新型可調(diào)式快遞打包機(jī)設(shè)計(jì)

張海洋 盧湖 王海艷 王娜

摘要：本文設(shè)計(jì)了一款新型可調(diào)式快遞打包機(jī)，主要包括機(jī)身機(jī)架、送繩機(jī)構(gòu)、輸送裝置、壓緊結(jié)構(gòu)、打結(jié)機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)，具有操作簡(jiǎn)單、高效快捷、打包質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，還能夠根據(jù)物品的體積和硬度調(diào)節(jié)壓力進(jìn)行適當(dāng)壓縮打包。

關(guān)鍵詞：快遞打包機(jī);打結(jié)機(jī)構(gòu);壓緊機(jī)構(gòu)

1.前言

在快遞行業(yè)中，快遞運(yùn)送的速度和質(zhì)量是十分重要的，關(guān)系著一個(gè)公司的發(fā)展。一個(gè)快遞從包裝到運(yùn)送完成，其中重要的部分就是在打包這一環(huán)節(jié)?？爝f在配送過(guò)程中的時(shí)間是無(wú)法計(jì)算的，只有打包的速度和質(zhì)量是可控的?？傆^各種包裝機(jī)的使用與發(fā)展，用于略大型的快遞打包機(jī)也越顯重要，人工情況下既不能保證快遞的打包速度，又不能保證體積最小，可能還會(huì)出現(xiàn)各種的麻煩，同時(shí)在打包的過(guò)程中會(huì)遇到體積不同的包裹，所以研究和發(fā)展可調(diào)式快遞打包機(jī)來(lái)解決這些問(wèn)題就顯得至關(guān)重要。

2.工作原理

通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、變頻器頻率的調(diào)節(jié)，該打包機(jī)中的壓緊機(jī)構(gòu)、繞繩機(jī)構(gòu)和打結(jié)機(jī)構(gòu)能最大程度發(fā)揮作用并能實(shí)現(xiàn)將物件進(jìn)行穩(wěn)定的、高效的、快速的打包。壓板機(jī)構(gòu)根據(jù)物體體積和硬度調(diào)節(jié)壓力大小，在滿足不破壞物品前提下完成將體積壓縮。緊繩機(jī)構(gòu)在壓板機(jī)構(gòu)完成工作后，對(duì)物品進(jìn)行準(zhǔn)確的十字型捆綁，最后由打結(jié)機(jī)構(gòu)打結(jié)，完成打包。工作時(shí)還可以通過(guò)萬(wàn)向輪調(diào)節(jié)工作位置?？傮w裝配圖如圖1所示。

3.具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1主框架的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該部分包括了新型可調(diào)式快遞打包機(jī)的承托支架、固定大板、線料柜固定部

分，以及電器柜、控制開關(guān)等各種電氣設(shè)備的骨架部分，對(duì)這一部分不僅需要一定的強(qiáng)度要求，還需要具有較好的穩(wěn)定性和抗疲勞性。所有的設(shè)備均安裝在支撐架上面，然后由地腳支撐，因此支撐架作為整個(gè)設(shè)備的骨架，需要具有一定剛度要求，抗變形能力，這樣才能保證該機(jī)械設(shè)備的精度要求和使用壽命要求。選擇規(guī)格為 40×40×4 的輕質(zhì)薄壁冷彎型鋼件方鋼，該材料具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性，并且方便焊接，從而能夠保證該鋼具有良好的工作性能。

3.2壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

壓緊機(jī)構(gòu)由壓緊氣缸、壓力傳感器、固定板、導(dǎo)向桿、直線軸承、調(diào)節(jié)螺栓、壓緊板等零部件組成。壓緊機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置選擇氣缸，在氣缸選擇過(guò)程中，一個(gè)重要的參數(shù)是負(fù)載力。根據(jù)負(fù)載的不同，作用在活塞上的實(shí)際負(fù)載也是不同的。

依照設(shè)備的工作環(huán)境以及要求，選擇恰當(dāng)型號(hào)的氣缸。在選擇氣缸的過(guò)程中，

要保證活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)不會(huì)出現(xiàn)沖擊和噪音，所以需要選擇輕型缸;在安裝過(guò)程中，要求空間小而且具有較短行程;能夠承受橫向負(fù)載，所以可以選用帶導(dǎo)桿的氣缸;對(duì)于氣缸運(yùn)行的精度要求較高，可以選擇帶鎖緊的氣缸;運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，活塞不能轉(zhuǎn)動(dòng)，所以可選導(dǎo)桿不轉(zhuǎn)動(dòng)的氣缸;在高溫條件下應(yīng)用時(shí)，可以選擇耐熱強(qiáng)度高的氣缸;如果應(yīng)用環(huán)境具有腐蝕成分，需要選擇耐腐蝕的氣缸。如果應(yīng)用工作條件比較差，存在粉塵等，需要在氣缸活塞桿處安裝防護(hù)罩;如果在無(wú)較差環(huán)境下工作，可以選用無(wú)潤(rùn)滑的氣缸。最終的選擇根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求來(lái)確定。

在包裝前需要進(jìn)行壓縮，而壓縮的壓力不能太大導(dǎo)致物品損壞，所以就需要壓力傳感器來(lái)測(cè)量壓力，從而進(jìn)行調(diào)節(jié)。綜合考慮壓力傳感器外形尺度及環(huán)境溫度對(duì)傳感器工作的影響，選擇微型傳感器 LFC-10。

3.3繞繩機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

該機(jī)構(gòu)包含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、凸輪機(jī)構(gòu)、剎車結(jié)構(gòu)、送繩機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)將捆繩在包裹上纏繞。繞繩機(jī)構(gòu)包含剎車功能，即將成捆的打包繩直接放入到輪軸上，將其固定在軸座上，捆繩由導(dǎo)向輪進(jìn)入導(dǎo)向槽，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的上下兩個(gè)壓緊輪，將捆繩積壓在兩個(gè)滾輪之間，然后，可以實(shí)現(xiàn)送繩作用，剎車功能是防止捆繩由于自身的慣性力作用，難以及時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使捆繩脫出，造成捆繩自身纏繞。

3.4打結(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

打結(jié)機(jī)構(gòu)包含凸輪分割器，傳感器，復(fù)雜的凸輪機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)等部件組成。

打結(jié)原理是將捆繩壓緊，并使用加熱裝置進(jìn)行加熱使其繩子自身粘結(jié)在一起實(shí)現(xiàn)打結(jié)的功能。

3.5輸送裝置的設(shè)計(jì)

輸送裝置是由支撐板、滾筒、滾筒殼等組成，主要實(shí)現(xiàn)物品運(yùn)輸功能。在包裝機(jī)械設(shè)備中，需要?jiǎng)恿斔脱b置，傳動(dòng)輸送系統(tǒng)中，通常采用無(wú)縫鋼管制成。完成成型工藝之后，通過(guò)表面處理提升其表面性能和防腐性能。除此之外，還需要進(jìn)行鍍鋅、噴涂以及氧化等處理過(guò)程。從運(yùn)輸功能方面考慮，參考安檢機(jī)的運(yùn)送方式，輸送帶選擇圓形滾筒進(jìn)行運(yùn)輸。驅(qū)動(dòng)形式采用主動(dòng)型。

4.結(jié)論

根據(jù)國(guó)內(nèi)快遞行業(yè)的打包需求，并參考市面已有的打包機(jī)、捆扎機(jī)、包裝機(jī)的工作原理，結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一種新型可調(diào)式快打包機(jī)。該設(shè)計(jì)主要包括壓緊機(jī)構(gòu)、繞線機(jī)構(gòu)、打結(jié)機(jī)構(gòu)、輸送裝置等部分，具有快速高效、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)上具有很廣泛的應(yīng)用前景。

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[4]濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等機(jī)械出版社.2016

作者簡(jiǎn)介：

張海洋 ?2001.02 ?男? 漢族 ?山東省臨沂市? 本科? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

盧湖? 1998.09 ?男 ?漢族? 山東省淄博市? 本科? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

王海艷 ?1979.1 ?女 ?漢 ?河北遵化市 ?本科 教授? 機(jī)械電子工程。

王娜? 1983.11 ?女 ?漢 ?山東招遠(yuǎn) ?研究生? 副教授? 檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置。

基金項(xiàng)目：2021年校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（202113320238）。