新型可调式快递打包机设计

张海洋 卢湖 王海艳 王娜

摘要：本文设计了一款新型可调式快递打包机，主要包括机身机架、送绳机构、输送装置、压紧结构、打结机构等结构，具有操作简单、高效快捷、打包质量高等优点，还能够根据物品的体积和硬度调节压力进行适当压缩打包。

关键词：快递打包机;打结机构;压紧机构

1.前言

在快递行业中，快递运送的速度和质量是十分重要的，关系着一个公司的发展。一个快递从包装到运送完成，其中重要的部分就是在打包这一环节。快递在配送过程中的时间是无法计算的，只有打包的速度和质量是可控的。总观各种包装机的使用与发展，用于略大型的快递打包机也越显重要，人工情况下既不能保证快递的打包速度，又不能保证体积最小，可能还会出现各种的麻烦，同时在打包的过程中会遇到体积不同的包裹，所以研究和发展可调式快递打包机来解决这些问题就显得至关重要。

2.工作原理

通过电机的驱动、变频器频率的调节，该打包机中的压紧机构、绕绳机构和打结机构能最大程度发挥作用并能实现将物件进行稳定的、高效的、快速的打包。压板机构根据物体体积和硬度调节压力大小，在满足不破坏物品前提下完成将体积压缩。紧绳机构在压板机构完成工作后，对物品进行准确的十字型捆绑，最后由打结机构打结，完成打包。工作时还可以通过万向轮调节工作位置。总体装配图如图1所示。

3.具体结构设计

3.1主框架的钢结构设计

该部分包括了新型可调式快递打包机的承托支架、固定大板、线料柜固定部

分，以及电器柜、控制开关等各种电气设备的骨架部分，对这一部分不仅需要一定的强度要求，还需要具有较好的稳定性和抗疲劳性。所有的设备均安装在支撑架上面，然后由地脚支撑，因此支撑架作为整个设备的骨架，需要具有一定刚度要求，抗变形能力，这样才能保证该机械设备的精度要求和使用寿命要求。选择规格为 40×40×4 的轻质薄壁冷弯型钢件方钢，该材料具有较高的强度和抗疲劳性，并且方便焊接，从而能够保证该钢具有良好的工作性能。

3.2压紧机构设计

压紧机构由压紧气缸、压力传感器、固定板、导向杆、直线轴承、调节螺栓、压紧板等零部件组成。压紧机的驱动装置选择气缸，在气缸选择过程中，一个重要的参数是负载力。根据负载的不同，作用在活塞上的实际负载也是不同的。

依照设备的工作环境以及要求，选择恰当型号的气缸。在选择气缸的过程中，

要保证活塞运动到终端时不会出现冲击和噪音，所以需要选择轻型缸;在安装过程中，要求空间小而且具有较短行程;能够承受横向负载，所以可以选用带导杆的气缸;对于气缸运行的精度要求较高，可以选择带锁紧的气缸;运动过程中，活塞不能转动，所以可选导杆不转动的气缸;在高温条件下应用时，可以选择耐热强度高的气缸;如果应用环境具有腐蚀成分，需要选择耐腐蚀的气缸。如果应用工作条件比较差，存在粉尘等，需要在气缸活塞杆处安装防护罩;如果在无较差环境下工作，可以选用无润滑的气缸。最终的选择根据具体的环境和工作要求来确定。

在包装前需要进行压缩，而压缩的压力不能太大导致物品损坏，所以就需要压力传感器来测量压力，从而进行调节。综合考虑压力传感器外形尺度及环境温度对传感器工作的影响，选择微型传感器 LFC-10。

3.3绕绳机构设计

该机构包含驱动电机、凸轮机构、刹车结构、送绳机构，可以实现将捆绳在包裹上缠绕。绕绳机构包含刹车功能，即将成捆的打包绳直接放入到轮轴上，将其固定在轴座上，捆绳由导向轮进入导向槽，由电机驱动的上下两个压紧轮，将捆绳积压在两个滚轮之间，然后，可以实现送绳作用，刹车功能是防止捆绳由于自身的惯性力作用，难以及时停止转动，从而使捆绳脱出，造成捆绳自身缠绕。

3.4打结机构设计

打结机构包含凸輪分割器，传感器，复杂的凸轮机构，加热机构等部件组成。

打结原理是将捆绳压紧，并使用加热装置进行加热使其绳子自身粘结在一起实现打结的功能。

3.5输送装置的设计

输送装置是由支撑板、滚筒、滚筒壳等组成，主要实现物品运输功能。在包装机械设备中，需要动力输送装置，传动输送系统中，通常采用无缝钢管制成。完成成型工艺之后，通过表面处理提升其表面性能和防腐性能。除此之外，还需要进行镀锌、喷涂以及氧化等处理过程。从运输功能方面考虑，参考安检机的运送方式，输送带选择圆形滚筒进行运输。驱动形式采用主动型。

4.结论

根据国内快递行业的打包需求，并参考市面已有的打包机、捆扎机、包装机的工作原理，结合实际情况，设计一种新型可调式快打包机。该设计主要包括压紧机构、绕线机构、打结机构、输送装置等部分，具有快速高效、操作简单等优点，在市场上具有很广泛的应用前景。

参考文献：

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[2]谢炳光，韦磊，李福敏，岑光杜，孙迪，江山.快递纸箱打包机设计[J].包装工程，2019，40（17）：123-130.

[3]计算机控制纤维缠绕样机的研制[J].尹四倍，孙常华，郝涛.电子世界.2016（10）：73-74.

[4]濮良贵.纪名刚.机械设计[M].北京：高等机械出版社.2016

作者简介：

张海洋  2001.02  男  汉族  山东省临沂市  本科  机械设计制造及其自动化。

卢湖  1998.09  男  汉族  山东省淄博市  本科  机械设计制造及其自动化。

王海艳  1979.1  女  汉  河北遵化市  本科 教授  机械电子工程。

王娜  1983.11  女  汉  山东招远  研究生  副教授  检测技术与自动化装置。

基金项目：2021年校级大学生创新创业计划重点项目（202113320238）。