نحوه طراحی و تولید فنرهای فشاری
فنر فشاری به فنر هایی گفته می شود که در اثر وارد کردن فشار به آن ها فشرده شده و انرژی ذخیره می کندد و در صورت رها کردن باز شده و انرزی آزاد می کنند. فنرهای فشاری از پرکاربرد ترین انواع فنر هستند. اکثر فنرها برای استفاده در وسایل در داخل یک سوراخ و یا دور یک میله نصب می شوند. در هر دو حالت باید مطمئن شد که فنر از جای خود در نرود و در جهت مورد نظر کار کند.
فنرهای فشاری در اندازه های مختلف در فنرسازی تولید می شوند و کاربرد های فراوان در انواع وسایل دارند و صنعت های مختلف مانند ماشین الات صنعتی و کشاورزی دارند. فنر های با اندازه بسیار کوچک و میلی متری نیز ساخته می شوند که در وسایل الکترونیکی مانند موبایل و اسکنر ها استفاده می شوند.
تاریخچه فنر
تاریخچه ساخت فنر به زمان های بسیار دور بر می گردد. قبل از اینکه از فلز برای ساخت فنر استفاده بشود، فنر در ساخت کمان های تیراندازی استفاده می شده است. به صورت خیلی ساده از یک نوع رشته یا بند از جنس محکم و وصل کرده آن به دو سر چوب های انعطاف پذیر و یا استخوان، کار ذخیره سازی انرژی برای پرتاب تیر انجام میشده است. در کمان های تیر اندازی همان کار فشرده سازی بدون ایجاد پیچش در شکل فنر به نوع دیگری انجام میشده است.
تیر و کمان یک سلاح پیش از تاریخ است ، بقایای کشف شده از تیر و کمان استخوانی به 61000 سال پیش برمی گردد ، و این نشان می دهد که از ماقبل بشر با فنر سر و کار داشته است.
باگذشت زمان بشر از این قدرت فشرده سازی فنر برای ساخت سلاح های بزرگتر استفاده کرد مانند ساخت منجنیق های جنگی و کمانهای مکانیکی بزرگ که از نقاط قوت نیروهای جنگی به شمار می رفت.
اولین فنری که توسط بشر مورد استفاده قرار گرفت به شکل جواهرات ساخته شده بود. باستان شناسان آثار باستانی را در اروپا و آسیا مربوط به دوره ماقبل تاریخ کشف کرده اند که نوعی فنر با استفاده از مس و برنج ساخته شده اند.
مواد اولیه ساخت فنر
عملکرد ، کیفیت و دوام فنرها به انتخاب مواد اولیه ساخت آن بستگی دارد. مواد اولیه مورد استفاده قدرت کششی فنر را تحت تاثیر قرار می دهد و در محاسبات طراحی در فنرسازی نیز نقش دارد. فولاد ضد زنگ یا استیل یکی از مواد متداول است که در ساخت فنرهای فشاری مورد استفاده قرار می گیرد و مناسب محصولاتی است که در محیط های خارجی و در مجاورت هوا قرار می گیرند. برای استفاده در شرایط سخت و نامساعد ، فولاد ضدزنگ ضد اسید مناسب ترین ماده است.
یک نوع از سیم هایی که برای ساخت فنر های نازک استفاده می شود، سیم های باریکی است که به عنوان سیم پیانو شناخته می شود چون در ساز پیانو نیز از این نوع سیم استفاده می شود. برای افزایش مقاومت این سیم ها برای ساخت فنر، می توان آن ها را گالوانیزه کرد تا در برابر زنگ زدگی مقاوم شود. فنرها همچنین با فلزات خاص و آلیاژهایی نظیر تیتانیوم ، نیکل بریلیم ، تانتالوم و مس بریلیم نیز قابل تولید هستند. فنرهای کامپوزیتی نیز اخیراً محبوبیت زیادی پیدا کرده اند.