فنر

فنر

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.

مواد خام فنرها

آلیاژهای فولاد شایع ترین مواد مورد استفاده در فنرهاست. آلیاژهای کربن بالا در (رشته سیم آلت های موسیقی) فولاد کروم سیلیکون، فولاد کروم وانادیوم و فولاد ضد زنگ 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 {{تیتانیم}} 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)

مواد تشکیل دهنده فنر

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)

قانون هوک

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 ...

برخی انواع فنر ها

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.

منابع و پیوندها

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

http://en.wikipedia.org/wiki/Spring_%28device%29

http://www.madehow.com/Volume-6/Springs.html

http://www.planetspring.com/pages/types-of-springs-

برای مشاهده آخرین ماهنامه الکترونیکی تاسیسات کلیک کنید

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلا مانع است

فنر از دید wikipedia.org

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.

فنر از دید diemohammadi.persianblog.ir

در یک درجه خاص و اساسی ؛ یک فنر وسیله ای است که قابلیت ذخیره انرژی ؛ به صورت موقتی یا دائمی را دارد.

نشیمنگاه فیزیکی آنها نسبتا راست و مستقیم می باشد ؛ به کاربردن وزن به منظور کج شدن ( حرکت دادن )  فنر و جا به جایی آن  باعث  خواهد شد ؛  فنر به  موقعیتی  که  شکل  داده شده  بر گردد.  طرف  قابل استفاده  فنر که  به  کار گرفته  شده است  باید به  اندازه ای  دارای  تحمل  و تلرانس  باشد ؛  والا  فنر به  موقیتی  که  شکل  داده  شده  است ؛  باز  نمی گردد  و متوقف می شود.

توانایی  فنرها  برای  ذخیره  کردن انرژی  که معمولا  جا به جا می شود ؛ هدفی را فراهم می کند به منظور انجام دادن  خیلی چیزها که آنها  می توانند  سریع و به آسانی  به اشکال و اندازه های مختلف به وسیله ساختن به وجود آیند.

فنر از دید madehow.com

spring

A spring is a device that changes its shape in response to an external force, returning to its original shape when the force is removed. The energy expended in deforming the spring is stored in it and can be recovered when the spring returns to its original shape. Generally, the amount of the shape change is directly related to the amount of force exerted. If too large a force is applied, however, the spring will permanently deform and never return to its original shape

Background

There are several types of springs. One of the most common consists of wire wound into a cylindrical or conical shape. An extension spring is a coiled spring whose coils normally touch each other; as a force is applied to stretch the spring, the coils separate. In contrast, a compression spring is a coiled spring with space between successive coils; when a force is applied to shorten the spring, the coils are pushed closer together. A third type of coiled spring, called a torsion spring, is designed so the applied force twists the coil into a tighter spiral. Common examples of torsion springs are found in clipboards and butterfly hair clips

Still another variation of coiled springs is the watch spring, which is coiled into a flat spiral rather than a cylinder or cone. One end of the spring is at the center of the spiral, and the other is at its outer edge

Some springs are fashioned without coils. The most common example is the leaf spring, which is shaped like a shallow arch; it is commonly used for automobile suspension systems. Another type is a disc spring, a washer-like device that is shaped like a truncated cone. Open-core cylinders of solid, elastic material can also act as springs. Non-coil springs generally function as compression springs