物流周转箱与托盘组合装置设计*
2021-02-16魏媛杰吕天宇陈羽彤王嘉昕
魏媛杰,吕天宇,龚 婧,陈羽彤,王嘉昕,李 琛
(东北林业大学工程技术学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
周转箱和托盘常被用于运输、配送、储存、流通加工等环节,二者可组成集装单元,便于机械化作业,是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。周转箱和托盘贯穿了物流各环节的连接点,是物流现代化的基础要素[1-2]。
1 物流周转箱与托盘组合装置设计意义
目前,在工业生产及产品流通领域,产品在流通过程中的高效益运作、低成本投入逐渐被企业重视,降低物流流通过程的成本是提升产品利润的重要途径。物流包装作为产品流通的载体,其类型及成本对产品整体成本产生直接的影响。在物流过程中,托盘及周转箱需求量巨大,国内外加快了对托盘以及周转箱的研究、开发乃至全国范围内的标准化管理,并已形成了较为成熟的体系[3-5]。
我国在物流现代化建设过程中也大幅度增加了托盘及周转箱的生产与使用。在托盘及周转箱的使用过程中出现了以下问题:一是稳固性差,使用时周转箱被堆放在托盘上,在运输过程中产生较大冲击或倾斜角度时容易造成周转箱与托盘发生相对位移,甚至导致周转箱从托盘上滑落;二是组合费力,现有的周转箱与托盘在实现组合的过程中需要手动调整上下孔槽的对应位置,整体安装操作十分繁琐且费力[6]。
为了解决以上两个问题,本设计探究托盘与周转箱的组合使用方式,使周转箱与托盘能够稳固连接,自由拆装且操作便捷,在物流运输过程中可循环利用。
2 物流周转箱与托盘组合装置结构设计
2.1 总体结构
物流周转箱与托盘组合装置总体结构见图1。底座的顶端位置连接有周转箱本体,底座的底端正下方位置安置有托盘本体。托盘本体的底端两侧位置开设有矩形开口,且托盘本体的正面一侧上方位置通过一体注塑成型加工开设有螺纹孔槽,螺纹孔槽的内部设置有螺纹柱,螺纹柱的顶端位置设置有连杆。托盘本体的顶端一侧位置开设有凹槽,底座的底端一侧位置连接有凸块。
图1 物流周转箱与托盘组合装置总体结构示意图
2.2 连接部分
物流周转箱与托盘连接部分 (图1中的A处)的结构见第115页图2。底座的两侧位置均相邻设置有竖向板,竖向板的一侧上方位置连接有上横板,竖向板的一侧下方位置连接有下横板。底座的内部通过一体注塑成型加工开设有组合槽,且组合槽的内部一侧位置固定安装有套框,套框的内部另一侧位置固定有弹簧,上横板、下横板的中部位置均穿插有定位螺栓。
3 物流周转箱与托盘组合装置主要硬件
3.1 托盘
托盘具有矩形开口、螺纹孔槽、螺纹柱、凹槽设计,可与底座稳定连接,可拆可卸。
3.2 底座
底座具有凸块、连杆、组合槽设计,连接托盘和周转箱,亦可承载周转箱及货物,使周转箱本体、托盘本体以及货物稳定运输。
3.3 周转箱
周转箱本体采用绿色可重复利用材料,与底座连接,具有刚性,可承载多种货物。
3.4 组合槽
该结构在使得整个装置具有预定位结构的同时,通过预先利用夹持的方式来对托盘与周转箱的组合进行定位,后期对二者进行组合安装将会更加便捷且省力。
3.5 螺纹柱
螺纹柱受力后快速实现180°回旋转动,和螺纹柱连接的前后一组连杆将会通过端面的贴合快速实现对周转箱本体的前后夹持定位,通过预先利用夹持的方式来对托盘与周转箱的组合进行定位。
4 物流周转箱与托盘组装原理
周转箱与托盘在未组合前可单独使用,在需要时,通过凹槽与凸块的结合连接周转箱、托盘和底座。底座和凹槽之间一体注塑成型加工,且凹槽和凸块之间卡合连接,螺纹柱通过螺纹孔槽和托盘本体螺旋连接,且螺纹柱和连杆之间固定连接。连杆的后端面和周转箱本体的正面相互贴合,连杆呈水平等距结构分布设置。
通过设置的竖向板、弹簧、上横板、下横板、定位螺栓、组合槽和套框,结合受力后端竖向板在同时通过上横板和下横板克服一组弹簧产生的回弹作用力,实现向外拉出,得到对应螺旋安装后,托盘与周转箱之间对应组装。通过设置的螺纹孔槽、周转箱本体、螺纹柱和连杆,受力后的螺纹柱快速实现180°的回旋转动,和螺纹柱连接着的前后一组连杆将会通过端面的贴合快速实现对周转箱本体的前后夹持定位,通过预先利用夹持的方式来对托盘与周转箱的组合进行定位。
5 物流周转箱与托盘组合装置的主要性能
该组合装置的主要性能特点如下。
1)自由拼接功能。托盘与周转箱之间可组装,在保证托盘最大利用率的同时可实现自由拆装。
2)收纳承载功能。该箱体可以装载大型货物,承载功能良好。在工厂物流的运输、配送、储存、流通加工等环节,该装置能帮助完成物流容器的通用化、一体化管理。
3)可循环利用功能。部分组件由一体注塑成型加工,便于贴合,组装便捷省力。整个组合结构可自由拆装,反复利用。
4)防滑辅助功能。在托盘和周转箱实现组合的过程中,底架底表面的凹槽和托盘上表面的凸块构成的卡合结构对整个组合起到防滑辅助作用。
6 结束语
该物流周转箱与托盘组合装置可使周转箱与托盘稳固连接,在保证托盘最大利用率的同时可实现自由拆装、反复利用。该设计主要完成了周转箱与托盘连接装置结构的设计,在后续研究中将考虑可组装式周转箱结构设计,使周转箱尺寸可以根据内装物尺寸进行调整,再将周转箱与托盘组合连接,使其在物流行业中有更广泛的应用。