در نتیجه ، دو انتهای حلقه به طور کلی غیر فعال شده و بنابراین فضای مفید محوری کاهش می یابد . در عین حال ، تولید انتهای آن نسبتاً ارزان است زیرا ماشین های فنر پیچ اتوماتیک طوری می توانند تنظیم شوند که بتوانند به وسیله کنترل بادامک درحین سیکل فنرپیچی ، آن را به شکل لازم در آورند . درجه پایداری ایجاد شده توسط نوع انتهای بسته (سنگ نخورده) بسیار وابسته به اندیس فنر است . در مقادیر بالای اندیس مرحله تولید شده به وسیله نوک حلقه انتهایی نسبت به قطرحلقه کوچک و لذا پایداری لازم ایجاد می گردد .به منظور اطمینان بیشتر از ثابت بودن انتهای فنر، هر دو نشیمنگاه انتهایی باید دارای تکیه گاهی باشند که در قطرداخلی فنر جای گیرد . ارتفاع تکیه گاه نباید بزرگتر از قطرمفتول باشد تا از تماس و سایش بین گوشه تکیه گاه و قطرداخلی بخش فعال فنراجتناب شود . در عین حال، حتی با چنین وضعیتی ، سایش قابل توجهی را در حلقه های انتهایی فعال فنر می توان انتظارداشت و بارهای جانبی نسبتاً بالایی از طریق فنر به نشیمنگاههای انتهایی اعمال می گردد .
نوع انتهای بسته و سنگ خورده (نوع B) ، پایدارترین نوع انتهای فنر می باشد . شکل انتهایی در واقع همانند نوع انتها بسته ، حلقه شده است . سپس در عملیات جداگانه ای بعد از حلقه کردن ، هر دو انتها سنگ زده شده اند . عملیات سنگ زنی ، نشیمنگاه صافی را در بیشتر از° 270 محیط حلقه انتهایی ایجاد می کند که عمود برمحور فنر می باشد . به طور نمونه ، ضخامت نوک حلقه انتهایی ، تقریباً 25% قطر مفتول اولیه می باشد ، گر چه انحراف کمی از این مقدار را می توان انتظار داشت که ناشی از انحراف در طول آزاد فنرهای پیچیده شده توسط ماشین های حلقه پیچی می باشد .
از آنجاییکه فنر یک عضو انعطاف پذیر می باشد ، نیروهای ایجاد شده در حین سنگ زنی انتهای آن ، باعث ایجاد خیز در حین فرآیند می باشد . این مسئله باعث انحراف در چهارگوش شدن ، توازی و صافی حلقه می گردد . (هنگامی که انتهای فنر سنگ زده می شود سطوح ایجاد شده دارای شکل مستطیلی ، صاف وموازی با یکدیگر می باشند ). چنین تغییراتی به ندرت بر روی عملکرد فنر در سرویس اثر می گذارند . و بنابراین فقط باید در هنگام ضرورت تلرانس ها در آنها بررسی شود . مقادیر تلرانس در استاندارد 1726 BS بخش 1 آورده شده است . سنگ زنی انتهای فنر برای مفتول های با قطر کوچکتر مشکل تر شده و معمولاً برای قطر مفتول کمتر از mm 5/0 ("02/0) نحوه سنگ زنی ذکر نمی گردد .
انواع انتهای فنر برای فنرهای (حلقه شده به صورت گرم) سنگین در شکل (3-3) نشان داده شده است. مرسوم ترین نوع ، انتهای نورد شده (فورج شده) به صورت مخروطی می باشد . قبل حلقه کردن و زمانی که ماده هنوز در حالت نرم (آنیل) قرار دارد ، دو انتهای میله به صورت مخروطی نورد و یا فورج می شوند . این فرآیند به طور قابل توجهی مقدار ماده ای که بعد از حلقه کردن باید برداشته شود را کاهش می دهد که این مسئله برای فنرهای با مقطع بزرگ که قبل ازحلقه کردن ، مخروطی نشده اند ، می تواند مهم باشد . انواع انتهای مماسی ، اغلب در فنرهای سیستم تعلیق خودرو استفاده می شوند ، که در آن زبانه انتهایی می تواند در جایگاه مخصوصی به منظور جلوگیری از چرخش فنر حول محور طولی خودش جای گیرد .
|
انتهای نوع قلابی در جایی استفاده می شود که فضای محوری در اولویت باشد ، ولی درجه ای از پایداری در محل نشیمنگاهها مورد نیاز باشد .
به وسیله کاهش دادن قطر حلقه انتهایی می تواند هنگامی که فنر فشرده می شود ، از درون اولین حلقه فعال بگذرد در عین حال ، گذر ازحلقه انتهایی با قطر کوچک به حلقه فعال مجاور با قطر بزرگ ، به لحاظ کنترل مشکل بوده و باعث تغییرات نسبتاً زیادی در سفتی فنر، به ویژه در فنرهای با فقط چند حلقه می گردد . خود قلاب انتهایی ممکن است بسته به درجه پایداری محوری مورد نیاز، سنگ زده شود و یا نشود .
جهت حلقه پیچی
جهت حلقه پیچی روی فنرهای فشاری (چپگرد یا راستگرد) به ندرت یکی از پارامترهای مهم می باشد ؛ به جزء در فنرهای تو در تو (نکات بعدی را ببینید) یا هنگامی که مشکلات خاصی بین فنرهای مشابه وجود داشته باشد . با این وجود ، تلاش قابل ملاحظه ای لازم است تا یک ماشین اتوماتیک حلقه پیچی را برخلاف جهت ، تنظیم و آماده کرد . بنابراین ، به منظور به حداقل رساندن هزینه ها و تأخیرهای تولید ، طراح نباید جهت حلقه پیچی را مگر در هنگام ضرورت ، به جهت خاصی محدود کند .
تعداد حلقه ها
تعداد حلقه ها در یک فنر فشاری دارای تاثیر مستقیمی بر روی سفتی فنر و هم طول بسته آن دارد و بنابراین پارامتر مهمی در محاسبات مربوط به طراحی فنر می باشد . سه ظریب مختلف وجود دارد که باید در طراحی در نظرگرفته شوند :
الف) تعداد حلقه های کل (N) :
تعداد کامل حلقه ها در فنربوده و از نوک یک حلقه تا نوک حلقه دیگر اندازه گیری می شود و کسرهایی از یک حلقه را نیز شامل می شود .
ب) تعداد حلقه های غیر فعال (حلقه های مرده ) ( n` ) :
تعداد حلقه هایی از فنر است که در حین بارگذاری خیز برنداشته و بنابراین سهمی درسفتی فنر ندارد .حلقه های غیرفعال معمولاً فقط حلقه های انتهایی هستند ، ولی حلقه های مرده گاهی می توانند بخشی از بدنه فنر باشند که به منظور جلوگیری از گیرکردن و پیچ و تاب خوردن فنر بکار می روند تعداد واقعی حلقه های غیرفعال را در هر فنر نمی توان دقیقاً اندازه گرفت و بسته به اینکه شکل حلقه انتهایی چگونه باشد ، تغییر می کند . برای انواع شکل های انتهایی ، مقادیر متوسطی در طول این سالها پیشنهاد شده است ؛ ولی باید بخاطر داشت که این مقادیر، مقادیر دقیقی نبوده و در عمل تفاوت میکنند . تعداد کل حلقه های غیرفعال فنر در فنرهای مرسوم مورد استفاده به شرح زیرمی باشد .
نوع انتهای فنر |
تعداد حلقه های غیر فعال (n`) |
بسته شده و سنگ زده شده |
2 |
بسته شده و سنگ نخورده |
2 |
باز |
0 |
باز و سنگ زده شده |
1 |
مخروطی شده (فورج شده و به صورت گرم حلقه شده) |
1/5 |
ج) تعداد حلقه های فعال : n ))
عبارتست از تعداد کل حلقه های فنر که در حین بارگذاری جابجا می شوند و بنابراین در سفتی فنر سهم می برند . تعداد حلقه های فعال را می توان مستقیماً اندازه گرفت و به وسیله تفریق کردن تعداد حلقه های غیر فعال از تعداد کل حلقه ها به دست می آورد . یعنی ؛
n = N – n`
از آنجایی که درجه ای از عدم اطمینان در تعیین تعداد حلقه های غیر فعال وجود دارد ، بنابراین ، به همان اندازه عدم اطمینان در محاسبه دقیق تعداد حلقه های فعال وجود دارد .این موضوع به ویژه در فنرهای با تعداد نسبتاً کمی از حلقه های کل ، می تواند پر اهمیت باشد . به همین دلیل ، تلرانس های استاندارد BS 1726 برای فنرهای با تعداد کمتر از 5/3 حلقه کل اعتبار ندارد .
طول بسته (کاملاً جمع شده)
طول کاملاً بسته به یک فنر ، یکی از عوامل مهم در طراحی فنر می باشد . طول بسته ، مقدار حرکت فابل دسترس فنر را محدود کرده و عبارتست از موقعیتی که بار و تنش حداکثر در فنر ایجاد می شود . طول بسته محاسبه شده بستگی به سه عامل دارد : قطر مفتول ، تعداد کل حلقه ها و نوع انتها برای انتهای بسته و سنگ زده شده یا نورد شده (فورج شده) به صورت مخروطی طول بسته از طریق مقدار سنگ زده شده یا مخروطی شده در هنگام تولید ، نیز تاًثیر می پزیرد .
معادلات آورده شده در جدول زیر قادر هستند تا طول بسته را برای هر نوع انتهای مختلف فنر محاسبه کنند :
طول بسته محاسبه شده (L) |
نوع انتها |
N.d |
بسته شده و سنگ زده شده |
N+1)d) |
بسته شده و سنگ زده نشده |
N+1)d) |
باز و سنگ زده نشده |
N.d |
باز و سنگ زده شده |
N.d |
مخروطی شده (فورج شده و حلقه شده به صورت گرم) |