摘要:克拉玛依职业技术学院机械工程分院马尚鹏团队在《石河子大学学报(自然科学版)》发表论文《 整垛袋装物料装载装置的设计与试验 》,该研究针对整垛袋装物料装载效率低、托盘回收率不足
克拉玛依职业技术学院机械工程分院马尚鹏团队在《石河子大学学报(自然科学版)》发表论文《整垛袋装物料装载装置的设计与试验》,该研究针对整垛袋装物料装载效率低、托盘回收率不足的行业痛点,设计了集物料装载与托盘回收功能于一体的旋转式推进装载装置,通过静力学分析与试验验证,证实装置结构安全可靠,装载效率与成本优势显著,为物流装载设备升级提供了新方案。

物流业作为国民经济基础性产业,装载效率与成本控制是行业核心诉求。传统装载装置多聚焦单一装载功能,忽略托盘回收环节,导致物流成本居高不下,且部分设备存在自动化程度低、应用场景受限等问题。研发兼具高效装载与托盘回收功能的一体化设备,成为推动物流行业降本增效的关键。
团队设计的装载装置由抓取部件、推进机构、旋转部件、升降部件及电控系统组成,以蓄电池为动力源,通过电控系统实现抓取、旋转、升降、推进等自动化动作。装置工作时,先由抓取部件叉入托盘双孔夹紧物料,经升降、180°旋转调位后完成装载,再通过反向旋转回位托盘并实现回收,全程无需人工过多干预。
为确保结构安全性,团队针对物料装载过程中抓手、左挡板、上挡板分别承受物料自重的3种核心工况,采用Ansys Workbench进行静力学仿真。结果显示,3种工况下抓取部件最大变形量分别为13.26mm、20.22mm、24.95mm,最大等效应力分别为275.36MPa、306.42MPa、323.56MPa,均小于合金钢20Cr的许用应力,验证了结构设计的合理性。
在石河子大学实训中心开展的试验中,装置表现亮眼:装载高度1m时最短作业时间仅47.5s,1.5m时为57.1s,各组试验数据波动小,作业稳定性良好。与传统叉车对比,该装置可节约装载成本57.5%,提高装载效率11.9%,有效解决了传统设备功能单一、成本高的难题。
该装置的成功研发,实现了整垛袋装物料装载与托盘回收的一体化、自动化作业,不仅提升了物流装载环节的效率与经济性,也为现代化物流设备的智能化、多功能化发展提供了重要技术支撑,具有广阔的行业应用前景。
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