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        便攜式打包機(jī)的研究與設(shè)計(jì)

        2021-08-20 00:47:06夏林林
        現(xiàn)代農(nóng)機(jī) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:卡盤裝夾膠帶

        張 鑫,周 威,夏林林

        (沈陽工學(xué)院 能源與水利學(xué)院,113122,遼寧撫順)

        打包是指通過一些輔助材料,如玻璃繩、膠帶或?qū)S么訉⑽锲防壈b,以便于物品的裝運(yùn)和存儲[1]。打包機(jī)就是工業(yè)化的產(chǎn)物,是可以節(jié)省很多人力并完成打包工作的機(jī)械裝置。在1960 年代,隨著塑料的研發(fā),出現(xiàn)了塑料袋打包機(jī),這一進(jìn)步,使原來的金屬、木質(zhì)材料打包逐漸在某些運(yùn)輸場合下不再適用,同時(shí)使得物品的打包更加便捷[2]。隨著近幾十年人民生活方式的改變,打包機(jī)也越來越廣泛地得到應(yīng)用,其種類有捆扎用打包機(jī)、夾帶封箱機(jī)、PP 帶打包機(jī)等[3-4]。

        現(xiàn)在的物流公司主要應(yīng)用一些大型打包機(jī),或者通過人力進(jìn)行打包密封處理。大型打包機(jī)不適用于一些小店鋪的打包,小物件的打包通常由快遞員用膠帶手工完全纏繞密實(shí)[6],如果數(shù)量很大,工作量就很大,對小型物品的打包,尤其是一些小物品全面的封裝會造成時(shí)間和人力的浪費(fèi)[5]。為了給快遞員及店鋪帶來快捷的打包工具,設(shè)計(jì)了主要適用于小包物件的便捷式打包機(jī)。

        1 總體結(jié)構(gòu)

        整個(gè)設(shè)備由三部分組成,分別為動(dòng)力機(jī)構(gòu)、裝夾機(jī)構(gòu)、膠帶控制機(jī)構(gòu)。在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,裝夾機(jī)構(gòu)將貨物固定在卡盤上,動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)卡盤轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而使貨物隨之轉(zhuǎn)動(dòng);然后膠帶控制機(jī)構(gòu)在貨物旋轉(zhuǎn)的過程中控制膠帶的高度及進(jìn)給速度,膠帶的運(yùn)行過程為從下到上,經(jīng)過一個(gè)周期后完成一個(gè)方向的膠帶打包;最后由人工進(jìn)行換向,進(jìn)行縱向打包,以此快速完成打包過程。

        便攜式打包機(jī)如圖1 所示??傮w采用盤式結(jié)構(gòu),降低重心以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,承載大型貨物或密度不均勻貨物仍有較好的穩(wěn)定性。骨架采用弓形結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高抗沖擊性能,提高穩(wěn)定性。

        圖1 打包機(jī)總體布局示意圖

        2 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

        2.1 裝夾機(jī)構(gòu)

        卡盤主體如圖2 所示,其驅(qū)動(dòng)方式采用特殊設(shè)計(jì)的齒輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng),將齒面的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)消除了正反向的間隙,保證了結(jié)構(gòu)運(yùn)行時(shí)動(dòng)力傳輸?shù)姆€(wěn)定性,減少震動(dòng)和零件之間因快速啟動(dòng)造成的沖擊,使整機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)、更加安靜;并且齒圈與卡盤的連接采用了榫卯結(jié)構(gòu),增大了二者接觸面積,使二者的裝配更加緊密,提高了設(shè)備運(yùn)行時(shí)的可靠性和穩(wěn)定性??ūP與底座通過一根芯軸連接,考慮到所使用主要材料均有自潤滑特性,且芯軸不承受較大的徑向載荷,故不涉及徑向軸承;但芯軸軸向需要承擔(dān)貨物的重量,因此在軸向加裝一組平面止推軸承以減輕摩擦。

        圖2 卡盤主體透視圖

        為了方便使用者操作設(shè)備,卡爪采用了聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì),將貨物放置在轉(zhuǎn)盤上,推動(dòng)一側(cè)卡爪即可自動(dòng)夾緊和對中貨物,保證貨物中心最大限度貼近轉(zhuǎn)軸軸線,極大簡化了設(shè)備的操作步驟,降低了使用難度。

        2.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

        驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3 所示。其中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用市面上常見的5840-31ZY 減速電機(jī),其內(nèi)部含有技術(shù)成熟的減速機(jī)構(gòu),極大地提升了設(shè)備的可靠性,也降低了客戶實(shí)際使用中的維護(hù)保養(yǎng)成本,提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

        圖3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)外形簡圖

        2.3 送料驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滑塊

        送料驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)滑塊如圖4 所示,采用兩半式結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)備將膠帶纏繞至貨物最上端時(shí),電控部分打開滑塊使其脫離絲杠,自然滑落至初始位置,完成一個(gè)工作循環(huán),減少整個(gè)打包過程中的人工操作,提高其自動(dòng)化程度。

        圖4 送料傳動(dòng)滑塊

        3 結(jié)論

        本文設(shè)計(jì)的便攜式打包機(jī),使用人員可隨身攜帶,能夠?qū)π〖锲愤M(jìn)行打包作業(yè)。其突出的優(yōu)點(diǎn)是便攜性,整個(gè)設(shè)備大部分由鋁和尼龍塑料制成。在現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)購物日益興起的形勢下,該打包機(jī)的設(shè)計(jì)對于提高小物件的打包效率具有實(shí)際意義。

        但是目前便攜式打包機(jī)還處于三維打印出結(jié)構(gòu)的階段,還有一些問題需要解決:一是使用疲勞問題,畢竟不是鋼部件,尼龍抗磨性差,目前是通過增加潤滑來減少磨損;第二是便攜性問題,雖然體積小、重量輕,但是如何通過外觀設(shè)計(jì),使它更加便攜是今后優(yōu)化的方向。

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