لايه‌هاي ديگر فنر تخت نسبت به شاه‌فنر انحناي بيشتري دارند و براي بستن آنها پيش‌بار (فشار اوليه) به كار مي‌رود. اين فشار اوليه سبب ميرايش ضربات و لرزش‌هاي فنر مي‌گردد. اين ويژگي يكي از برتري‌هاي فنر تخت می باشد.

براي سهولت نگهداري فنرها آنها را در تكيه گاههاي لاستيكي مفصل مي‌كنند. اين مفصل‌ها معمولا از دو بوش تشكيل شده‌اند كه ميان آنها لاستيك ريخته شده می باشد. لاستيك به بوش دروني توان گردش و خاصيت لرزه گيري را مي‌دهد. براي سادگي لغزش لايه‌هاي فنر روي يكديگر و نيز افزايش ويژگي‌ لرزه‌گيري آنها ميان لايه‌ها قشري از روغن گرانيتي قرار مي‌دهند، نيز اين غشا از زنگ زدگي فنر جلوگيري مي‌نمايد. مي‌توان بجاي روغن از ورقه‌هاي مخصوص پلاستيكي بهره گیری كرد. براي جلوگيري از نفوذ رطوبت و گرد و غبار به فنر،‌آن را در پوششي از لاستيك قرار مي‌دهند. شكل زير يك فنر تخت و قطعات متصل به آن را نشان مي‌دهد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

شكل 9 ـ شعاع مؤثر فنر تخت

فنرهاي تخت به صورت طولي در قسمت جلو توسط پيش و بوش و برنجي و لاستيكي به شاسي متصل مي‌گردد و در اتصال ناحيه عقب از يك محور گردان (گوشواره‌ فنري) بهره گیری مي‌گردد. با قرار دادن شيكل در سيستم تعليق پشت مي‌توان كم فرماني خودرو را افزايش داد.

شكل 10 ـ ابعاد فنر تخت

دلايل كاربرد اتصال گوشواره‌اي به قرار زير می باشد :

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

فنر آزادي حركت در تمام جهات را داشته باشد.

لاستيك گوشواره موجب جذب ارتعاشات و جلوگيري از منتقل شدن آن به بدنه مي‌گردد.

در بعضي از طراحي‌ها در اتصال ناحيه پشت براي فنر تخت بجاي گوشواره از يك بلوك شياردار بهره گیری مي‌گردد كه خود بلوك به بدنه ثابت شده و فنر تخت در داخل شيار حركت مي‌كند در نتيجه طول مؤثر فنر تغيير مي‌كند.

كاستي‌هاي فنر تخت به قرار زير می باشد :

اصطكاك خشك ميان لايه‌هاي آن كه سبب كاهش خوش‌سواري می باشد.

كاهش پايداري كناري به ويژه هنگامي‌كه طول فنر را براي افزايش نرمي‌فنريت آنها افزوده‌اند.

شكل 11 ـ تغيير شكل فنر تخت (Wind Up) در برابر گشتاور محور

چند لايه سازي فنر تخت

در طراحي فنر تخت زیرا هدف تحمل تنش برشي بيشتر مي‌باشد پس ممكن می باشد مطرح گردد كه جنس تيغه‌ها را نرم بگيريم تا تحمل تنش برشي بيشتري را داشته باشد. ولي مي‌دانيم وقتي جنس فنر نرم باشد تحمل بار را ندارد و زير بار خم مي‌گردد. پس بايستي جنس فنر سخت باشد در نتيجه براي افزايش تحمل تنش برشي، بايستي قطعات فنر را به صورت لايه لايه تهيه كرد. هر چه تعداد تيغه‌ها بيشتر باشد تحمل تنش برشي بيشتري را دارد. در شكل زير اين مطلب به گونه وضوح نشان داده شده می باشد.

شكل 12 ـ تاثير چندلايه سازي فنر تخت برشكست آن

البته علت ديگر چندلايه سازي اين می باشد كه تنش در ميان تير بيشينه بوده و در دو سر تير كمترين مقدار خود را دارا می باشد، كه ارتباط زير اين مطلب را مي‌نماياند :

(1-9)                                                        

پس براي برطرف کردن اين نقيصه و همچنين براي اينكه بتوانيم تنش تقريباً يكنواختي در طول تير داشته باشيم تير را با سطح مقطع نايكنواخت مي‌سازند.

شكل 13 ـ نمودار گشتاور و تنش خمشي در فنر تخت ساده و فنر تخت لوزي گون

اصطكاك خشك

موضوع مهمي‌كه در ارتباط با فنرهاي تسمه‌اي مطرح مي‌گردد اصطكاك بين لايه‌اي می باشد. در اثر اعمال بار و تغيير شكل فنر، لايه‌هاي آن بر روي يكديگر مي‌لغزند و اين لغزش توليد اصطكاك مي‌كند. راستاي نيروي اصطكاك بر خلاف جهت حركت آن می باشد و مقدار نيروي اصطكاك متناسب با نيروي فنر می باشد. به همين جهت برخلاف اصطكاك ثابت كولمبي كه در آن نيروي اصطكاك هميشه ثابت مي‌ماند در اينگونه فنرها نيروي اصطكاك از صفر تا يك مقدار ماكزيمم در نوسان می باشد.

فنرهاي پيچشي و مارپيچ تقريباً فاقد اصطكاك مي‌باشند و به همين دليل مزيت عمده‌اي نسبت به فنرهاي تسمه‌اي دارند، در نتيجه تمايل به بهره گیری از فنرهاي پيچشي و مارپيچ افزايش يافته می باشد.

دليل ديگري كه بهره گیری از فنر پيچشي و مارپيچ را افزون كرده، وزن بيشتر فنرهاي تسمه‌اي مي‌باشد.

دسته‌بندي فنرهاي تخت

فنرهاي تخت كه به بازار عرضه مي‌شوند دو نوع مي‌باشد :

ذوزنقه‌اي

در اينگونه فنر پهناي لايه‌ها در تمام طول آن يكسان می باشد، كه از نظر ساخت ارزان بوده ولي مواد بيشتري مصرف مي‌گردد.

شكل 14 ـ فنر تخت ذوزنقه‌اي

سهمي

در اينگونه فنر پهناي لايه‌ها در وسط بيشتر از دو طرف هر لايه می باشد، كه از نظر ساخت گران بوده ولي مواد كمتري مصرف مي‌گردد. بنابراين وزن كمتري دارد و جاي كمتري را اشغال مي‌كند. اين گونه فنرها به شكلهاي مختلفي در خودرو بهره گیری مي‌شوند كه در شكل 14 نشان داده شده می باشد.

دو لايه مرحله‌اي

در بسياري از خودروهاي سنگين كه وزن آنها در حالت بدون بار و با وجود بار تفاوت زيادي دارد، از فنر تخت دو لايه مرحله‌اي (دو رديفه) بهره گیری مي‌گردد. در اين فنرها فنرهاي پايين به فنر اصلي و فنرهاي بالايي به فنرهاي كمكي معروفند.

اين فنر كمكي تنها هنگامي‌وارد اقدام مي‌گردد كه بار سنگيني روي وسيله نقليه قرار گرفته و يا اينكه چرخ با دست انداز بزرگي در جاده برخورد نمايد. هنگامي‌كه فنر اصلي تا آخرين حد خود بسته گردد، فنر كمكي را به سمت بالا حركت داده و دو انتهاي فنر كمكي به دو زائده تكيه گاه كه روي شاسي قرار گرفته می باشد، برخورد مي‌كند. در اين حالت فنر كمكي نيز خم شده و سختي آن به سختي فنر اصلي افزوده مي‌گردد. (شكل 15)

شكل 15 ـ گونه‌هاي فنر تخت سهموي

شكل 16 ـ فنر تخت دو مرحله‌اي

فنر لاستيكي

فنرهاي لاستيكي كاربردهاي فراواني در خودرو دارند. لاستيك جسمي‌سخت شونده می باشد، يني با افزايش تنش دروني آن، ايستادگي آن در برابر تغيير شكل افزايش مي‌يابد. لاستيك در برابر برانگيختگي هاي پربسامد كم دامنه، جاذب انرژي خوبي می باشد و بنابراين به عنوان جداساز لرزه كاربردهاي فراواني دارد.

پيش بيني ضريب سختي فنرهاي لاستيكي برخلاف فنرهاي مارپيچي به سادگي امكان‌پذير نمي‌باشد زيرا :

به ساختار شيميايي آن وابسته می باشد.

وابسته به زمان و نرخ بارگذاري می باشد (ميرايي) .

تابعي ناخطي از بارگذاري می باشد (سخت شوندگي) .

شكل 17 ـ ساختار و چارچوب مختصات اصلي فنر لاستيكي

جنس فنرها

فنرها معمولا از فولاد آلياژي مخصوص فنر كه تمايل سخت كردن می باشد ساخته مي‌گردد مقدار كربن اين فولاد حدود 5/0 درصد می باشد براي فنرهايي كه تحت تاثير بار متوسط واقع مي‌شوند اين فولاد با منگنز آلياژ مي‌گردد و داراي تنش برشي حدود 120 كيلوگرم بر مجذور ميلي متر مي‌باشد براي بارهاي زياد فولاد، فولاد آلياژ شده با كرم واناديوم به كار مي‌رود و بدين ترتيب خاصيت ارتجاعي بيشتري به فولاد داده مي‌گردد. تنش برشي در اين نوع فنرها حدود 135 كيلوگرم بر مجذور ميلي متر می باشد. فولادهاي فنر معمولا در روغن آب داده مي‌شوند.

لرزه‌گير

كاربرد

فنر در برابر برانگيزش بيروني تغيير شكل داده و انرژي ذخيره مي‌كند. با حذف برانگيزش، انرژي ذخيره شده آزاد مي‌گردد. آزادسازي انرژي در فنر همراه با لرزش می باشد. دامنه و بسامد ارتعاشات و اندازه ميرايش نوسانات وابسته به سختي و بار فنر مي‌باشد. افزايش سختي فنر سبب كاهش دامنه و افزايش بسامد لرزش‌ها مي‌گردد و نيز ميرايش فنر را افزايش مي‌يابد، بنابراين با اين توجه فنر سخت بهتر از فنر نرم می باشد.

اگر فنر در سيستم تعليق قرار داشته باشد مجموعه سيستم نيز همراه فنر ارتعاش مي‌نمايد بنابراين كليه قسمتهايي كه جزو سيستم تعليق هستند بر فنرهاي موجود در دستگاه فنربندي تحميل شده و مدت ارتعاش را طولاني مي‌نمايند.

شكل 18 ـ كاربرد لرزه‌گير (ميرايش لرزه)

حال اگر فنري از سيستم تعليق را در نظر بگيريم كه بعلت ناهمواريهاي جاده به نوسان در مي‌آيد هنوز نوسانات قبلي به گونه كامل مستهلك نشده كه ناهمواريهاي ديگر جاده مجدداً آن را به نوسان در مي‌آورد و اگر اين اقدام چندين بار تكرار گردد و اتفاقاً دامنه نوسانات نيز با يكديگر تطبيق نمايد اثر اين نوسانات با يكديگر جمع شده و حالت بحراني يا رزونانس به وجودمي‌آيد و ارتباط چرخ با جاده قطع مي‌گردد و در نتيجه راننده تسلط خود را از دست مي‌دهد. براي حل اين مشكل وسيله‌اي لازم می باشد كه بتواند نوسانات فنر را سريعاً مستهلك كند كه اين وسيله لرزه‌گير ناميده مي‌گردد.

بايستي توجه نمود كه به جاي واژه كمك فنر، واژه لرزه‌گير بكار رود، زيرا وظيفه اين وسيله كاهش لرزش مي‌باشد ، در نتيج كارش مخالف كار فنر می باشد و بازي فنر را كاهش مي‌دهد.

برای دیدن قسمت های دیگر این پژوهش لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد بهره گیری کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.


دیدگاهتان را بنویسید