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一种半自动纸箱包装机机械系统设计


【上海超承】食品机械专业产品,信赖保证 / 2016-11-28

目的针对目前快递行业中纸箱包装存在的效率低、人工耗费高等问题,以350 mmX230 mmX 190 mm标准邮政纸箱为研究对象,设计一种半自动纸箱包装机。方法该包装机的机械系统由托盘转动机构、开箱成型机构和折叶折曲机构组成,通过这三大机构实现纸箱的折纸包装。结果开箱成型机构实现了纸箱的开箱、成型,折叶折曲机构实现了纸箱短叶、长叶的折合,托盘转动机构保 证了包装过程中各工序之间运动的连续性。结论该包装机能够在保证包装质量的前提下,大幅度提高包装效率、降低包装成本。

近年来,随着电子商务的快速发展,网络购物应运而生且受到热捧,迅速成为一股新的时尚潮流,开始引导人们的购物方式。由于网络商品经营成本低、客源广、利润高,许多商户纷纷从实体店经营转为了网络经营。据统计,2015年中国网购总额为4万亿元, 2015年天猫双十一全球狂欢节全天交易额就高达912亿元,且有愈演愈烈之趋势。这种消费模式的变化催生了快递行业的繁荣发展,中国的民营快递公司如雨后春笋般出现,四通一达(圆通、中通、汇通、申通、韵达)在众多快递公司中脱颖而出,它们对中国的物流改革起到推波助澜的作用,但大多数快递公司采用手工包装,一旦碰上购物旺季往往会因忙不过来而耽误商品的发货。

包装机的研究主要包括机械系统设计和控制系统设计,从公开发表论文的情况来看,目前包装机机械系统设计方面的研究文献居多。为了减轻网络卖家商品手工包装繁重的问题,提高发货速度,文中以350 mm^230 mm^190 mm的标准邮政纸箱为研究对象,设计了一种半自动纸箱包装机的机械系统。

1 工作原理及设计要求

包装机的包装工艺分为:开箱、成型、短边折叶(纸箱一面)、长边折叶(纸箱一面)、封箱(纸箱一面)、放入货物、短边折叶(纸箱另一面)、长 边折叶(纸箱另一面)、封箱(纸箱另一面)。包装 机的设计应满足如下要求:包装机应达到一定的自动化,能自动完成开箱、成型、短边折叶、长边折叶、封箱的功能;包装机的体积不能过大,在保证包装质量的前提下,包装速度要比人工快;能够连续地完成包装,不影响包装进度;包装机应操作简单、移动方便、稳定性好。

2 机械系统设计

2.1 托盘转动机构

托盘转动机构见图1,联轴器5的一端通过法 兰4与托盘3相连,联轴器5的另一端与步进电机 的输出轴相连;在托盘3和底板1之间有6个万向 球支撑架2,用来顶住托盘3,使之保持水平状态, 同时也减轻了步进电机转动轴承所承受的压力,避免其因受力过大而发生变形。

托盘转动结构

2.2 开箱成型机构

开箱成型机构的工作原理:纸箱正上方的气缸 启动,气缸带动吸盘向下运动,吸盘吸住纸箱,给纸箱提供一个竖直方向的拉力,纸箱被拉起。其中,“7”字形铁架是为了限制纸箱的形状和位置,辅助纸箱正确成型,见图2。

开箱成型结构

2.3 折叶折曲机构

折叶折曲机构是包装机的核心部分,其工作原理是利用水平力推动推杆(其中2个水平推杆用U形架相连接)使左右2个摇杆绕支座转动90°, 摇杆在转动过程中带动左右2片短边纸叶折90°,从而完成左右2片短边纸叶的折叶折曲,见图3。接着, 再利用水平力推动推杆使上下2个摇杆绕支座转动90°,摇杆在转动过程中带动上下2片长边纸叶折 90°,从而完成上下2片长边纸叶的折叶折曲,见图4,整个折叶折曲机构的设计见图5。

短边折叶工作

长边折叶工作

折叶折曲结构

3 结语

为了减轻网络卖家商品手工包装繁重的问题, 文中以350 mmx230 mm^190 mm的标准邮政纸箱为研究对象,设计了一种半自动纸箱包装机。该包装机的机械系统由托盘转动机构、开箱成型机构和折叶折曲机构组成。开箱成型机构实现了纸箱的开箱、成型,折叶折曲机构实现了纸箱短叶和长叶的折合,托盘转动机构保证了包装过程中各工序之间 运动的连续性。该包装机包装质量好、效率高、成本低、占地面积小、移动方便,有很大的应用空间。


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