NJP1200型充填機轉塔機構設計

摘要：膠囊填充機集機、電、氣為一體，采用微電腦可編程控制器，觸摸面板操作，變頻調速，配備電子自動計數(shù)裝置，能分別自動完成膠囊的就位、分離、充填、鎖緊等動作，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率，符合制藥衛(wèi)生要求。本機動作靈敏，充填劑量準確，結構新穎，造型美觀，操作方便，適用于充填各種國產(chǎn)或進口膠囊。是目前制藥行業(yè)充填膠囊藥品的經(jīng)濟實用型設備。Abstract：Capsulefillingmachine,electricity,gasforone,usingmicroprogrammablecontrollers,touchscreen,frequencycontrol,automaticcountingdevicewithaplacethatcanautomaticallycapsules,separation,filling,lockingaction,reducelaborintensityandimproveproductionefficiencymeetthemedicalandhealthrequirements.Sensitive,accuratefillingdosage,novelstructure,beautifulappearance,easyoperation,suitableforfillingavarietyofdomesticandimportedcapsules.Atpresent,thepharmaceuticalindustryisadeviceusedtofillcapsulesdrugseconomicalandpractical.目錄： 2一，膠囊填充機的介紹 21.1膠囊填充機的現(xiàn)狀 21.2膠囊填充機的組成 4二，設計方法 62.1轉塔設計思路 62.1.1轉動方案的確定 62.1.2傳動方案的確定 92.2電機的計算及選用 102.3齒輪的計算及選用 112.4軸承的選用 122.5帶輪的選用 132.6皮帶的設計計算 14三，Proe建模及運動仿真 143.1Proe簡介 143.2建模效果圖 16四，總結 16五，致謝 17六，參考文獻 18目錄：一，膠囊填充機的介紹1.1膠囊填充機的現(xiàn)狀膠囊填充機集機、電、氣為一體，采用微電腦可編程控制器，觸摸面板操作，變頻調速，配備電子自動計數(shù)裝置，能分別自動完成膠囊的就位、分離、充填、鎖緊等動作，減輕勞動強度，提高生產(chǎn)效率，符合制藥衛(wèi)生要求。本機動作靈敏，充填劑量準確，結構新穎，造型美觀，操作方便，適用于充填各種國產(chǎn)或進口膠囊。是目前制藥行業(yè)充填膠囊藥品的經(jīng)濟實用型設備一般采用自動間歇回轉運動形式，安裝在工作臺中央的回轉臺，以每分鐘6~14轉的轉速旋轉，每轉有8次短暫停留時間，回轉臺將膠囊輸送到回轉臺周圍的各個工作站，在各站短暫停留的時間里，播囊、分囊、充填、廢囊剔除、鎖囊、出囊、清潔模具等各種作業(yè)同時自動進行。操作步驟1、按下“電源開關”中的綠色按鈕，電源接通。2、緩慢調節(jié)“振動強弱調節(jié)旋鈕”，順時針方向旋轉，此時與“振動支架”聯(lián)為一體的整理盤開始振動，用手觸摸整理盤，憑感覺調整到一定振蕩強度。3、將裝粉膠囊殼放入“裝粉膠囊殼整理盤”內(nèi)，每次約放300粒左右。將膠囊帽蓋放入“膠囊帽蓋整理盤”內(nèi)，每次約300粒左右。整理盤用有機玻璃板制作,上面鉆有許多上大下小漏斗型的圓孔，圓孔直徑與膠囊號碼直徑相對應。此時震動工作臺板膠囊殼前后穩(wěn)慢的移動，從而逐粒進入臺板孔內(nèi)。4、約30秒鐘，裝粉膠囊殼和膠囊帽蓋即掉入圓孔中，開口朝上。如遇個別開口朝下時，可用膠囊帽蓋向下輕輕壓套，即可套出。5、水平手持裝粉膠囊殼接板（圖中末畫出，已隨機準備好，接板中有圓孔），在整理盤下部往里輕輕一推，整理盤中的裝粉膠囊殼就會往下掉入接板圓孔中，隨后取出接板。同樣的方法，用膠囊帽蓋接板取出膠囊帽蓋。6、可預先準備一個底面積為500×500mm，四邊高約10mm的藥粉方盤，內(nèi)裝藥粉，將裝粉膠囊殼接板平放在藥粉方盤中。再將隨機配的有機玻璃框罩在裝粉膠囊接板上，用小撮斗鏟藥粉放入框內(nèi)，用框邊一刮，即可裝滿藥粉，并把多余藥粉刮掉。7、用隨機配的膠囊帽蓋套裝板（圖中末畫出，套裝板上有圓孔），放在膠囊帽蓋接板上，有對位孔，很容易放置。翻轉膠囊帽蓋接板，使膠囊開口朝下，套在已裝好藥粉的裝粉膠囊殼接板上，也有對位孔，很容易套合。8、將已套合的膠囊板放入“膠囊戴帽成型板”下面的空腔中，用手向下扳動“壓桿”并到位，無須當心用力過大，因為有定位機構控制下壓高度。取出套合膠囊板，倒出膠囊,灌裝完畢。即可循環(huán)下一板。1.2膠囊填充機的組成全自動膠囊充填機的結構由空膠囊下料裝置、膠囊分送裝置、粉劑下料裝置、計量盤機構、膠囊充填封合機構、箱內(nèi)主傳動機構和電器控制系統(tǒng)等組成。1）空膠囊下料裝置：由料斗與輸送管路組成，主要儲存空膠囊并使空膠囊逐個的豎直進入膠囊分總裝置。2）膠囊分送裝置：使空膠囊進入分送裝置的選送叉內(nèi)，選送叉向下動作一次會送下六粒膠囊，并且膠帽在上。同時，真空分離系統(tǒng)把膠囊順入到模塊中，并將體帽分開。3）粉劑下料裝置：由粉斗、粉斗螺桿、下料輸送管等組成，主要把在螺桿和攪拌作用下把存儲的粉劑有控制入計量盤上。4）計量盤機構：根據(jù)膠囊規(guī)格及裝量所匹配的計量盤規(guī)格。粉劑在間歇旋轉的計量盤內(nèi)經(jīng)過五次充填壓實成藥柱，并推入到下模塊的膠囊內(nèi)。5）膠囊充填封合機構：當推入藥柱膠囊下膠囊體后，上、下模塊的膠帽與下膠囊體推向上使之扣合。6）箱內(nèi)主傳動機構：箱內(nèi)通過電機、箱式福開森間歇回轉機構、齒輪副、減速、凸輪副和鏈傳機構完成執(zhí)行工作所需動力，同時，變頻電機達到變頻調速功能。7）電器控制系統(tǒng)：由PLC系統(tǒng)控制顯示各膠囊充填的工藝要素。1.2.2原理全自動膠囊充填機主要工作原理是機器運轉時，膠囊料斗內(nèi)的膠囊會逐個的豎直進入分送裝置的先送叉內(nèi)。當先送叉向下動作一次會送下六粒膠囊，并且膠帽在上。在第一工作上真空分離系統(tǒng)把膠囊順入到模塊中，同時將體帽分開。轉盤間歇旋轉到第二工作時，上米快升為并向內(nèi)這動，在第五工作充填桿把壓實的藥柱推入到下模塊的膠囊內(nèi)，未分開的膠囊在第八工作上排除。上、下模塊在第十工作上合在一起，并將下膠囊體推向上使之扣合，十一工作位上，將扣好的膠囊成品被推出收集。在第十二工位，吸塵器清理模塊后又進入下一循環(huán)。藥柱是在間歇旋轉的計量盤內(nèi)經(jīng)過五次充填壓實而成。二，設計方法2.1轉塔設計思路本設計中轉塔結構如下藥物漏斗中盛放著藥物粉末，其上有很多圓柱狀小漏斗，其功能是引導藥物流動，藥物流動。硅膠層上面有跟漏斗一樣多的孔，藥物漏斗轉動的時候當圓柱銷控對準硅膠層的小孔時藥物可以流動填充，對不準時藥物被硅膠層擋住不能進行填充。所以在漏斗旋轉過程中實現(xiàn)填充-不填充-填充間歇式的填充過程。2.1.1轉動方案的確定轉動方案有了兩種預備方案，一種是連桿帶動漏斗實現(xiàn)間歇式的旋轉，另一種是電機帶動旋轉。連桿傳動的優(yōu)缺點：優(yōu)點:

1）能夠實現(xiàn)多種運動形式的轉換，如它可以將原動件的轉動轉變?yōu)閺膭蛹霓D動、往復移動或擺動。反之也可將往復移動或擺動轉變?yōu)檫B續(xù)地轉動。

2）平面連桿機構的連桿作平面運動，其上各點的運動軌跡曲線有多種多樣，利用這些軌跡曲線可實現(xiàn)生產(chǎn)中多種工作要求。

3）平面連桿機構中，各運動副均為面接觸，傳動時受到單位面積上的壓力較小，且有利于潤滑，所以磨損較輕，壽命較長。另外由于接觸面多為圓柱面或平面，制造比較簡單，易獲得較高的精度。

缺點:

1）難以實現(xiàn)任意的運動規(guī)律。

2）慣性力難平衡(構件作往復運動和平面運動),易產(chǎn)生動載荷。

3）設計復雜。

4）積累誤差(低副間存在間隙),效率低。電機轉動的優(yōu)缺點步進電機的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

1．

電機旋轉的角度正比于脈沖數(shù)；

2．

電機停轉的時候具有最大的轉矩（當繞組激磁時）；

3．

由于每步的精度在3%-5%，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性；

4．

優(yōu)秀的起停和反轉響應；

5．

由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命；

6．

電機的響應僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結構可以比較簡單而且控制成本較低；

7．

僅僅將負載直接連接到電機的轉軸上也可以極低速的同步旋轉。

8．

由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉速范圍。

缺點：

1．

如果控制不當容易產(chǎn)生共振；

2．

難以運轉到較高的轉速。

開環(huán)控制：

步進電機最有意義的一個優(yōu)點就是在開環(huán)系統(tǒng)里可以實現(xiàn)精確的控制。開環(huán)控制意味著不需要關于（轉子）位置方面的反饋信息。這種控制避免了使用昂貴的傳感器以及象光學編碼器這樣的反饋設備，因為只需要跟蹤輸入的步進脈沖就可以知道你（轉子）的位置。最終權衡下選擇電機轉動方式。因為其符合轉動的本身特性，而且效率高，方便控制。2.1.2傳動方案的確定傳動方案選擇皮帶傳動，帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據(jù)傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應用十分廣泛。摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉噪聲低，但傳動比不準確（滑動率在2%以下）；同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運轉有噪聲。帶傳動除用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進行零件的整列等。帶傳動的功率損失有：（1）滑動損失摩擦型帶傳動工作時，由于帶輪兩邊的拉力差及其相應的變形差形成彈性滑動，導致帶與從動輪的速度損失。彈性滑動率通常在1%～2%之間。嚴重滑動，特別是過載打滑，會使帶的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇降低，磨損加劇，嚴重影響帶的壽命。滑動損失隨緊、松邊拉力差的增大而增大，隨帶體彈性模量的增大而減小。（2）內(nèi)摩擦損失帶在運行中的反復伸縮，在帶輪上的撓曲會使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起功率損失。內(nèi)摩擦損失隨預緊力、帶厚與帶輪直徑比的增加而增大。減小帶的拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。（3）帶與帶輪工作面的粘附性以及V帶楔入、退出輪槽的側面摩擦損失。（4）空氣阻力損失高速運行時，運行風阻引起的功率損失。其損失與速度的平方成正比。因此設計高速帶傳動時，應減小帶的表面積，盡量用厚而窄的帶；帶輪的輪輻表面應平滑（如用橢圓輪輻）或用輻板以減小風阻。（5）軸承摩擦損失軸承受帶拉力的作用，是引起功率損失的重要因素之一。綜合上述損失，帶傳動的效率約在80%～98%范圍內(nèi)，進行傳動設計時，根據(jù)帶的種類選取。2.2電機的計算及選用小型三相異步電動機，通常包括H80-315MM的電機，其產(chǎn)量大、用途廣，在電網(wǎng)的總負荷中，它的用電量為40%左右。六十年代初流行的為JO2系列電動機，該系列電機的功率等級、安裝尺寸與國際市場上的通用標準不同，另外該電機啟動轉矩較低和缺乏噪聲控制指標，因此現(xiàn)在我國現(xiàn)在使用的電機為Y系列電機。該電機堅固耐用、安全可靠因此使用范圍越來越廣。然而有些用戶使用的電機年損壞率高達5%，究其原因多半是選型不當、使用不妥、保護不善的緣故。因此本次講課的主要目的是：發(fā)現(xiàn)電機使用中發(fā)生的質量問題，妥善的解決。小型異步電動機的體系小型異步電動機可分為：基本系列、派生系列和專用系列?；鞠盗校褂梅秶鷱V、生產(chǎn)量大，是一種通用電機，如Y系列（IP44）小型三相異步電動機。派生系列－－－－按照不同的使用要求，在基本系列的基礎上做了部分改動，另部件與基本系列有較高的通用性和一定程度的統(tǒng)一性。派生系列有電氣派生（如高效電機，YX系列）、結構派生（如繞線轉子電動機YR系列）、特殊環(huán)境派生（隔爆型電動機，YB系列）等幾種。專用系列－－－－與一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防護條件系列，如YZYZR冶金及起重用異步電動機。2.3齒輪的計算及選用計算公式如下：彎曲應力：σF=FtKAKVKFβKFαYFSYεβ/bMn許用彎曲應力：σFP=σFPYNYsrdtYrndtYx/SFmin彎曲強度安全系數(shù)：SF=σFPYNYsrdtYrndtYx/σF2.4軸承的選用受軸向載荷－松螺栓連接校核計算結果軸向載荷Fc=10kN螺栓小徑d1=8.376mm螺栓機械性能等級=4.8螺栓屈服強度σs=320MPa安全系數(shù)Ss=1.4螺栓許用應力[σ]=228.57MPa螺栓計算應力σ=181.48MPa校核計算結果：σ≤[σ]滿足2.5帶輪的選用同步帶輪一般由鋼，鋁合金，鑄鐵，黃銅，等材料制造。內(nèi)孔有圓孔，D形孔，錐形孔等形式。表面處理有本色氧化，發(fā)黑，鍍鋅，鍍彩鋅，高頻淬火等處理。精度等級依客戶要求而定。1、傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；2、傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；3、傳動效率高，可達0.98，節(jié)能效果明顯；4、維護保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護費用低；5、速比范圍大，一般可達10，線速度可達50m/s，具有較大的功率傳遞范圍，可達幾瓦到幾百千瓦；6、可用于長距離傳動，中心距可達10m以上；7、無污染,可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。2.6皮帶的設計計算三，Proe建模及運動仿真3.1Proe簡介Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設計領域占據(jù)重要位置。Pro/E第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠將設計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。1．參數(shù)化設計相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構成特征，而每一種構成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。2．基于特征建模Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。3．單一數(shù)據(jù)庫（全相關）Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的HYPERLINK"/view/990