機械式無動力自動封箱機的設計與研究

劉赫然（吉林大學機械科學與工程學院，長春 130025 ）

機械式無動力自動封箱機的設計與研究

劉赫然
（吉林大學機械科學與工程學院，長春 130025 ）

介紹機械式無動力自動封箱機的主要機構及其工作原理和整個裝置的工作過程。闡述無動力包裝功能以及尺寸自動微調(diào)功能的實施方案及其在紙箱包裝過程中的重要性。論證本設計的合理性，創(chuàng)新性及實用性。

無動力包裝；柔性設計；尺寸微調(diào)；創(chuàng)新設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.252

0　引言

近幾年來紙箱包裝行業(yè)發(fā)展迅速較為完善，但是市場現(xiàn)有的包裝機仍不能滿足大量不同尺寸紙箱的快速包裝，不適用于小型網(wǎng)店銷售、無電力工況以及戶外電力來源不便時的紙箱包裝。針對紙箱包裝行業(yè)的現(xiàn)狀及需求。我們在現(xiàn)有技術的基礎上設計研究了機械式無動力自動封箱機，通過調(diào)節(jié)裝置的傾斜角度利用載物和紙箱的重力來實現(xiàn)無動力封箱，利用柔性件及觸發(fā)機構來實現(xiàn)尺寸自動微調(diào)。同時為了適應更多的工況，本裝置可以以水平電動工作方式為輔，包裝質(zhì)量較輕的載物紙箱。

1　機械式無動力自動封箱機的主要機構及其工作原理

機械式無動力自動封箱機主要由支撐起重機構、驅動平臺、箱頁合攏機構、膠帶粘貼切斷機構等組成，如圖1所示。

圖1　裝置的整體結構

1.1箱頁合攏模塊

主要由前頁擋片、后頁壓平機構、側頁合攏機構及彈性壓箱機構組成，其中后頁合攏機構為重要設計機構。后頁合攏機構主要由觸發(fā)裝置和擊打裝置組成，觸發(fā)塊的觸發(fā)端是一鋼片，鋼片固定鏈接在轉軸上。鋼片初始狀態(tài)垂直并伸出工作平面，紙箱通過觸發(fā)鋼片時將其壓倒，使轉軸產(chǎn)生一個角位移α并經(jīng)過同步帶傳動到上方擊打裝置。擊打裝置由壓輥和長度一定的彈性鋼片的組成，并固定連接在轉軸上，由于旋轉彈簧的作用使擊打裝置初始狀態(tài)垂直向下，當紙箱前底楞觸發(fā)鋼片時轉軸旋轉，擊打裝置由豎直旋轉至水平，旋轉方向與紙箱運動方向相反。當紙箱后底楞脫離觸發(fā)鋼片時，彈簧力作用下?lián)舸蜓b置復位，打擊紙箱后頁使其合攏。采用彈性鋼片可以實現(xiàn)高度自動微調(diào)。

1.2膠帶粘貼及切斷模塊

膠帶粘貼切斷機構是本裝置的核心機構，包括膠帶粘貼機構和膠帶切斷機構。

（1）膠帶粘貼機構。壓輥可以繞固定軸自由旋轉，固定軸和壓輥支架之間裝有旋轉彈簧以增加壓輥的壓力，箱子的前表面與膠帶及膠帶壓輥接觸，在壓輥的作用隨著箱子的前進完成膠帶的粘貼。同時可以適應不同高度的紙箱。

（2）膠帶切斷機構。刀具固定在刀架上，刀架上固定連接一齒條，與轉軸上的齒輪嚙合，轉軸轉動，使刀架在垂直于紙箱工作平面的方向上沿著光杠導軌在一定范圍內(nèi)上下移動。彈簧作用使刀具下端初始狀態(tài)位于紙箱上表面下端。當紙箱前底楞壓倒觸發(fā)片時，轉軸轉動，刀具上升到紙箱上表面以上，當紙箱通過，紙箱后底楞脫離觸發(fā)片后，刀具復位切斷膠帶。同時擊打裝置的輥子及其支架在刀具向下的壓力作用下在支桿上向下運動，將切割留下的膠帶余量滾壓在箱子后表面上。機構組成如圖2所示。

圖2　膠帶粘貼切斷機構

1.3彈性皮帶組

彈性皮帶利用雙側彈性張緊輥，張緊輥通過彈性鋼片與皮帶內(nèi)側固定支架相連，張緊皮帶的同時，更增大了寬度的調(diào)節(jié)范圍。皮帶上固定連接的推箱卡柱也增大了寬度調(diào)節(jié)范圍，避免損壞箱體。同時彈性皮帶也使箱體保持居中，保證了膠帶粘貼的準確性。機構組成如圖3所示。

圖3　彈性皮帶（單側）

2　無動力封箱的工作過程

根據(jù)箱體重量與傾斜角的配比表（表1），將工作平面支撐起與水平面成相應的角度，鎖死并保持裝置穩(wěn)定。載物紙箱在兩側彈性皮帶的對中作用下向下沿工作平面下滑，其重力沿斜面分力充當箱子的驅動力。紙箱經(jīng)過箱頁合攏機構先后實現(xiàn)后頁、前頁及側頁的合攏，隨后分別經(jīng)過膠帶粘貼機構和膠帶切斷機構，最后進過緩沖機構滑動到出口托板完成整個封裝過程。

表1　重量角度配比

3　結束語

本設計創(chuàng)新性地從箱體的動力來源入手改變了機體結構及工作方式，在現(xiàn)有技術的基礎上，將箱頁合攏機構、膠帶粘貼切斷機構與觸發(fā)機構結合，并對箱體限位及部分工作部件進行了柔性設計，可實現(xiàn)紙箱的無動力包裝的同時可在一定范圍內(nèi)進行尺寸自動微調(diào)。其水平電動包裝方式可以適應更多工況，使功能更加完善。本設計結構簡單，實用性強，可以更好的滿足市場所需。

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劉赫然（1993-）， 男，吉林人，本科。