آنچه باید از فنر و فنرسازی بدانیم

آنچه باید از فنر و فنرسازی بدانیم

فنر یکی از قطعات مکانیکی مهمی با توانایی جذب انرژی است که در تمامی صنایع از جمله خودروسازی و لوازم خانگی کاربرد های زیادی دارد. این قطعه دارای ابعاد گوناگون از بزرگ تا کوچک است که قابلیت بازیابی شکل اولیه پس از تغییر شکل را دارد و اصطلاحاً به آن یک قطعه مکانیکی الاستیک گفته می شود.

سامانه جامع صنعتی شمستا به عنوان بانک اطلاعات صنعت و یکی از فعالان عرصه صنعت کشور با در نظرگرفتن اهمیت داشتن اطلاعات به روز علمی در زمینه های مختلف صنعت، مقاله های تخصصی ای به رشته تحریر درآورده و در وبلاگ سامانه به اشتراک میگذارند تا مورد استفاده ی کاربران عزیز سامانه از جمله متخصصان صنعت، صنعتگران و کارگاه های صنعتی قرار گیرد.

انواع رایج فنرها

فنرها بر اساس نوع تولید و ساخت به دو دسته مارپیچی و پیچشی تقسیم بندی می شوند.

فنرهای مارپیچی

 فنرهای مارپیچی از طریق مارپیچی کردن سیم و یا مفتول تولید می شوند و خود آن نیز بر اساس نوع کاربرد به دو دسته فشاری و کششی دسته بندی می شوند.

فنرهای فشاری

فنرهای فشاری فنرهایی هستند که جذب انرژی از طریق وارد کردن فشار به آن ها صورت می گیرد و می توانند فشار را تحمل کنند. بین حلقه های این نوع فنر فاصله ای وجود دارد که اصطلاحاً به آن ارتفاع فنر می گویند. این نوع از فنرها بسیار پرکاربرد هستند. به عنوان مثال فنر خودرو در قسمت سیستم تعلیق نمونه ای از این نوع فنر است.

فنرهای کششی

بر خلاف فنر فشاری در فنر کششی ذخیره انرژی با کشیدن فنر صورت می گیرد. در این نوع از فنر فاصله ای میان حلقه های فنر وجود ندارد و به هم چسبیده اند. این نوع از فنر معمولاً در جاهایی کاربرد دارد که مانع از ایجاد فاصله میان دو قطعه می شود. معمولاً در دو طرف فنرهای کششی قلاب وصل می شود تا با قطعات مجاور اتصال یابد. یک نمونه از کاربرد این فنر در درب خودرو است که باز و بسته شدن آن را کنترل می کند.

فنر پیچشی

فنرهای پیچشی برای ایجاد گشتاور ساخته می شوند. وقتی از دو طرف به این فنرها نیرو وارد می شود، حلقه های فنر از هم باز می شوند و انرژی حاصل از گشتاور را موجب می شود. این نوع از فنرها در قطعات لوزم خانگی بسیار کاربردی هستند.

فنرهای دایره ای (گارتر)

فنرهای دایره ای دو انتهایشان به هم متصل است و شکل دایره ای دارند. این نوع از فنرها در هر دو نوع فشاری و کششی تولید می شوند و قابلیت مقاومت در تمامی جهت ها را دارند. این فنرها در اتصالات برقی و موتورهای تسمه دار بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

فنر حلزونی

به دلیل اینکه این فنرها بیشتر در ساخت ساعت کاربرد دارند به آن ها فنر ساعت نیز گفته می شود و می تواند نیروهای چرخشی را کنترل کند. برای ساخت فنر حلزونی یک باند فولادی به دور خود پیچیده می شود. معمولاٌ در وسایلی که قطعات چرخشی در آن ها وجود دارد، از این فنر استفاده می شود و می تواند با چرخاندن انرژی را در خود ذخیره کند و سپس آزاد کند.

با توجه به تنوع بالا و موارد استفاده گسترده از انواع فنر در صنایع مختلف این بخش از صنعت بخشی حائز اهمیت بوده زمینه های زیادی برای فعالیت در تامین قطعات مورد استفاده صنایع بزرگ و کارگاه ها و کارخانه های دستگاه سازی و... دارد

کارگاه های تولیدکننده و تامین کننده فنر و نیز متخصصان فعال در زمینه ی فنرزنی میتوانند با عضویت در بخش های مختلف سامانه جامع صنعتی شمستا و به اشتراک گذاشتن رزومه فعالیت های صنعتی خود با کاربران سامانه و مراجعان گوگل،  فضایی را در اختیار داشته باشند تا به معرفی خود در سطح کشوری پرداخته و از مزایای 12 گانه سامانه از جمله 4 نمایشگاه آنلاین با عناوین: "نمایشگاه مجازی بومی سازی" "نمایشگاه مجازی صنعتگران و خدمات صنعتی"

"نمایشگاه قطعات ساخت داخل" و نمایشگاه تجهیزات و ماشین آلات"  استفاده نمایند.

روش های ساخت فنر

قبل از ساخت فنر باید در مرحله طراحی، اندازه ابعاد، تعداد سیم پیچ ها، نیرو، کاربرد و ترکیب سیم مشخص شود. تولید فنر با پیچیدن سیم انجام می شود که می تواند به صورت سیم پیچی گرم و یا سرد صورت پذیرد.

در سیم پیچی سرد، سیم با دمای معمول اتاق به دور شافت مورد نظر پیچیده می شود.

 فنرپیچی به روش سرد برای تیراژ بالا و فنرهای با قطر مفتول پایین و تنش پسماند پایین مورد استفاده قرار می گیرد.

در سیم پیچی به روش گرم که بیشتر برای فنرهای بزرگ تر و ضخیم تر مورد استفاده قرار می گیرد، سیم یا مفتول مورد نظر گرم می شود که این کار باعث می شود راحت تر پیچیده شود. بعد از اینکه به دور شافت مورد نظر پیچیده شد بلافاصله سرد (مثلاً در روغن) می شود و سفت می شود و شکل نهایی را به خود می گیرد.

*** فارغ از نوع گرم یا سرد بودن، پس از این مرحله فنرها برای عملیات تنش زدایی توسط مشعل های حرارتی در کوره حرارت داده می شوند و  بعد از این مرحله برای صاف شدن دو سر فنرها تحت عملیات سنگ زنی قرار می گیرند. در مرحله بعد عملیات شات پیلینگ صورت می گیرد که باعث می شود عمر فنر تحت بارهای نوسانی افزایش پیدا کند.

در عملیات شات پیلینگ سطح فنر ساچمه کوبی می شود. در نهایت فنرها تحت عملیات گالوانیزاسیون قرار می گیرند و پوشش دهی می شوند و سپس فنرها برای کنترل نهایی و تست وارد آزمایشگاه می شوند تا تست هایی مثل کشش، فشار و ارتجاع بر روی آن ها انجام شود.

دستگاه های مورد استفاده در ساخت فنر

دستگاه سیم پیچ (Coiling) یک دستگاه CNC است که برای ساخت فنر مورد استفاده قرار می گیرد. در این دستگاه سیم های فلزی بین چند غلتک چرخانده می شوند و به شکل فنر در می آیند و انواع فنرهای فشاری و مخروطی را می توان با این دستگاه ساخت.

دستگاه فرمینگ یک دستگاه CNC کامل است که برای ساخت فنرهایی مثل فنر فشاری و پیچشی مورد استفاده قرار می گیرد و تقریباً شش تا هشت غلتک دارد که سیم ها را به شکل فنر درمی آورد.

دستگاه خم کننده فنر با استفاده از خم کردن سیم به وسیله غلتک ها، فنرهای فرمینگ را تولید می کند.

مواد مورد استفاده برای ساخت فنر

برای تولید فنرها اغلب از فولاد فنر استفاده می شود که توانایی تحمل خم شدن و بازگشت را دارد. همچنین فولاد فنر استحکام کششی مناسبی نیز دارد. برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی نیز از عناصر کروم، مولیبدن و نیکل نیز استفاده می شود. استفاده از فولادهای زنگ نزن در ساخت فنرها موجب بهبود استحکام و مقاومت خوردگی فنرها می شود. اغلب فولادهای سخت شده نیز نیازی به عملیات حرارتی ندارند.

امیدواریم اطلاعات مندرج در مقاله برای شما کاربران و بزرگواران کاربردی و ارزشمند بوده و همواره ما را همراهی نمایید.