خار فنری چیست؟ هر آنچه که باید درباره خار چشمی بدانید + عکس

خار فنری یکی از پرکاربردترین ابزارآلات صنعتی هستند که به‌شکل حرف انگلیسی C طراحی می‌شوند. خارهای فنری را به نام خار چشمی نیز می‌شناسند که این محصولات در صنعت فشرده‌سازی، اتصال و... کاربرد فراوانی دارند. خارهای چشمی یا فلزی در انواع مختلفی تولید می‌شوند که می‌توان آن‌‌ها را براساس محل جای‌گیری و نوع طراحی از آچارهای مخصوص استفاده کنید. در این مقاله، به‌معرفی خارهای فنری، انواع، نحوه نصب، استانداردهای ارائه شده، کاربرد و... آن‌ها خواهیم پرداخت.

خار فنری یا خار چشمی چیست؟

خار فنری یک نوع حلقه فلزی نیمه‌انعطاف‌پذیر با یک انتهای باز است که از آن‌ها برای اتصال، فشرده‌سازی و... بسیاری از قطعات استفاده می‌شود. درواقع، خار چشمی سه کاربرد اصلی در صنعت دارد:

1. اتصال قطعات در بخش‌های داخلی سیستم‌های کاملا بسته؛

2. اجازه چرخش قطعات بدون خروج از محور؛

3. جلوگیری از حرکت محوری قطعات.

این خارها را در بازار‌های بین‌المللی به‌نام Circlip می‌شناسند. البته این محصولات در بازارهای ایران نام‌های مختلفی دارند که از انواع ‌آن‌ها می‌توان به خار صنعتی و خار شفت اشاره کرد. عناوین نام‌برده‌شده برای این محصولات بسیار رایج هستند؛ بنابراین، ممکن است هنگام خرید آن‌ها با نام‌های مختلفی مواجه شوید. خارهای فنری یا چشمی را می‌توان براساس نوع طراحی و محل جای‌گیری، به انواع مختلفی تقسیم‌بندی کرد که تقسیم‌بندی آن‌ها براساس محل جای‌گیری رواج بیشتری دارد.

می‌توان اذعان کرد که بیش از ۹۰ درصد قطعات صنعتی براساس استاندارد‌های بین‌المللی طراحی و به بازار عرضه شده‌اند. خار فنری نیز از این مورد مستثنی نبوده و این محصولات نیز تحت استاندارد‌های بین‌المللی DIN 471 , DIN 472 تولید می‌شوند؛ البته انواع مختلف خار چشمی تحت استاندارد‌های  DIN6888، DIN 6799،  MN65 و... نیز تولید شده‌اند.

DIN یک استاندارد صنعتی آلمانی است که به مشخصات حلقه‌های انبساطی خارجی (External retaining rings) اشاره دارد. این استاندارد تعیین‌کننده ابعاد و ویژگی‌های فنی این نوع حلقه‌ها بوده که این محصولات برای نگه‌داری قطعات در مکان‌های مختلف به‌عنوان یک‌پایه نگه‌دارنده استفاده می‌شوند.

ساختار خار چشمی یا فنری چگونه است؟

ساختار خارهای فنری شامل یک حلقه فلزی می‌شود که در سطح آن دندانه‌های کوچک و مناسب برای نگه‌داری قطعات وجود دارد. این حلقه در یک طرف به‌صورت باز طراحی می‌شود. دو طرف این بخش دو سوراخ تعبیه شده است که از آن‌ها برای جای‌گذاری یا خارج‌کردن خار فنری استفاده می‌کنند. این سوراخ‌ها بسته به محل نصب این قطعه در دو مدل داخلی و خارجی طراحی می‌شوند.

قطر این خارها بسته به نوع استفاده و محل جای‌گذاری آن‌ها، بین ۵ تا ۳۲ میلی‌متر بوده و از انواع قطور آن برای جلوگیری از خروج محوری شفت‌های بزرگ و سنگین استفاده می‌کنند. تصویر زیر ساختار کلی یک خار چشمی استاندارد DIN 471 را نشان می‌دهد.

شما می‌توانید از جدول سایزبندی زیر، نوع ابعاد خار مناسب کار خود را انتخاب کنید.

می‌توانید از جدول بالا ابعاد مناسب خار انواع شفت را مشاهده کرده و جهت انتخاب بهترین محصول اقدام کنید.

انواع خار فنری (خار چشمی) براساس محل جای‌گیری

همان‌طور که در بخش‌های ابتدایی مقاله نیز اشاره کردیم، رایج‌ترین نوع دسته‌بندی خارهای چشمی یا فنری، دسته‌بندی آن‌ها براساس محل نصب‌شان است. انواع خارهای فنری براساس محل جای‌گیری عبارت‌اند از:

خار‌های چشمی داخلی یا Internal Circlip

خارهای فنری داخلی یا Internal Circlip به‌شکل نوعی اتصال‌دهنده مکانیکی طراحی شده‌اند تا بتوانند قطعات را در داخل یک لوله یا شفت به‌صورت ثابت نگه دارند. این محصولات در داخل سوراخ‌های استوانه‌ای یا محفظه‌ها قرار می‌گیرند و به‌سمت بیرون فشار می‌آورند.

معمولا، بخش انتهایی حلقه‌ها دارای یک خرطومی بوده که سوراخ کوچکی روی آن‌ها تعبیه شده است. این سوراخ‌ها مکان‌هایی هستند که از آن‌ها به کمک ابزارهای مخصوص برای برداشتن، نصب، منبسط یا منقبض کردن حلقه خار فنری استفاده می‌شود. این سوراخ‌ها کمک می‌کنند تا حلقه بتواند در شیار داخل سوراخ یا اطراف شفت قرار بگیرد.

به این نوع خار، خار سرتو، خار G یا خار چشمی داخل نیز گفته می‌شود. این محصولات طبق استاندارد بین‌المللی DIN 472 طراحی و تولید می‌شوند. خارهای داخلی عرض شکاف بزرگ و قطر آزاد دارند و به‌دلیل داشتن همین ویژگی‌ها است که از جای‌گیری مناسب و ظرفیت رانش بسیار یکنواخت و بالا بهره‌مند هستند.

طبق استانداردهای تعریف شده، جنس بدنه این محصولات از فولادهای کربنی بوده و پوشش آن‌ها از روغن و فسفات است. بعضی منابع خارهای داخلی را به دو نوع ساده و استیل تقسیم‌بندی می‌کنند.

خار فنری خارجی یا External Circlip

External Circlip نیز یک نوع اتصال مکانیکی است که به‌شکل یک حلقه فلزی تولید می‌شود. دندانه‌های کوچک آن به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که به شکلی مطمئن نگه‌داری قطعات در محل مشخص‌شده را انجام دهند. خار فنری خارجی به‌عنوان یک رینگ فلزی با دندانه‌های کوچک شناخته شده که به‌صورت فشرده روی بدنه خارجی شفت یا لوله نصب می‌شود.

ساختار و نحوه نصب خار چشمی خارجی همانند همتای داخلی خود است که در بخش قبلی به‌طور کامل آن را شرح دادیم. نصب External Circlip به‌عنوان یک روش سریع و مؤثر برای اتصال، نگه‌داری و جلوگیری از خروج محوری قطعات در محل خود شناخته می‌شود. این نوع از محصولات به‌دلیل سادگی نصب، سادگی خارج‌کردن قطعه از محل موردنظر و همچنین قابلیت استفاده در فضاهای محدود، بسیار موردتوجه قرار گرفته‌اند و کاربردی تلقی می‌شوند.

خارهای فنری با استاندارد بین‌المللی DIN 471 تولید می‌شوند و به‌همین‌دلیل است که می‌توان آن‌ها را به‌راحتی باز یا بسته کرد. عموما از خار فنری خارجی برای جلوگیری از خروج محوری محصولاتی مونتاژشده استفاده می‌شود. ابتدا باید روی شفت مدنظر شیاری با قطر مناسب تعبیه کرد و سپس به‌وسیله ابزار مخصوص، خارهای چشمی خارجی را روی آن قرار داد.

خار‌های فنری خارجی با نام‌های دیگری همچون خار سر بیرون، خار چشمی خارج و خار فنری A نیز شناخته می‌شوند. عموما از این خارها در سیستم‌هایی استفاده می‌شود که شفت‌ها تحت نیروهای گریزازمرکز بسیار قوی باشند؛ همچنین این محصولات برای لوله‌هایی که دارای سرعت چرخش بالایی نیز هستند کارآمد و مناسب است.

انواع خار چشمی براساس طراحی

دومین نوع دسته‌بندی رایج خارهای فنری، دسته‌بندی آن‌ها براساس شکل و نوع طراحی است. انواع خارهای چشمی براساس طراحی عبارت‌اند از:

خار فنری با مقطع ثابت

این محصول ساده‌ترین نوع خارهای چشمی به‌شمار می‌آید که نام انگلیسی آن Constant-Section Retaining Rings است. ضخامت آن از مرکز تا انتها ثابت بوده و این بدان معنی است که وقتی دایره فشرده یا منبسط می‌شود، شکل آن کمی از دایره به بیضی تغییر می‌کند. این شکل نامنظم موجب تماس غیرثابت و یکنواخت شیار شده و خار فقط در سه‌نقطه یا بیشتر با شفت تلاقی پیدا می‌کند.

این خار چشمی گیره‌ای ندارد که به بیرون بچسبد و اغلب برای اتصال، به یک حلقه نگه‌دارنده بزرگ‌تر نیاز دارد. آن‌ها همانند سایر همتایان خود، در بخش انتهایی سوراخ در ندارند؛ همچنین ممکن است دارای شیار یا انتهای صاف باشند.

ابزار استانداردی برای استفاده از آن‌ها به‌علت نداشتن سوراخ انتهایی طراحی نشده است. بااین‌حال، انبرهایی برای حلقه‌های نگه‌دارنده وجود دارند که دارای نوک خاصی هستند. این انبرها برای جابه‌جایی و نصب خارهای مقطع ثابت استفاده می‌شوند.

خار فنری حلزونی

این خارها طراحی بسیار متفاوتی نسبت‌به سایر همتایان خود دارند و عموما از ابزارهای همیشگی برای نصب و جای‌گذاری آن‌ها استفاده نمی‌شود. نام دیگر این محصولات Spiral retention rings است. Spiral retention rings‌ها معمولا از فولاد یا فولاد ضدزنگ تولید می‌شوند و دارای یک الاستیسیته مناسب هستند که به آن‌ها امکان انعطاف و نصب در محل‌های مختلف را می‌دهد.

برخلاف خار چشمی خارجی که دارای دندانه‌های کوچک است، Spiral retention rings دارای یک بدنه مارپیچ است که به‌صورت فشرده روی شفت یا در داخل لوله قرار می‌گیرد. این نوع حلقه‌ها به‌دلیل طراحی خاص مارپیچ، امکان نگه‌داری قطعات با اندازه‌های مختلف را فراهم می‌کنند.

خار فنری با مقطع مخروطی

متداول‌ترین نوع خار "خار با مقطع مخروطی" است. ضخامت آن از بخش مرکزی به‌سمت انتهای آن کاهش می‌یابد؛ بنابراین، می‌توان اذعان کرد که مرکز ضخیم‌ترین قسمت این خار محسوب می‌شود.

این بدان معنی است که قطر خار در هنگام فشرده‌شدن یا منبسط‌شدن به حالت یک دایره باقی می‌ماند تا درون یا روی شفت به شکلی کامل و مناسب قرار گیرد؛ بنابراین، این محصول پس از نصب حداکثر تماس را با شیار حفظ می‌کند.

خار‌های چشمی با مقطع مخروطی، نسخه توسعه‌یافته خار چشمی با مقطع ثابت به‌شمار می‌آیند که این طراحی جدید کارایی آن‌ها را به‌عنوان بست افزایش داده است. این خارها در سال 1927 توسط یک آلمانی به نام هوگو هاییرمن، برای شرکت Seeger طراحی شدند. آچارهای دایره‌ای شکل اختصاصی برای استفاده از این خارها تولید شده است.

خار فنری پره‌دار

گاهی اوقات به این خارها در زبان انگلیسی خارهای "ستاره‌ای" یا "K" نیز گفته می‌شود. این محصولات شبیه به خارهای مقطع مخروطی هستند؛ اما تفاوت مهم آن‌ها داشتن پره یا جداره جانبی اضافه است. این پره‌ها در بخش‌های داخلی یا خارجی خار قرار می‌گیرند و نیروی نگه‌دارنده را از جهات مختلف به‌صورت مساوی به شیار شفت وارد می‌کنند.

آن‌ها اغلب برای نگه‌داشتن قطعات سیستم‌هایی استفاده می‌شوند که دارای لبه‌های بزرگ، مخروطی یا قطور هستند؛ زیرا پره‌های اضافی توزیع بار یکنواخت‌تری ایجاد می‌کنند. برای کار با خار چشمی پره‌دار می‌توان از ابزار مخصوص این قطعات استفاده کرد.

خار فنری سه‌گوش

خار‌های فنری سه‌گوش به حالت محوری در سیستم قرار نمی‌گیرند، بلکه به‌صورت شعاعی روی شفت‌ها نصب می‌شوند. مشابه خارهای فنری استاندارد، آن‌ها در یک شیار قرار می‌گیرند؛ اما بااین‌حال، این محصولات هیچ سوراخی در مقطع انتهایی خود ندارند؛ بنابراین، نمی‌توان به کمک ابزار مخصوص، خار‌های فنری آن‌ها را جای‌گذاری یا از محل مدنظر خارج کرد. این محصولات را می‌توان با فشاردادن بر روی شفت در محل مشخص‌شده نصب کرد.

ازآنجایی‌که خارهای سه‌گوش قابلیت اتصال به‌صورت شعاعی را دارند، می‌توان آن‌ها را بین قسمت‌های مختلف سیستم به‌عنوان رابط قرار داد یا به‌صورت مستقیم روی شفت‌ها نصب کرد.

خار‌های فنری RESS

خار فنری RESS یا خار چشمی ناخنی (اRESS retaining ring) یک نوعی حلقه نگه‌دارنده مارپیچی است که برای نگه‌داری قطعات و اتصالات در داخل شفت‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. خار‌های فنری RESS به‌عنوان یک نوع spiral retention ring یا خار فنری حلزونی شناخته می‌شوند که این دو محصول دارای ویژگی‌های مشابه بسیاری هستند. این نوع حلقه‌ها معمولا از فولاد یا فولاد ضدزنگ تولید می‌شوند و از انعطاف‌پذیری مناسبی برخوردار هستند.

طریقه نصب خار RESS مشابه همتای حلزونی‌اش است که در بخش‌های قبلی مقاله به شرح کامل آن‌ پرداختیم. از خار فنری RESS در صنایع خودروسازی، الکترونیک، ماشین‌آلات صنعتی و... استفاده می‌شود.

ابزار موردنیاز برای نصب یا خارج‌کردن خار فنری چیست؟

ممکن است در طول مقاله، بارها با عنوان «ابزار مخصوص خار فنری یا خار چشمی» برخورد کرده باشید. این ابزار مخصوص «خاربازکن» نام دارد که پرکاربردترین و رایج‌ترین آچار جای‌گذاری یا خارج‌کردن خارهای چشمی به‌شمار می‌آید. خاربازکن‌ها برای جاانداختن این قطعات فلزی کاربرد دارند و به شکلی خاص طراحی می‌شوند. همواره شایان ذکر است که این آچار در زمره انبرهای صنعتی جای می‌گیرد و از پرکاربردترین‌های این ابزارآلات شناخته می‌شود.

خاربازکن‌ها از دو بخش اهرم (دسته) و بخش نگه‌دارنده تشکیل شده‌اند که بخش دوم بسته به نوع خار مورداستفاده طراحی‌های متفاوتی دارد. بخش نگه‌دارنده این آچار در سوراخ‌های خار قرار گرفته و با اعمال فشار می‌توان حلقه‌ها را باز یا بسته کرد. درواقع، خاربازکن به تغییر قطر این قطعات می‌پردازد.

مشخصات و استاندارد‌های خار فنری چه هستند؟

بدون‌شک، خرید خارهای چشمی استاندارد تضمین‌کننده کیفیت نهایی کار شما خواهد بود؛ بنابراین، ضروری است تا مشخصات و استاندارد‌های مربوط به آن‌ها را به‌خوبی بشناسید.

جنس و ترکیب

عموما خار چشمی از جنس فولاد ساخته می‌شود؛ البته بسته به نظر کارفرما و نوع کاربرد آن ممکن است جنس آن‌ها نیز تغییر کند. معمولا این فولادها از نوع کربنی هستند و با میزان متفاوتی از عناصر دیگر مانند منگنز و سیلیسیوم در تولید خارهای فنری استفاده می‌شوند.

روش تولید

خارهای فنری به دو صورت زیر تولید می‌شوند:

1. کششی (Drawn Wire)

2. ریخته‌گری (Cast Wire) 

بسته به نوع خار سفارش داده شده، از روش‌های بالا برای تولید آن‌ها استفاده می‌کنند.

قطر و ضخامت

همان‌طور که در بخش‌های ابتدایی مقاله نیز اشاره کردیم، خار فنری در ضخامت و قطرهای مختلفی تولید می‌شود. این پارامترها به نظر کارفرما،‌ کاربرد خار و قطر شفت بستگی دارند.

خرید انواع خار فنری و چشمی

خارهای فنری درواقع حلقه‌های منعطفی هستند که از آن‌ها برای اتصال قطعات، اجازه چرخش قطعات بدون خروج از محور و جلوگیری از حرکت محوری شفت‌های سیستم استفاده می‌شود. این قطعات در انواع مختلفی تولید می‌شوند که دسته‌بندی آن‌ها براساس محل جای‌گیری رواج بیشتری دارد. خار سر بیرون یا خار چشمی خارج و خار سرتو یا خار چشمی داخل از انواع این دسته‌بندی به‌شمار می‌آیند. شما می‌توانید انواع خارهای فنری و چشمی را با رقابتی‌ترین قیمت‌ها از سایت آلن پیچ تهیه کنید. تیم پشتیبانی سایت آماده ارائه تخصصی‌ترین مشاوره‌ها در این زمینه است.