وظیفه بوش فنری چیست؟

بوش بهارییک جزء کامپوزیتی است که عملکردهای عناصر الاستیک و بوش‌ها را در سیستم‌های مکانیکی ترکیب می‌کند. این قطعه به طور گسترده در سناریوهایی مانند جذب ضربه، بافرینگ، موقعیت‌یابی و کاهش اصطکاک استفاده می‌شود. عملکردهای اصلی آن را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد:

۱. جذب ضربه و ضربه‌گیری
بوش‌های فنری، ارتعاشات مکانیکی و انرژی ضربه آنی را از طریق مواد الاستیک (مانند ...) جذب می‌کنند.لاستیک، سازه‌های فنری پلی اورتان یا فلزی). به عنوان مثال، در سیستم تعلیق خودرو، بوش‌های فنری بین بازوی کنترل و شاسی نصب می‌شوند که می‌توانند به طور موثر ارتعاش منتقل شده به بدنه توسط دست اندازهای جاده را کاهش داده و راحتی سواری را بهبود بخشند. ویژگی‌های تغییر شکل الاستیک آن می‌تواند ارتعاشات فرکانس بالا را به اتلاف انرژی گرمایی تبدیل کرده و خطر رزونانس سیستم را کاهش دهد.

۲. کاهش اصطکاک و سایش
به عنوان یک واسط برای قطعات متحرک، بوش‌های فنری با ایزوله کردن تماس مستقیم بین فلزات، ضریب اصطکاک را کاهش می‌دهند. به عنوان مثال، شفت محرکبوشینگاز یک لایه روان‌کننده داخلی یا ماده خود روان‌کننده (مانند PTFE) برای کاهش مقاومت چرخشی استفاده می‌کند، در حالی که از یاتاقان در برابر سایش محافظت کرده و عمر قطعه را افزایش می‌دهد. در مکانیزم‌های رفت و برگشتی، خاصیت ارتجاعی آن می‌تواند انحرافات محوری را نیز جبران کرده و از سایش غیرطبیعی ناشی از ناهم‌ترازی جلوگیری کند.

۳. پشتیبانی و موقعیت‌یابی
بوش‌های فنری، تکیه‌گاه انعطاف‌پذیری برای قطعات متحرک فراهم می‌کنند و دارای عملکرد موقعیت‌یابی هستند. در اتصالات ربات‌های صنعتی، آن‌ها می‌توانند بارهای شعاعی را تحمل کنند و امکان انحراف زاویه‌ای کوچک را فراهم کنند و حرکت انعطاف‌پذیر بازوی ربات را در عین حفظ پایداری ساختاری تضمین کنند. علاوه بر این، طراحی پیش‌بار می‌تواند فاصله بین اجزا را تنظیم کند تا از نویز یا افت دقت ناشی از شل شدن جلوگیری شود.

۴. کنترل نویز
خواص میرایی بالای مواد الاستیک می‌تواند انتشار نویز ارتعاش را سرکوب کند. به عنوان مثال، استفاده ازبوش‌های لاستیکیدر پایه موتورهای لوازم خانگی می‌تواند نویز عملیاتی را 10 تا 15 دسی‌بل کاهش دهد. در گیربکس‌ها، بوش‌های فنری همچنین می‌توانند مسیر انتقال صدای سازه‌ای را مسدود کرده و عملکرد NVH (سر و صدا، لرزش و سختی) را بهبود بخشند.

۵. افزایش عمر تجهیزات
بوش‌های فنری از طریق جذب کامل ضربه، کاهش نویز و کاهش اصطکاک، آسیب خستگی مکانیکی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند. آمار نشان می‌دهد که در ماشین‌آلات مهندسی، بوش‌های بهینه شده می‌توانند عمر اجزای کلیدی را بیش از 30٪ افزایش دهند. حالت خرابی آن عمدتاً پیری مواد است تا شکستگی ناگهانی، که برای نگهداری پیش‌بینی‌شده مناسب است.

انتخاب مواد و طراحی
- بوش لاستیکی: کم‌هزینه، عملکرد میرایی خوب، اما مقاومت ضعیف در برابر دمای بالا (معمولاً <100℃).
- بوش پلی اورتان: مقاومت سایشی بالا، مناسب برای شرایط بار زیاد، اما به راحتی در دمای پایین شکننده می‌شود.
- بوش فنری فلزی: مقاومت در برابر دمای بالا، عمر طولانی، بیشتر در محیط‌های سخت مانند هوافضا استفاده می‌شود، اما به سیستم روانکاری نیاز دارد.

کاربردهای معمول
- حوزه خودرو: سیستم تعلیق موتور، میله اتصال سیستم تعلیق.
- تجهیزات صنعتی: تکیه‌گاه لوله و شیر پمپ، قالب‌زن ماشین پرس.
- ابزار دقیق: ایزولاسیون لرزه‌ای پلتفرم نوری، موقعیت‌یابی تجهیزات نیمه‌هادی.

بوش‌های فنری از طریق ترکیب مکانیک الاستیک و علم مواد، تعادلی بین تکیه‌گاه صلب و تنظیم انعطاف‌پذیر ایجاد می‌کنند. طراحی آن باید به طور جامع نوع بار (استاتیک/دینامیک)، محدوده فرکانس و عوامل محیطی را در نظر بگیرد. روند آینده به سمت مواد هوشمند (مانند الاستومرهای مگنتورئولوژیکال) و ماژولارسازی برای انطباق با نیازهای مهندسی پیچیده‌تر توسعه خواهد یافت.