واشر فنری حلقهای بریده و پیچخورده است که زیر مهره فشرده میشود. رایجترین قطعهی ضدشلشدن در صنعت است — و در عین حال قطعهای که بیشترین سوءتفاهم دربارهٔ آن وجود دارد.
واشر فنری قطعه ای است که به وسیله آن از باز شدن مهره بسته شده روی پیچ جلوگیری میکند. واشر فنری مثل واشر ساده همراه با برش یک طرف آن است. بعد از بسته شدن پیچ و مهره شاخکهای واشر درون گوشت پیچ و مهره فرو میرود و عمل باز شدن پیچ و مهره به سختی انجام میشود. واشرهای فنری که منطبق با استاندارد DIN 127 ساخته میشوند، معمولا با واشر تخت استفاده میشوند. واشر فنری بخشی از اتصالات است که معمولا برای توزیع بار فشار پیچ ومهره استفاده میشود. واشر فنری طبق دو استاندارد DIN 127 به صورت آهنی وخشکه فولادی و نیز DIN 6913 به صورت خشکه فولادی HV تولید میشوند البته برحسب نیاز امکان انجام آبکاریهای لازم وجود خواهد داشت. واشرفنری واشری است که برای هدف جلوگیری از باز شدن پیچ و مهره در لزرشهای خفیف طراحی شدهاست و به صورت عمومی مورد استفاده قرار میگیرد. مثلا در بدنه موتورهای خودرو یا متور سیکلت یا هواپیما یا قطار و کشتی و هر ماشینی که در آن لرزشهای خفیف باشد مورد استفاده قرار میگیرد. نکاتی مختصر در مورد واشرهای فنری وجود دارد که در این مقاله آن را شرح می دهیم.
جنس واشرفنری
جنس واشر فنری از جنس فولاد خشکه فنری باید باشد تا بتواند شاخکهای خود را درون پیچ و مهره فرو کند تا مانع باز شدن پیچ و مهره بشود. همچنین این واشر میتواند از متریال استنلس استیل ویا استیلهای فنری باشد. این نوع واشر بعد از بازشدن پیچ و مهره توسط آچار دوباره فنریت خود را حفظ کرده و چون از جنس فولاد خشکه فنری میباشد شاخکهای آن سالم خوادبود و به احتمال بالا شما بازهم میتوانید دوباره از آن استفاده نمایید که این پیشنهاد نمیگردد. وقتی شما واشر فنری را از روی کار باز کردید بهتر است از آن استفاده نشود چرا که شاخکهای واشر فنری کارایی کمتری خواهد داشت.
شاخکهای واشر فنری
نکته تقریبا ظریف در تولید واشرهای فنری شاخکهای واشر فنری است که در محل ابتدایی و انتهای برش واشر فنری کاتر به نحوی برش را می زند که زایده ای شاخک مانند برای واشر تولید میکند که این شاخکها در گوشت پیچ و مهره نسبتا فرو میرود که همین امر باعث باز نشدن پیچ و مهره از هم هنگام لرزش میشود. اما میدانیم که پبچ و مهرههایی که همراه با واشر فنری بسته شده باشند به وسیله آچار باز میشوند. همچنین واشرهای فنری تا یک فرکانس لرزشی مشخصی باعث بازنشدن پیچ و مهره از هم میشوند. از یک فرکانس لرزشی خاص به بعد باید از واشرهای خاص دیگر استفاده کرد.
جهت برش واشرفنری
جهت برش واشر فنری به گونه ای باشد که در خواب پیچ قرار بگیرد. به این معنی که واشر فنری همواره در جهت بسته شدن پیچ و مهره همکاری میکند ولی در جهت باز شدن آن مخالفت میکند. و البته باید به این نکته اشاره کرد که در هر دو جهت دارای برش میباشد که هم بتوان برای پیچهای ساعتگرد استفاده کرد هم پاد ساعت گرد.
فرق بین واشرفنری راست گرد و چپ گرد
واشر فنری برای پیچ و مهره راست گرد (پبچ و مهره ای که در جهت عقربههای ساعت سفت میشود) از چرخش فنرگونه مفتول تخت شدهای به وجود میآید که به صورت ساعت گرد تنیده شده باشد و واشر فنری برای پیچ و مهره چپ گرد (پبچ و مهره ای که در جهت مخالف عقربههای ساعت سفت میشود) از چرخش فنرگونه مفتول تخت شدهای به وجود میآید که به صورت پاد ساعت گرد تنیده شده باشد.
چطور کار میکند و کجا از کار میافتد؟
وقتی مهره سفت میشود، حلقهی فنری فشرده میشود و نیروی فنری ذخیره میکند. این نیرو اصطکاک بین مهره و سطح را حفظ میکند و مانع چرخش میشود.
در مقابل، مهره خودقفلکن اصطکاکش بین رزوههاست و مستقل از نیروی بستن باقی میماند. برای ارتعاش جدی، مهره خودقفلکن انتخاب مطمئنتری است.
نکتهای که کمتر گفته میشود
استاندارد متداول واشر فنری متریک DIN 127 است. این استاندارد بازنشسته شده اما هیچ جایگزین ISO ندارد.
گاهی ISO 7090 بهعنوان جایگزین معرفی میشود که نادرست است: ISO 7090 واشر تخت پخدار است، نه واشر فنری. اگر در نقشهای ISO 7090 نوشته شده و واشر فنری تحویل بدهید، قطعهی اشتباهی فرستادهاید.
نکات استفاده
- یکبارمصرف است. پس از فشردهشدن تغییر شکل دائمی میگیرد.
- روی سطوح نرم مناسب نیست — لبههای تیز در آلومینیوم و پلاستیک فرو میروند.
- زیر پیچ کلاس بالا اثرش ناچیز است؛ نیروی فنری در برابر پیشتنیدگی پیچ ۱۰٫۹ کوچک است.
- با واشر تخت ترکیب نکنید — سطح لغزش اضافه میسازد.
ابعاد از کاتالوگ تأییدشده
| سایز | DIN 127 — قطر سوراخ d1 | DIN 125 — قطر سوراخ | DIN 127 — قطر خارجی | DIN 125 — قطر خارجی | DIN 127 — ضخامت مقطع s | s ÷ d |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M6 | 6.1 | 6.4 | 11.8 | 12 | 1.6 | 0.27 |
| M8 | 8.1 | 8.4 | 14.8 | 16 | 2 | 0.25 |
| M10 | 10.2 | 10.5 | 18.1 | 20 | 2.2 | 0.22 |
| M12 | 12.2 | 13 | 21.1 | 24 | 2.5 | 0.21 |
| M16 | 16.2 | 17 | 27.4 | 30 | 3.5 | 0.22 |
| M20 | 20.2 | 21 | 33.6 | 37 | 4 | 0.2 |
| M24 | 24.5 | 25 | 40 | 44 | 5 | 0.21 |
| M30 | 30.5 | 31 | 48.2 | 56 | 6 | 0.2 |
| M36 | 36.5 | 37 | 58.2 | 66 | 6 | 0.17 |
همهی اعداد بر حسب میلیمتر و از کاتالوگهای تأییدشدهی تیتیبولت خوانده شدهاند. ارتفاع آزاد واشر (پیش از فشرده شدن) در کاتالوگ ذخیره نشده است.
دو نکته از جدول: سوراخ واشر فنری در همهی سایزها تنگتر از واشر تخت است، تا دور ساق پیچ بنشیند و جابهجا نشود. و قطر خارجی آن در همهی سایزها کوچکتر از واشر تخت است. بخش ابتدایی متن بالا گفته است که واشر فنری «برای توزیع بار فشار» استفاده میشود؛ این جدول نشان میدهد چرا نمیتواند: سطح تماس آن از واشر تخت کمتر است. بخش «نکات استفاده» پایینتر هم درست میگوید که این واشر پخشکنندهی بار نیست.
یک افسانه: «تا یک فرکانس لرزشی مشخص»
متن بالا گفته است واشر فنری «تا یک فرکانس لرزشی مشخص» جلوی باز شدن را میگیرد و «از یک فرکانس خاص به بعد» باید واشر دیگری به کار برد. شل شدن پیچها به فرکانس وابسته نیست؛ عامل اصلی آن لغزش عرضی بین قطعات است. وقتی قطعات زیر بار نوسانی کمی نسبت به هم جابهجا میشوند، اصطکاک زیر مهره و در رزوهها لحظهای از بین میرود و مهره ذرهذره میچرخد. آزمون استاندارد این پدیده، آزمون لرزش عرضی (آزمون Junker، در DIN 65151 و ISO 16130) است و نتایج آن نشان داده که واشر فنری مارپیچ زیر پیچهای پیشتنیده تقریباً هیچ مزیتی بر واشر تخت ندارد. راه واقعی جلوگیری، پیشتنیدگی کافی است؛ و اگر لغزش عرضی اجتنابناپذیر است، مهرهی قفلی یا واشرهای قفلی گوهای دوتکه.
تناقض دربارهی واشر تخت
متن ابتدایی این صفحه گفته است واشر فنری «معمولاً با واشر تخت» استفاده میشود، و بخش «نکات استفاده» پایینتر میگوید آنها را ترکیب نکنید. هر دو در موقعیت خود درستاند: روی سطوح نرم (آلومینیوم، پلاستیک، رنگ) واشر تخت زیر واشر فنری لازم است تا لبههای تیز در سطح فرو نروند؛ روی فولاد سخت، واشر تخت اضافه فقط یک سطح لغزش دیگر میسازد. ترتیب درست در حالت اول: قطعه، واشر تخت، واشر فنری، مهره.
واشر فنری کجا هنوز منطقی است
- پیچهای کمکلاس (۴٫۶ و ۵٫۶) با پیشتنیدگی کم، که واشر کاملاً تخت نمیشود.
- اتصالهای الکتریکی که مس یا آلومینیوم زیر ترمینال بهمرور نشست میکند و فنریت اندک واشر تماس را حفظ میکند.
- تعمیر تجهیزاتی که با واشر فنری طراحی شدهاند.
برای پیچهای ۸٫۸ و بالاتر زیر لرزش، جایگزینهای مؤثرتر در واشرهای بشقابی و مهرههای قفلی آمدهاند. مقالهی کامل خانوادهی واشر فنری مارپیچ در واشرهای فنری DIN است.
فرم A و فرم B
DIN 127 دو فرم دارد: فرم A با دو سر زبانهدار (سرهای برآمده که در سطح فرو میروند) و فرم B با دو سر صاف. کاتالوگ ما فرم B را دارد که رایجتر است. واشرهای فنری از فولاد فنر ساخته میشوند و گالوانیزهی گرم نمیشوند؛ آبکاری الکتریکی روی آنها هم به دلیل سختی بالا خطر تردی هیدروژنی دارد و باید با پخت همراه باشد.
سوالات متداول
آیا ISO 7090 جایگزین DIN 127 است؟
خیر. ISO 7090 واشر تخت پخدار است نه واشر فنری؛ DIN 127 جایگزین ISO ندارد.
واشر فنری واقعاً مؤثر است؟
تا وقتی اتصال نیرویی داشته باشد بله؛ با از بین رفتن کامل پیشتنیدگی بیاثر میشود.
قابل استفاده مجدد است؟
خیر، تغییر شکل دائمی میگیرد.
برای ارتعاش شدید چه گزینهای بهتر است؟
مهره خودقفلکن، چون اصطکاکش مستقل از نیروی بستن است.
واشر فنری به فرکانس لرزش وابسته است؟
نه. شل شدن پیچها به لغزش عرضی بین قطعات وابسته است، نه به فرکانس. راه اصلی جلوگیری پیشتنیدگی کافی است.
چرا سوراخ واشر فنری از واشر تخت تنگتر است؟
تا دور ساق پیچ بنشیند و جابهجا نشود؛ در کاتالوگ ما در همهی سایزها تنگتر است.
واشر فنری را با واشر تخت ببندم یا نه؟
روی سطوح نرم بله، به ترتیب قطعه، واشر تخت، واشر فنری، مهره. روی فولاد سخت نیازی نیست.
تفاوت DIN 127 فرم A و B چیست؟
فرم A سرهای زبانهدار دارد و فرم B سرهای صاف؛ فرم B رایجتر است.