کشیدن چیزی از جایی دارای حلقه و قلاب می باشند.				فنرهای خودرو
فنر بشکه ای: در فشرده سازی مارپیچی معمولی به کار می روند.				فنر هوایی : با استفاده از هوا شوک ها را می گیرد.
فنر کششی  کویلی: به عنوان پاک کننده در لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد.				فنر ماشین(کمک فنر) :  برای جذب شوک ها و برجستگی ها در جاده به خودرو کمک می کند.
فنر با میله اتصالی : در انتهای آن دارای قلابی است برای حمل بار استاتیکی				فنر گازی : از گاز سیلندر پیستون را فشرده می کند.
فنر مگزین : کاربرد در تفنگ ها و سلاح گرم				فنر برگی :  از صفحات نازک و فولادی ساخته شده و در قسمت های زیرین خودرو به کار می رود.
فنر تختخواب				میله پیچشی :  نوار فولادی است که از یک سمت به شاسی بسته شده و نیروی پیچشی فرمان را کنترل می کند.
فنر درونی : درون تشک های مدرن از این فنرهای حلقوی استفاده می شود.				فنرهای درب منزل و گاراژ
فنر جعبه ای: فنر تختخواب از فنرهای مارپیچی که به پایه متصل است و درون یک قاب پارچه ای قرار می گیرد.				فنر کششی درب :  برای تحمل وزن درب هنگام باز و بسته کردن
بست یا پایه : اغلب به عنوان نگه دارنده در انتهای قطعات قرار می گیرد.				فنر چرخشی درب : در بالای در برای باز و بسته کردن نصب شده است

واشر فنری

واشر فنری دیسکی:  در یک جهت محوری قرار می گیرند و فشار تحمل می کنند.
واشر فنری موجی:  این واشرها به طور نامنظم قرار می گیرند و نیروی فشاری فنر را تحمل می کنند. بین سطوح بارگذاری شده (بلبرینگ) قرار می گیرند.

فَنَر در یک تعریف کلی هر جسمی که دارای خاصیت ارتجاعی یا کشسان باشد فنر نامیده می شود . یعنی اگر جسمی چه در فاز جامد یا مایع یا گاز پس از بار گذاری تغییر شکل دهد و پس از برداشتن بار به حالت اولیه باز گردد فنر نام دارد. بنابراین هر فنر دارای سه کمیت فیزیکی شامل نیرو یا بار وارده بر آن  F، مقدار تغییر شکل x ، و سختی فنر ( k که خاصیت ارتجاعی فنر را نشان می دهد ) می باشد.