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机エ程木2011年第40巻第09期
研究与开发
回形针装订机的开发研究
吴把峰,林海生,孔垂盈,陈名涛,林南峰,何建文
(广东エ业大学材料与能源学院,广东广州51000
摘要:阐述了回形针装订机的机构组成与工作原理,采用塑性成形理论及有限元分析法对回形针进行了力学分析,并结合实验验
证其始终在弹性范围内工作,实现了回形针的循环利用。
关键词:回形针;装订机:办公;效率;市场潜力;绿色环保
中图分类号:TH693.9
文献标识码:A
文章编号:1009-9492(2011)09-0067-04
1引言
2装订机机构设计与工作原理
在办公日益追求高效的今天,如何省去一些琐碎时
通过对回形针本身的受力分析,利用其外形以及本身
间,已经成为办公人土特别关注的一个问题。在提倡环保具有弹性的特点,设计出“回形针装订机”。本系列产品
理念的国际形势的影响下,
的主要功能是用来装夹文件。只需要把回形针放在装订机
如何实现资源的再利用将会
里面,把需要装订的文件放在夹口,用手轻轻一握就可以
是社会关注的永远焦点。于
实现像订书机那样的连续装订作用,方便快捷。特别是在
是,一种新型的办公用具
有大量的文件需要整理装订时,可以节约很多宝贵的办公
图1回形针
“回形针装订机”出现了。目
时间。
前国内外市场上尚未出现有2.1机构组成
回形针装订机及其类似产品,此产品系首创。本文将从手
如图2所示为回形针装订机,本装订机共16个零件
握式回形针装订机入手,介绍其机构设计、工作原理等几
(装配用螺丝螺栓除外),主要由四个部分组成,包括连杆
个方面。
机构、自动弹送回形针机构、夹纸机构和机架。
10
1.机体2、7、14.弹簧3.板机4.推板5.三角凸块6.弹片8、12、16.连杆9.弹夹10.弹座11.限位扣13.夹板15.托板
图2回形针装订机结构示意图
收稿日期:2011-07-11
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硏究与开发
由工程技ポ1!在第(卷第1)期
1)连杆机构(由零件3、4、12组成):由转动副还
有移动酬构成,用于推出回形针
(2)自动弹送回形针机构(由零件6、7、8、9、10、
11组成):利用弹簧的弹性,保证送出一支回形针之后会
有另一支回形针到达工作位置。
(3)夹纸机构(由零件13、14、15、16组成):当手
握下手柄推出回形针的时候,确保文件已经被固定住
4)机架(零件1)的设计主要针对方便使用还有和
其它机构能够成功配合,降低各个零件的摩擦力,使机构
正常T作。
2.2工作原理
当把回形针安装在弹夹上,然后把弹夹捕入回型
图4国标三号回形针图5回形针取点分布
针装订机,弹夹中的复位弹簧带动下,弹台向上顶,
把闻形针顶到推板前面,接着扣动扳机带动推板向前
表国标三号回形针技术参数
椎出回形针,利用导轨对回形针外围上下左右四个方
名称尺寸
基本尺寸
极限偏差
向白由度进行约東,在导轨设置一个与回形针中间部
身长
分翘起高度相近的三角凸块,当闻形针由推板导动在
导轨中直线运动,经过回形针出口处时,设置在出口
身宽
257
处的三角凸块把回形针中间部分逐渐顶起,形成张
脚高
,直至回形针中间部分全部跨过三角凸块夹住纸
丝径
张。在扣动扳机的同时也带动压纸装置向下压住需要
跷头高
不小于0.5m
无
装订的纸张,通过设置相关参数,保证压纸转置在回
形针中部分被顶出最大张口之前便已紧纸张。松
3.2力学分析
开扳机,所有机构复位,下一个回形针在弹夹作用下
根据常识,回形针张角最大时必然伴随着最大的应力
弹送至工.作位,实现装订机的连续作业。通过以上过
值,所以选取回形针张角最大时进行校核。通过观察当凸
程完成回形针装订的一个循环工作。其它驱动方式的
台位于回形针A点时张角最大(此时回形针EF弧处比C
可形针装订机的工.作原理与此类同。
点距离A的有效距离短,所以只需校核C点所在周边区
3回形針的力学分析与有限元仿真
域,EF弧段无需校核)。
3.1相关参数定义与说明
3.2.1强度校核
首先把回形针的各条边简化为组合梁。定义q为回形
表2是数据描述的是外部拡力与回形针张角存在一个
针内圈长边与水平面夹角,即回形针张角。F为?形针所
对应的关系(外力的作用点即A点),通过对50组国
受拉力(如图3)。现作6角(如图3):短边受力点到底
标三号回形针进行拉力与张角实验测绘最终得到如表2所
面为的对边,垂足到回形针尾端所在的切线的线段为O
示的一一对应关系。通过数据拟合发现外力与张角不仅是
相关关系,更是线性关系(如图
表1外力支撑下的国标三号回形针其张角与受力的关系
参数
数值
4.8
图3工作状态下的回形针
张角/°00.725.878.6412.7318.79
邻边,垂足为0所在三角形直角顶点,0所对的边的长
此外,当F超过6N时,绝大多数回形针出现了塑性变
度恒为凸台高度(如图3)。现定义回形针内圈短边顶点
形。根据a<θ,所以回形针在回形针装订机中张角绝不会大
内阁弧左右两端B、D,内圈弧顶C点,尾端孤左右两
于16.7,所以回形针所受的F也不会大于6N。接下来就取
端E、F两点(如图5)
超过最大值的F=-6N来校核回形针在装订机中的强度以及塑
这是国标三号回形针(如图4),其技术参数见
性,若6N的外力符合强度塑性要求,则在回形针装订机
表1
中,回形针工作时期永不出现强度失效及塑性变形。
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