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本科學生畢業(yè)設計
裝訂機結(jié)構(gòu)設計
系部名稱: 機電工程學院
專業(yè)班級: 機械08-1班
學生姓名:
指導教師:
職 稱:
二○一二年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Structural Design of Pharmaceutical Packaging Machine
Candidate:Wang Yaolin
Specialty:Mechanical Design and Manufacture & Automation
Class: 08-1
Supervisor:Associate Prof. Liu Ying
Heilongjiang Institute of Technology
2012-06·Harbin
第1章 緒 論
1.1 國外裝訂機械概述
裝訂機屬于高技術(shù)、高智能、高競爭的機電一體化產(chǎn)品,高技術(shù)成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應用。紙盒包裝機械可分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平和打批號等功能。
國外的裝訂機機械近些年有了新特點,主要有:一是生產(chǎn)高效率;二是資源的高利用率,高度的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟;三是產(chǎn)品高度重視節(jié)能,重視降低成本;四是高新技術(shù)實用化,提高生產(chǎn)效率,產(chǎn)品上水平、上檔次;五是科研成果商品化,使裝訂機機械產(chǎn)品向知識密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展。
美國、日本、德國、意大利是世界上裝訂機械四大強國。美國是世界上裝訂機械發(fā)展歷史較長的國家,早已形成了獨立完整的包裝機械業(yè)體系,其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來,美國始終保持著世界包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多,機械與計算機緊密結(jié)合,實現(xiàn)機電一體化控制新型機械產(chǎn)品,以成型、填充、封口三種機械的增長最快,裹包機械和薄膜包裝機占整個市場份額的15%,厚紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從上世紀90年代初以來,美國包裝機械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。日本的包裝機械制造廠以中小企業(yè)為主,包裝機械的品種齊全,產(chǎn)品品種近500種,規(guī)格有700多個。包裝機械以中小型單機為主,具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動化程度高等優(yōu)點。90年代以來,已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無觸點電子開關(guān)、動態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運用在包裝機械中。日本包裝機械大部分用于食品包裝領(lǐng)域。德國、意大利、英國、瑞士和法國等,都是世界上很重要的包裝機械生產(chǎn)國家。歐洲各國包裝機械業(yè)的一個共同特點,是出口比例(出口額占產(chǎn)值的比例)都很大,如德國和意大利近80070 ,瑞士超過90000,荷蘭出口額甚至大于產(chǎn)值,因為荷蘭是歐洲很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地。德國的包裝機械在計量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位,特別是啤酒、飲料灌裝設備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點,享譽全球一些大公司生產(chǎn)的包裝機械集機一電一儀及微機控制于一體,采用光電感應,以光標控制,并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大,而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài),出口比例占80%左右,德國是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是繼美國、日本、德國之后的世界最大的包裝機械生產(chǎn)國,又是僅次于德國的第二大包裝機械出口國。意大利的包裝機械多用于食品工業(yè),具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點。 在這樣的形勢下,我國的包裝機械產(chǎn)品由于品種少、技術(shù)水平低、產(chǎn)品可靠性差等原因,面臨著激烈的國際競爭。特別是我國近5年來,加快發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工,建設節(jié)約型社會,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和加大技術(shù)創(chuàng)新力度,造成新一輪技術(shù)引進高潮。如我國近年對農(nóng)產(chǎn)品深加工總投資達到320多億元,加工和包裝設備80%以上靠進口。包裝機械作為專業(yè)性機械,除了同于普通機械的一般要求外緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、還有外表美觀、傳動裝置精度高、生產(chǎn)效率高等要求以很好地完成自身功能,適應市場需求。
1.2 我國裝訂機機械業(yè)發(fā)展的思考和發(fā)展戰(zhàn)略
首先,要明確我國裝訂機業(yè)的發(fā)展方向預計到2005年我國裝訂機產(chǎn)量將增加到67萬臺(套),到2010年將增至93萬臺(套)。但是,靠簡單的重復,靠擴大生產(chǎn)數(shù)量,靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的,我國包裝機械業(yè)必須走專業(yè)化生產(chǎn)的道路。要發(fā)展中高檔設備,努力提高技術(shù)含量,把產(chǎn)品做精、做細、做專、做強,靠技術(shù)進步來推動行業(yè)的發(fā)展。
目前,世界各國對裝訂機發(fā)展十分重視,集機、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢這也是我國裝訂機業(yè)的發(fā)展方向?qū)τ谖覈难b訂機生產(chǎn)企業(yè),并不是求大求全,而是應求精求專。美國、日本、意大利的包裝機械生產(chǎn)企業(yè)大部分規(guī)模不大,但專業(yè)化程度很高。
其次,要進行我國裝訂機業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間乃至2010年,我國裝訂機業(yè)要著重進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上要提高生產(chǎn)集中度,促進專業(yè)化、系列化生產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量和對市場的適應能力;要積極發(fā)展和扶持一批擁有名牌產(chǎn)品的重點骨干企業(yè),加快現(xiàn)代企業(yè)制度的建立和完善.形成行業(yè)排頭兵.參與國際市場競爭,從而加快產(chǎn)業(yè)提升在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上,要改變目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中以低技術(shù)含量為主的狀況,淘汰一批低效高耗的、低檔次、低附加值的、勞動密集型的產(chǎn)品,學習國外先進技術(shù),開發(fā)生產(chǎn)高效低耗的、產(chǎn)銷對路的大型成套設備和高新技術(shù)產(chǎn)品,開發(fā)出“新、奇、特”的包裝設備,加速包裝機械的更新?lián)Q代,開拓國際市場。在組織結(jié)構(gòu)調(diào)整上,要成立跨部門的企業(yè)集團,樹立大行業(yè)的全局觀念,進行組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合,實現(xiàn)行業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化配置,統(tǒng)一思想,強化管理,形成優(yōu)勢互補、分工合作、共同發(fā)展的新格局。
中國裝訂機工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為:
(一)、實施“聯(lián)合發(fā)展”戰(zhàn)略
我國裝訂機企業(yè)集約整合,聯(lián)合發(fā)展,按照現(xiàn)代企業(yè)制度運作已是當務之急。促進中小包裝企業(yè)的聯(lián)合,要制定相應的政策,處理好以下幾個問題:
1.在實行聯(lián)合發(fā)展時,如何實現(xiàn)資金的集中問題,可通過轉(zhuǎn)讓部分或全部產(chǎn)權(quán),由大型集團實行控股、參股。
2.中小裝訂機企業(yè)在實行聯(lián)合發(fā)展時,不僅要看到包裝行業(yè)內(nèi)部的企業(yè),也要注意與其他包裝需要量大的企業(yè)聯(lián)合,以保證包裝產(chǎn)品銷售的穩(wěn)定和生產(chǎn)要素裝訂機生產(chǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移。
3.生產(chǎn)同系列、同類型產(chǎn)品但規(guī)模均不能處于主導地位的包裝企業(yè)之間或者專業(yè)互補的包裝企業(yè)之間,可以采取合并、互相參股或以一方為主控股等方式形成有機的聯(lián)合,成為一個企業(yè)集團,以實現(xiàn)優(yōu)勢互補。
(二)、發(fā)展綠色包裝
發(fā)展綠色包裝,是包裝發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,當務之急要抓好以下幾個主要環(huán)節(jié):
1.大力發(fā)展綠色包裝材料。綠色包裝除了一般的包裝功能之外,還應包含環(huán)境保護和資源再生兩大關(guān)系到人類生存與生活的切身問題。要制定切實可行的政策,促進綠色包裝的發(fā)展。
2.大力推行清潔生產(chǎn)。包裝工業(yè)涉及人民生命安全和健康,在醫(yī)藥、食品、飲料等方面,在實施《清潔生產(chǎn)法(草案)》時,應以包裝行業(yè)為試點,率先實行清潔生產(chǎn)管理。
3.加大實施包裝廢棄物的回收利用。這是減少環(huán)境污染,節(jié)約自然資源的重要措施。國家可制定“包裝廢棄物管理規(guī)定”,依法對廢棄物強制回收。依靠市場機制,建立全國性連鎖的“廢棄資源回收利用公司”。推行押金制,實行有償回收,對能再利用的啤酒瓶、飲料瓶、PET瓶均實行押金有償回收,押金由銷售商在整個流通階段向最終消費者征收,在容器回收時予以退還。積極扶持科研機構(gòu),開發(fā)包裝廢棄物分離技術(shù)、清洗技術(shù)以及各種回收再生技術(shù)。
4.加快與國際標準接軌進程。要在裝訂機行業(yè)推廣國際標準,消滅無標生產(chǎn)。包裝企業(yè)要努力通過包裝產(chǎn)品認證和IS09000, IS014000, IS016000, IS018000的認證;推廣應用二維碼,以盡快提高我國裝訂機產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。
(三)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的角度來看,今后應采取如下措施:
1.放開紙裝訂機制品的發(fā)展,使其保持快速增長。
2.促進金屬裝訂機制品的發(fā)展。
3.提升玻璃裝訂機制品的檔次。
4.均衡塑料裝訂機制品的發(fā)展。明有替代的包裝物即可替代,沒有替代的盡量回收利用。加強高檔次、低成本、多用途的塑料包裝材料和制品的開發(fā)。
5.加快研制開發(fā)高檔次的各類包裝機械特別是成套裝訂機生產(chǎn)線。加速淘汰效率低、耗能高的落后機械設備。
(四)振興包裝裝備制造業(yè)
要改變我國包裝工業(yè)的弱勢,必須振興包裝裝備制造業(yè),為此,需制定有關(guān)政策:
1.注重可持續(xù)發(fā)展,使產(chǎn)品的技術(shù)水平不斷通近高效、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和無污染境界。
2.對一些重點企業(yè)和重點產(chǎn)品,實行集中扶持政策。
3.制定技術(shù)創(chuàng)新政策,實現(xiàn)技術(shù)更新模式轉(zhuǎn)變。
4.加強對包裝裝備采購的監(jiān)控,注意提高國內(nèi)自主生產(chǎn)能力。
5.組織產(chǎn)、學、研聯(lián)合攻關(guān),集中力量,實現(xiàn)關(guān)鍵裝備的突破。
6.培育一批大型裝訂機裝備企業(yè)集團。
(五)加快裝訂機工業(yè)的法規(guī)建設
我國的裝訂機法規(guī)應涵蓋如下基本內(nèi)容:
1.裝訂機法規(guī)應與我國現(xiàn)有《中華人民共和國環(huán)境保護法》等法規(guī)相容和互補,形成我國環(huán)境法規(guī)的完整體系。
2.裝訂機法規(guī)應促進包裝科技發(fā)展,限制落后和有害環(huán)保的包裝技術(shù)發(fā)展。
3.裝訂機法規(guī)應規(guī)定包裝廢棄物的回收率與再利用率的目標值,并根據(jù)技術(shù)的進步、環(huán)境的要求適時修正。
4.裝訂機法規(guī)應明確包裝產(chǎn)品、包裝材料的生產(chǎn)和銷售者對包裝物處理承擔的責任和義務,限制過度包裝,明確對包裝廢棄物處理收費的原則以及獎懲制度。
5.開展國外裝訂機技術(shù)法規(guī)的調(diào)查、收集、研究和轉(zhuǎn)化。
(六)健全包裝標準體系
利用包裝標準化這個武器,有效地保護我國經(jīng)濟利益,沖破貿(mào)易技術(shù)壁壘,是擺在我們面前急待解決的重要課題。為此,需要做好以下工作:
1.對現(xiàn)有的包裝標準體系進行研究、分析和補充。完善和制定包裝制品的產(chǎn)品標準、技術(shù)標準和質(zhì)量標準。
2.圍繞包裝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,加速重要、急需標準的制定與修訂。
3.加快技術(shù)壁壘性標準的制定與修訂,建立自己的技術(shù)壁壘體系。
4.全面分析研究國際標準,對適合我國國情的包裝國際標準盡快采用,有的需要制定相應的對策。
5.加大參與國際標準化活動的力度。
6.抓緊培養(yǎng)一批熟悉國際標準體系、專業(yè)強、外語好的復合型人才。
(七)提高包裝行業(yè)協(xié)會的地位和作用
1.把行業(yè)管理與經(jīng)濟聯(lián)合更好地結(jié)合起來。
2.建立行業(yè)的技術(shù)開發(fā)中心和引進技術(shù)的消化吸收中心。
3.制定、實行和強化標準化管理。
4.要繼續(xù)抓好包裝改進大檢查,推動包裝行業(yè)改革和綜合治理。
5.繼續(xù)抓好包裝教育,加強包裝人才的培訓。
6.建立裝訂機行業(yè)統(tǒng)計報表制度。
7.繼續(xù)辦好包裝協(xié)會的刊物,搞好信息服務。
8.強化行業(yè)協(xié)會管理職能,正確處理好行業(yè)管理和主管部門的關(guān)系。
9、促進行業(yè)管理的現(xiàn)代化。
(八)加強包裝科學研究
1.促進裝訂機企業(yè)建立現(xiàn)代企業(yè)制度。
2.大型裝訂機企業(yè)要借助行業(yè)建立健全企業(yè)技術(shù)開發(fā)中心,加速形成有利于技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的運行機制。
3.制定有效的政策,鼓勵和促進包裝科研和生產(chǎn)的結(jié)合,促進企業(yè)與科研院所、高等院校的聯(lián)合開發(fā)與協(xié)同合作,實行優(yōu)勢互補,利益共享。
4.技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新過程中,實行行業(yè)引導和企業(yè)選擇相結(jié)合.在總體上要面向市場,找準方向,起點要高。
5.建立中國包裝設計研究院。
(九)加大對包裝教育的投入
1.必須使我們的教育思想、教育體制和結(jié)構(gòu)、教學內(nèi)容和方法與現(xiàn)代包裝工業(yè)的發(fā)展相適應。
2.造就一批善經(jīng)營、懂管理、傲技術(shù),又有高度貴任感的經(jīng)營管理者和企業(yè)家,以促進包裝企業(yè)管理水平的提高;培養(yǎng)一批科技創(chuàng)新的領(lǐng)頭人才,促進科技水平和創(chuàng)新能力的快速提高;引進一批同行業(yè)、相關(guān)行業(yè)和外行業(yè)的人才,以促進全行業(yè)發(fā)展觀念和服務觀念的更新。
3.制定切實可行的人才培養(yǎng)規(guī)劃,既要防止人才繼續(xù)匱乏,又能保證人才的質(zhì)量。
4.改革人才培養(yǎng)模式,試辦一些股份制大學,實行校企結(jié)合。株洲工學院邁開了探索的步伐,該校與廣東中山張家邊企業(yè)集團聯(lián)合創(chuàng)辦了株洲工學院中山包裝學院,為培養(yǎng)既有專業(yè)知識又有實踐能力的創(chuàng)新人才,取得了成功的經(jīng)驗??山柚皝啺行摹?,以株洲工學院為基礎(chǔ),創(chuàng)辦亞洲一流的包裝大學(亞華包裝大學),建立亞洲包裝人才培訓基地和包裝科研基地。
1.3 我國裝訂機的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀
我國早期的裝訂主要是采用手工裝訂機,后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進步,逐漸采用裝訂機裝盒。我國最早使用的裝盒機主要是從國外進口的。在七十年代中期由于當時我國包裝材料的質(zhì)量及藥盒的加工制作等都達不到機器包裝的要求,使得裝盒機一直無法正常使用,所以全自動裝盒機在我國就一直得不到廣泛應用,我國藥品生產(chǎn)在很長的一段時間內(nèi)不得不放棄自動裝盒而采用手工操作,效率極低下。80年代特別是改革開放后,我國的藥品生產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)獲得了飛速發(fā)展,藥品包裝材料的質(zhì)量及藥盒的加工制作等方面的技術(shù)有了明顯的進步,全自動裝盒機開始得到了全面的應用。而此時藥品裝盒機也改變了國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面,國產(chǎn)藥品裝盒機開始上市并獲得了廣泛的應用。
目前,我國國產(chǎn)的藥品裝盒機種類繁多,數(shù)量齊全,已可以基本滿足國內(nèi)各藥品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的各種不同劑型的藥品的包裝需求,如圖1.3。
圖1.3(a) DZH-120D型立式自動裝訂機
圖1.3(b)歐克版劑裝訂機
圖1.3(c)臥式全自動裝盒機
按照不同的分類方法,可以將目前我國生產(chǎn)的全自動裝盒機分成若干種類。若按包裝物料的不同主要有四大系列,可將其分為B, P, K裝盒,G型即泡罩板型、針劑型及軟膏型全自動裝盒機等;若從裝盒機運行速度上看,有可將其分為3類,第1類為中低速型,速度約60~80盒/min;第2類為中高速型,速度約80~120盒/min;第3類為高速型,速度大于150盒/min 。每一種機型各有其優(yōu)缺點,用途也不盡一致。目前,國內(nèi)比較知名的藥品裝盒機生產(chǎn)廠家有上海龍騰包裝機械有限公司、北京雙鶴制藥裝各有限公司、上海萬申包裝機械公司、上海顧德包裝機械有限公司等。但是即使是這些比較知名的生產(chǎn)商,其產(chǎn)品的技術(shù)含量與國外同類產(chǎn)品相比較,也有很大的差距。在市場競爭力方面,也只是在中低端市場略有優(yōu)勢。在市場占有率方面,國產(chǎn)藥品裝盒機的占有率也只有三成左右,其余市場皆被進口產(chǎn)品所瓜分。目前,國內(nèi)許多規(guī)模較大的藥品生產(chǎn)廠家仍以采用進口的藥品裝盒機為主。造成這一現(xiàn)象的主要原因,乃是國產(chǎn)藥品裝盒機的綜合性能達不到制藥廠家所需所致,盡管進口藥品裝盒機的價格要比國產(chǎn)的高出許多。近年來,除了一些專業(yè)生產(chǎn)藥品裝盒機的廠商以外,國內(nèi)的一些大學和科研院所也參與到藥品裝盒機的研制生產(chǎn)。相信依托各個大學和科研院所的科研實力,國產(chǎn)藥品裝盒機的研制生產(chǎn)在不久的將來會有重大的突破。
1.4 裝訂機發(fā)展中面臨的問題研究及發(fā)展方向評估
我國國產(chǎn)藥品裝盒機雖然在近十幾年來獲得了快速的發(fā)展,但其面臨的問題依然不少。在國內(nèi)制藥裝備行業(yè)中藥品自動裝盒機的制造商之中,技術(shù)含量和質(zhì)量較高的制造商寥寥無幾,且大多停留在半自動或中低速水平,同國外的同類產(chǎn)品相比,無論在裝備的發(fā)展水平、技術(shù)含量和應用推廣方面都不盡人意。在市場分配中,國產(chǎn)的藥品裝盒機只是在中低檔市場上略占優(yōu)勢,而高檔市場幾乎全部被國外產(chǎn)品所占據(jù)?,F(xiàn)將其面臨的問題分析如下:
一、從產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量性能及應用方面,國產(chǎn)藥品裝盒機明顯不如國外產(chǎn)品,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1).在質(zhì)量上,從某種意義上說,藥品自動裝盒機是制藥機械中最為復雜的機械,它包括機、電、氣、光和其它技術(shù)于一體,而目前國內(nèi)制藥裝備行業(yè)的目前的無論是產(chǎn)品的最初設計水平,還是后來的產(chǎn)品裝配加工水平,都與國外同行有著十幾年的差距,無法生產(chǎn)出真正有競爭力的產(chǎn)品。
(2).對產(chǎn)品的適應性方面,國產(chǎn)自動藥品裝盒機的功能比較單一,適應面比較窄,對待裝的藥品的形狀體積等有較嚴格的規(guī)定,一般只適用于一兩種藥品,但是我國藥品生產(chǎn)企業(yè)眾多,各藥企業(yè)廠和生產(chǎn)的藥品規(guī)格品種也都大不相同,同一企業(yè)生產(chǎn)的藥品規(guī)格也各不相同,產(chǎn)量也不同,就給相關(guān)工作一定的困難,而國外藥品裝盒機生產(chǎn)廠商特別注重這方面的問題,他們所生產(chǎn)的設備功能更加靈活多變,適用范圍也更廣。
(3).在設備的運行可靠性方面,進口自動裝盒機也要高出國產(chǎn)一截,國產(chǎn)藥品裝盒機的故障率較高,因此,許多選擇企業(yè)不得不購買多臺國產(chǎn)自動裝盒機,以免因維修機器而影響正常生產(chǎn)并延誤交貨期。
(4).在工作效率方面,由于國產(chǎn)藥品裝盒機的運行速度大多在中低檔水平,并且自動化水平較低,生產(chǎn)效率自然不如以生產(chǎn)高檔產(chǎn)品著稱的國外同類產(chǎn)品,這樣就等于無形中增加了企業(yè)的成本,降低了企業(yè)的利潤,造成了極大的浪費??傊?,國內(nèi)目前藥品自動裝盒機還存在著適應包裝物種類單一、紙盒尺寸的變化范圍小、生產(chǎn)速度普遍停留在中低速水平等不完善之處。
二、從整個行業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)能力上看,主要表現(xiàn)有以下幾個問題:
(1).研發(fā)力量薄弱,科研經(jīng)費嚴重不足,藥品裝盒機的制作是一個復雜的系統(tǒng)工程,它包括機、電、氣、光和其它技術(shù)于一體,需要有雄厚的技術(shù)力量,精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求,而目前我國在這方面的投入甚少;行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎(chǔ)研究的經(jīng)費投入比例嚴重失調(diào),生產(chǎn)廠家只顧眼前利益,不愿投入基金進行基礎(chǔ)研究,造成國產(chǎn)的藥品裝盒機質(zhì)量含量低下,無法與國外同類產(chǎn)品競爭,并且只能靠低價維持其市場競爭力,無法長期占領(lǐng)市場。
(2).低水平重復太多,應變能力不強,國內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)模都很小,大都生產(chǎn)同種類型的設備造成大量低水平重復生產(chǎn),在市場上進行低價惡性競爭,而一旦遇上市場要求變動,卻又無法及時轉(zhuǎn)型,從而被市場所淘汰。
考察近幾年來國外的機械發(fā)展狀況,結(jié)合我國目前的藥品裝盒機的生產(chǎn)實踐,我國的藥品裝盒機生產(chǎn)企業(yè)應在以下幾個方面尋求突破:
(1).加大科研投入,提高創(chuàng)新能力,開發(fā)新技術(shù),同時大力引進國外已經(jīng)成熟的技術(shù)原理,開發(fā)出具有前瞻性的先進設備。首先各個企業(yè)要增強企業(yè)的研發(fā)能力,提高產(chǎn)品的檔次,今后醫(yī)藥企業(yè)寡頭壟斷的趨勢會越來越明顯,其采購將是集團化的,這對生產(chǎn)供應相關(guān)設備的企業(yè)而言是個嚴峻的挑戰(zhàn),這要求有關(guān)企業(yè)把眼光放遠,實行走出去,站得住的發(fā)展戰(zhàn)略;擁有自己的核心技術(shù),開發(fā)出屬于自己的新產(chǎn)品。我國加入WTO后,隨著市場的進一步開放,國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)必將面臨外商的強有力的競爭,國內(nèi)的企業(yè)要敢于參與競爭,不僅在國內(nèi)市場上參與競爭,更要積極參加國際市場的競爭。這就對國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)提出了更高的要求和更廣闊的市場空間,國內(nèi)企業(yè)應該立足國內(nèi),放眼國際,積極參與競爭,只有這樣,才能更好地發(fā)展自己。
(2).加強與各個制藥企業(yè)的聯(lián)系,企業(yè)可根據(jù)用戶的不同要求而設計生產(chǎn)出符合出客戶要求的產(chǎn)品,實行個性化的服務,使企業(yè)與客戶之間形成良好的互動,使雙方受益。保持與制藥企業(yè)之間的良好互動關(guān)系,可以使藥品裝盒機生產(chǎn)廠商更加清楚地了解市場動向,能夠及時滿足市場需求,對企業(yè)的發(fā)展壯大是大有裨益的。
(3).國家加大宏觀調(diào)控,加強對市場的引導作用,加強對市場的管理,協(xié)調(diào)好企業(yè)之間的競爭行為,防止不正當競爭。同時國家應加大機械行業(yè)的投入力度,扶持一批有實力的企業(yè),從基金技術(shù)上給子支持,從而生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。藥品裝盒機的生產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程,需要大量的人力物力則力,短期還不能見效益,很多企業(yè)都無力去做,在這種情況下,更需要國家出面協(xié)調(diào)組織,集中人力物力進行科研攻關(guān),組織生產(chǎn)等。
隨著我國藥品市場規(guī)模的日趨增大,產(chǎn)品種類的日益繁多,藥品廠家的不斷增多,生產(chǎn)自動化程度的不斷提高,市場對藥品裝盒機的需求也在不斷地膨脹,其市場前景十分看好。據(jù)統(tǒng)計,我國“十五”期間醫(yī)藥工業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值年均遞增率接近20%,其中的藥品所占的貢獻約占其中的一半,可見其增值潛力巨大。相信隨著我國醫(yī)療體制的改革,醫(yī)藥市場的興盛,藥品產(chǎn)量的增加,我國藥品裝盒機的發(fā)展必將迎來一個跨越式的發(fā)展。
俗話說“健康乃生命的本錢”,隨著生活水平的提高,人們越來越重視健康,藥品包裝的衛(wèi)生化更受到人們的關(guān)注。為了滿足人們的需要,我們設計藥品裝盒機。
1.5 畢業(yè)設計題目及基本參數(shù)
本設計的題目為裝訂機、裝盒裝置設計。本設計主要完成紙盒、藥板的上料及裝盒裝置設計。
基本參數(shù)為:
紙簽(說明書)規(guī)格:最大300mm×210mm,最小80mm×100mm;
紙盒規(guī)格:長=100mm;寬=65 mm;高=20mm;
包裝物(藥板)規(guī)格:長=80mm,寬=58 mm。
設計要求為:包裝能力:60盒/分,1板/盒;
本設計的設計任務為:
①.總體方案設計、傳動系統(tǒng)設計與計算;
②.紙盒上料機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計和計算,完成相應部裝圖;
③.藥板上料機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計,完成相應的部裝圖;
④.裝盒裝置結(jié)構(gòu)設計、計算,完成總裝圖;
⑤.部分零件圖設計。
第2章 方案設計
總體方案的擬訂是進行機器設計的關(guān)鍵一步。因為總體方案在很大程度上決定了機器的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此,應根據(jù)粉劑物料的形態(tài)要求和特點,按一定的原則、結(jié)合一般食品機械常用的設計,使用方法、充分考慮各種因素,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析后擬訂出先進、合理、經(jīng)濟、可靠的總體方案??紤]到市場的深入,人們對產(chǎn)品追求多元化、個性化。故產(chǎn)品的包裝范圍要廣、功能要齊全、速度要快。加上我國超市的發(fā)展,推動包裝機的發(fā)展,也提出了相適性的功能與適用范圍的需求問題。
適用的范圍如下:
(1)包裝材料:防潮玻璃紙、涂塑玻璃紙、聚乙烯、聚丙烯、袋包紙、鋁箔以及其他復合材料;
(2)包裝物品:面包、糕點、蔬菜、加工食品、醫(yī)糖果、機械零件、糖果及其他等粉狀物品。
在工藝分析中,首先對內(nèi)裝物物件的特性、包裝材料和包裝過程作詳細的分析和研究,并對單功能機的分析,進行擴展其功能,如擴展它的包裝尺寸范圍、擴展它的包裝物件、擴展它的包裝材料、擴展它的包裝生產(chǎn)力等。這些擴展涉及到的主要部件的分析比較,以便得出可靠的機構(gòu)。
裝訂工藝確定以后,要考慮如何實現(xiàn)這種包裝動作。因此,要求選擇合適的傳動、操作和執(zhí)行機構(gòu)。這些機構(gòu)組成若干個部件,這些部件相互位置怎樣安排?它們又是怎樣聯(lián)系和形成一個完整的總體?這就是裝訂機總體設計的任務。
裝訂機的傳動與控制機構(gòu),可以采用機械式,液壓式,或氣動式。應根據(jù)產(chǎn)品的特點、生產(chǎn)能力、使用者的情況等具體條件以及機器動作的復雜程度而定。
一臺裝訂機由哪些幾部分組成,決定于包裝工藝的要求,見圖2.0。布局形式的選定,最主要根據(jù)包裝工藝的特點即決定于包裝的工藝性。布局形式要便于包裝,使機構(gòu)簡化,工人操作和維修方便。
圖2.0 (a)裝訂機布局
圖2.0 (b)裝訂機布局
2.1 總體方案設計
本設計的裝盒機為立式裝訂機。機器的總體尺寸為1500×1444×750。立式機器不僅節(jié)省了空間,而且比較美觀。為了節(jié)省空間,本設計選用了YCJ電動機,及電動機和減速器直聯(lián)。機座號為160,電動機功率為3,輸出軸轉(zhuǎn)速為58,輸出轉(zhuǎn)矩為452,電動機代號為Y100。
2.2 執(zhí)行機構(gòu)方案設計
總機的工藝路線為:
紙盒上料───藥板上料───折紙上料───裝盒
本設計主要完成紙盒上料機構(gòu)、藥板上料機構(gòu)、裝盒機構(gòu)三部分的方案設計。
2.1.1 紙盒上料機構(gòu)設計
紙盒上料的過程主要由凸輪Ⅰ帶動帶有吸嘴的軸Ⅰ上下運動完成的。軸Ⅰ上附有撥桿,在將紙盒吸下的過程中,撥桿壓住連桿1上的小軸,這時彈簧處于拉伸狀態(tài),連桿2向上運動,使連桿3帶動擋片擋住上面的紙盒,從而保證只有一個盒被吸下。在盒被放下的過程中,擋片逐漸壓在盒上,防止盒蹦起來。當負壓真空裝置向上運動時,連桿2在彈簧的作用下向下運動,使連桿3帶動擋片向上翻。如此往復運動完成吸盒的過程。當盒被放下時,停止吸氣,盒被支撐起來,傳送裝置將盒傳送到下一道工序。原理圖如圖2.2.1所示。
當凸輪轉(zhuǎn)動帶動軸Ⅰ向上運動時,軸Ⅰ會發(fā)生旋轉(zhuǎn),為了避免這種情況發(fā)生,特設計了導向桿,使軸Ⅰ只能沿著導向桿的方向運動。吸盒是由負壓真空吸氣完成的。當凸輪Ⅰ帶動軸Ⅰ向上運動,吸嘴到達最高位置時,開始吸氣,盒被吸下來,當吸嘴到達最低位置時,停止吸氣,盒被曲柄搖桿機構(gòu)帶走。由氣閥來控制吸氣還是斷氣,當凸輪Ⅱ到達最大升程時,軸Ⅱ被壓下去,氣路被堵死,實現(xiàn)斷氣;當凸輪Ⅱ轉(zhuǎn)動時,壓縮彈簧作用帶動軸Ⅱ向上運動,氣路被連通,實現(xiàn)吸氣。軸Ⅱ上帶有圓槽,也可以在軸上做個通孔。如果軸Ⅱ上是個通孔,那安裝精度要求比較高,因為要保證這個通孔的中心線與氣道的中心線完全重合,這樣才能達到最大的吸氣程度。但是如果在軸Ⅱ上做個圓槽就避免了這個問題,不管怎樣接觸,氣道都會打通。
彈簧
軸
凸輪
擋片
工作臺
撥桿
吸嘴
連桿1
連桿2
連桿3
圖2.2.1 紙盒上料原理圖
2.2.2 藥板上料機構(gòu)設計
藥板由齒形帶傳送到指定位置 ,經(jīng)過滑槽到達工作架上,推藥板的機構(gòu)將藥板和說明書推到紙盒里。傳送藥板的速度及間歇時間由槽輪控制。推藥板的機構(gòu)由齒輪齒條帶動。推藥板原理圖如圖2.2.2-1所示。
工作架
推桿
齒條
齒輪Ⅰ
凸輪
軸Ⅰ
齒輪Ⅱ
軸Ⅲ
齒輪Ⅲ
圖2.2.2-1 推藥板原理圖
因為藥板比較薄,如果推桿只是簡單的平頭,那么推藥板時很容易推空或者把藥板推偏。為了防止這些情況的發(fā)生,故設計了如圖2.2.2-2所示的推桿。
圖2.2.2-2 推桿示意圖
傳送帶的示意圖如圖2.2.2-3所示。本設計傳送帶的帶輪是由鏈輪帶軸帶動的,而鏈輪軸是由槽輪帶動,從而實現(xiàn)了間歇運動。但此處也可以通過傳感器和伺服電機來實現(xiàn)。在指定位置安裝傳感器,當伺服電機接收到傳感器發(fā)出的信號后,伺服電機開始工作,從而帶動帶輪轉(zhuǎn)動,將藥板送到指定位置?;鄣慕嵌纫侠?,不然藥板就不會準確的到達工作架的位置?;鄣慕嵌仁歉鶕?jù)多次試驗得來的,滑槽的底邊要非常圓滑,這樣藥板不僅不會卡在滑槽上,而且可以節(jié)省時間,藥板能以最短的時間到達工作位置。
2.2.3 裝盒裝置設計
裝盒裝置由曲柄搖桿機構(gòu)帶動,經(jīng)過固定裝置及撥桿,從而完成裝盒的過程。
藥板
帶
圖2.2.2-3 帶示意圖
裝盒共分四道工序,分別為:
裝藥板和說明書
打印日期
蓋紙盒蓋
1
2
3
4
6
5
圖2.2.3-1 紙盒結(jié)構(gòu)示意圖
紙盒示意圖如圖2.2.3-1所示。
當盒被推盒裝置推走后,撥桿Ⅰ將6蓋上,隨即紙盒隨著傳送裝置被送到指定A工序等待裝盒。撥桿示意圖如圖2.2.3-2所示。
撥桿
軸
圖2.2.3-2 撥桿示意圖
到達工序A后,盒不動,齒輪齒條機構(gòu)將藥板和說明書一起推進盒內(nèi)。傳送裝置將紙盒傳送到工序B。在傳送的過程中,通過撥桿Ⅱ?qū)?蓋上,通過固定小軸Ⅰ將4蓋上。日期由凸輪機構(gòu)完成。凸輪帶動成型器上下運動,完成日期的打印過程。完成打印日期后,紙盒被送到工序C。在傳送過程中,通過固定小軸Ⅱ?qū)?蓋上。當經(jīng)過固定裝置后分別將盒蓋上翻和下壓,同時也完成了折1和5的過程。固定裝置示意圖如圖2.2.3-3所示。
固定裝置Ⅰ完成盒蓋的下壓和1的折疊過程,固定裝置Ⅱ完成盒蓋的上翻和5的折疊過程。到達工序C時,一個旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。
固定裝置Ⅰ
固定裝置Ⅱ
圖2.2.3-3 固定裝置示意圖
紙盒的傳送裝置曲柄搖桿機構(gòu)帶動,能實現(xiàn)上下左右運動,即作平行四邊形運動。當紙盒被吸下來時,該傳送裝置向上運動,輔助將盒撐起來。然后傳送裝置向前運動,完成裝盒和蓋盒蓋后,傳送裝置向下運動,然后往回運動,進行下一次動作。該機構(gòu)設計為純機械設計,要嚴格要求與其他動作的時間和空間同步化,因此在設計方面要求很高的精度。紙盒傳送裝置如圖2.2.3-4所示。
連桿
紙盒
送盒架
圖2.2.3-4 紙盒傳送裝置
2.3 本章小結(jié)
本章主要是對裝訂機進行了總體設計。對電機進行了選擇,對各傳動零件進行選材和設計計算,保證傳動的準確性。通過立式包裝機總體設計方案和總體設計計算繪制總裝配圖。
第3章 設計計算
對裝訂機的主要零件及傳動方式進行相關(guān)計算。
3.1 齒輪傳動設計計算
1.選擇齒輪材料精度等級
齒輪材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,取硬度為235~255HB; 齒輪精度等級為8級。
2.按齒面接觸疲勞強度設計
由表查得
≥ (3.1)
初選=1.2
由表查得
==2.5
由表查得:=189.8
取=0.3 T1=35810
=60jLh=60×639.64×1×(8×300×10)=9.21×108
=/=9.21×108/3.31=2.78×108
查圖表得 =1.1, =1.1
取=1.0,=1.0,=0.92,=1.0
查圖表得 =590Mpa,=550MPa
由表查得 計算許用接觸應力
= ZN1ZXZWZLVR ==597.3Mpa
= ZN2ZXZWZLVR ==556.6Mpa
將各結(jié)果帶入公式(3.1)
≥
==56.08mm
取=28,==3.38×28=95
===2.003mm
取標準模數(shù)=2.25mm
=2.25×28=63mm
=63×(1-0.5×0.3)=53.55mm
===1.79
由表查得 取=1.1
==0.358
由表查得 取=1.02
===148.56mm
=0.3×148.56=44.56 取
===0.784
由圖表查得 =1.175
==1.1×1.02×1.175=1.32
=<〔〕2 (3.2)
=2.5×189.8×
=491.74Mpa< 安全。
接觸疲勞強度足夠。
3.校核齒根彎曲疲勞強度
由
=≤ (3.3)
=arctan=arctan=16.48O
==-16.48 O=73.52O
=28/cos116.48O =21.90
95/cos73.52O =250.28
按,
查圖表得 =2.85,=2.3
查圖表得 =1.55,=1.74
查圖表得 =220~230MPa,=170~180MPa
查圖表得 =1.0,=1.0
由表查得 =1.0
取=2.0,=1.4
代入式(3.3)中
===314MPa
===257MPa
將各數(shù)值代入公式(3.3):
=
==85.86MPa<=314MPa安全
===77.78MPa〈=257MPa安全
3.2 軸的設計計算
1.軸的設計計算
(1)選擇軸的材料
軸的材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理。
(2)按扭矩初步估算軸端直徑
查閱文獻得 (3.4)
查表選取 =130
=40mm
軸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2.1.
圖3.2.1輸出軸的結(jié)構(gòu)示意圖
考慮軸端有一個鍵槽
=20×3﹪=18.77 取=30mm
該段軸長
=384mm
(3)初選滾動軸承
考慮裝拆調(diào)整方便起見,選用深溝球軸承。根據(jù)軸端尺寸和軸承的大概安裝位置,初選深溝球軸承6204。
(4)對軸進行分析
對軸的壓軸力Q=670N
a.求垂直面內(nèi)的支反力
,
75R2H+28Fa1=90Q+136Fr1
=(136×397+90×670-28×117) /75 =1480
=0,=Fr1-Q-R2H =397-670-1480=-1753N
=Ft=61×1137=69357
b.求水平面內(nèi)的支反力
75R2V-(75+61)Ft=0
R2V=136×1137/75=2062N
∑Fy=0
R1V=397-2062=-1665N
求A,B,D三點水平面內(nèi)的彎矩
165Q-75R1V=165×670-75×1165=23175
226×670-136×1165+61×2062=118762
c.求合成彎矩
==13126
==137531
d.求當量彎矩
取0.6
Mca1=M1=73126N·mm
===139199N·mm
=αT=0.6×35810=21486N·mm
(6)校核軸的靜強度
由當量彎矩可以看出B點的彎矩最大,但該處的直徑卻較小,故應驗算B點的強度。
查表及公式得
=27.25mm
27.25mm<30mm靜強度足夠
由于E點的彎矩較大,而直徑卻最小,所以還需驗算E點的靜強度。
E點處的當量彎矩
=22.6+=28.4
=16.0mm
考慮鍵槽影響,需加大(3-5)%
=+3﹪=16.0+1.60×3﹪=16.5mm<20mm
故E剖面強度也足夠。
(7)校核軸的疲勞強度
a.判斷危險剖面
I-Ⅳ剖面均有應力集中源,均有可能是危險剖面。其中I,Ⅱ,Ⅲ均為過渡圓角引起的應力集中,但Ⅳ剖面的合成彎矩值較大。所以只驗算I,Ⅳ剖面的疲勞強度。
b.校核I剖面的疲勞強度。
I剖面因鍵槽引起的應力集中系數(shù)由表查得
=2.73 =1.96
由表查得:=0.83,=0.89
由表查得:=0.95
I剖面的扭剪應力,應力副和平均應力為:
===6.6MPa
==/2=6.6/2=3.3MPa
由表查得0.21,由表查得275MPa
===25
===10.5MPa
==10.5MPa =0
===13.12
===11.62
取[S]=1.8,S>[S]所以I剖面安全。
c.校核IV剖面的疲勞強度
由表查得
=8 =0.05
1.88 1.59
由表查得 =0.83 =0.89
由表查得
===2.17
===16.51
===2.15
由于S>[S]=1.8,此設計在安全范圍內(nèi)。
3.3滾動軸承壽命計算
已知:6204AC軸承?;绢~定動載荷C=25.2KN,基本額定靜載荷
C0=29.5kw,e=0.68。
由前面計算得知,該對軸承的水平支反力分別為=1480N,=-1753N
垂直支反力分別為:=2062N,=-1665N
合成支反力:
===2418N
===2538N
=0.68=0.68×2418=1644.24N
=0.68=0.68×2538=1725.84N
+=1725.84+117=1842.84N>=1644.24N
=1842.84N,=1725.84N
/=1842.84/2418=0.76>e=0.68
=0.4,=1.67
軸承承受輕度載荷沖擊,支反力A處有彎矩。所以取=1.2
= (+)=1.2×(0.4×2418+1.67×1842.84)=3114N
/=1725.84/2538=0.68>e
=1,=0 ,==1.2×2538=3045.6N
> 計算軸承B的壽命
=13808.90h (3.6)
預期壽命:10年 。
13808.90/(8×300)=5.75
5年換一次軸承----壽命足夠。
3.4 鍵的選擇和校核
鏈輪裝在主軸軸端,需用鍵進行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設計計算得知:鏈輪材料為鋼,軸的材料為45鋼,鏈輪與軸的配合直徑為15mm,鏈輪45鋼,輪轂長為20mm。選擇最常用的圓頭(A型)平鍵,因為它具有結(jié)構(gòu)簡單,對中性好,裝拆方便等優(yōu)點。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑d由標準中選定,鍵的長度由輪轂的寬度確定,查表得=5×5,=30mm。普通平鍵的主要失效形式是鍵,軸和輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。由于鏈輪材料是鋼,許用擠壓應力由表查得=100MPa。
鍵的工作長度=-=30-5=25mm
擠壓面高度 h’=h/2=5/2=2.5mm
擠壓應力==5.97<
故安全。
3.5 本章小結(jié)
本章主要是對藥品包裝機進行了總體設計計算。對電機進行了選擇,對各傳動零件進行選材和設計計算,保證傳動的準確性。通過藥品包裝機總體設計方案和總體設計計算繪制總裝配圖。
30
第4章 結(jié)構(gòu)設計
4.1紙盒上料結(jié)構(gòu)方案設計
4.11凸輪機構(gòu)設計計算
凸輪機構(gòu)采用力封閉式。運動規(guī)律為雙停歇運動,由文獻[29]表13.5-5查得改進等速 。由結(jié)構(gòu)初定凸輪行程為100mm,推程運動角Φ=120°,最大壓力角選用30°,由圖可算得基圓半徑=50mm。
推桿推程位移如下表所示。
=100mm,=120°
表4.1.1 推桿推程位移
δ/(°)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
s/mm
0
12.5
25
37.5
50
62.5
75
87.5
100
由式 =
=
其中 =90°,h=100mm,可計算得推桿回程位移,如下表所示。
表4.1.2 推桿回程位移
δ/(°)
0
15
30
45
60
75
90
s/mm
100
83.042
66.085
49.128
32.171
15.214
0
然后根據(jù)作圖法畫出凸輪的理論廓線和實際廓線。
4.12 氣閥結(jié)構(gòu)設計
當帶吸嘴的軸到達最高位置時,氣閥通道接通,開始吸氣。當軸到達最底位置時,氣閥通道被堵死,停止吸氣。氣閥的結(jié)構(gòu)圖如圖4.1.2所示。因為如果軸Ⅱ上是個通孔,只有保證這個通孔的中心線與氣道的中心線完全重合,這樣才能達到最大的吸氣程度。那么安裝精度要求就比較高。為了避免這些問題,本設計采用在軸Ⅱ上加工一個圓槽,這樣不管怎樣接觸,氣道都會打通。
當軸Ⅱ在凸輪的作用下作上下運動時,軸Ⅱ會發(fā)生轉(zhuǎn)動,為了解決這個問題,本設計設計了導桿機構(gòu)。軸Ⅱ在彈簧的作用下,在凸輪回程的時候也能回到初始位置,而在導向桿的作用下,能沿著直線運動,不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
軸Ⅰ
導向桿
氣道
凸輪
軸Ⅱ
彈簧
管
圖4.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)圖
4.13 擋爪機構(gòu)設計
托紙盒的架上帶有擋爪,當盒被吸下來時,擋爪繞軸Ⅱ向下轉(zhuǎn)動,盒被吸走時,擋爪在拉伸彈簧的作用下又回到最初位置。這樣防止紙盒在被吸下來的過程中遭到損壞。擋爪結(jié)構(gòu)圖如圖4.1.3所示。
機架
軸Ⅰ
軸Ⅱ
彈簧
圖4.1.3 擋爪結(jié)構(gòu)圖
4.2藥板上料機構(gòu)方案設計
(1)槽輪機構(gòu)設計
藥板由傳送帶傳送到工作架的位置,而傳送帶的間歇傳送是由槽輪帶動的。根據(jù)結(jié)構(gòu),初定槽輪的槽數(shù) =6,中心距 =150mm,圓銷半徑 =5mm。
槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角 2==120°,
槽間角 ==60°,主從動件圓銷中心半徑 ==75mm
與的比值 ==0.5,槽輪外圓半徑 ==130mm
槽輪槽深 =59.9mm
主動件輪轂直徑 =140mm
鎖止弧半徑 =70mm,則取 =60mm
鎖止凸弧張角 ==240°
槽輪結(jié)構(gòu)圖如圖4.2-1所示。
槽輪
撥銷
軸Ⅲ和軸承
軸Ⅰ
軸Ⅱ
鎖止弧
圖4.2-1 槽輪結(jié)構(gòu)圖
(2)齒輪齒條設計計算
a.齒輪設計
齒數(shù) =200 ,模數(shù) =1,則 ==200mm
壓力角 =20°,變位系數(shù) =0 ,齒頂隙系數(shù)
齒頂高 ==1
齒根高 ==1.25
齒頂圓直徑 ==202mm
b.齒條設計
齒條總長 =120mm ,==1
4.3紙盒上料機構(gòu)方案設計
(1)撥桿設計
當盒被推盒裝置推走后,撥桿將紙盒的舌頭蓋上,隨即紙盒隨著傳送裝置被送到指定工序等待裝盒。撥桿結(jié)構(gòu)圖如圖4.3-1所示。
內(nèi)六角螺釘
工作臺
推力軸承
軸
緊定螺釘
摩擦輪
撥桿
圖4.3-1 凸輪結(jié)構(gòu)圖
(2)蓋盒裝置設計
當完成盒蓋的上翻和下壓的過程后,紙盒被傳送到指定工序時,一個旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。蓋盒裝置結(jié)構(gòu)圖如圖4.3-2所示。
螺釘Ⅰ
螺釘Ⅱ
鍵
墊片
撥桿
圖4.3-2 旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)
4.4循環(huán)圖結(jié)構(gòu)設計
一、 機構(gòu)循環(huán)圖
1.吸盒機構(gòu)
0
120
180
270
360
Φ
圖4.4-1 吸盒機構(gòu)循環(huán)圖
2.送盒機構(gòu)
0
90
270
360
Φ
圖4.4-2送盒機構(gòu)循環(huán)圖
圖4.4-2 送盒機構(gòu)循環(huán)圖
3.推藥板機構(gòu)
29
0
210
360
Φ
圖4.4-3送藥板機構(gòu)循環(huán)圖
二、機器循環(huán)圖
吸盒機構(gòu)
送盒機構(gòu)
推藥板機構(gòu)
0
0
0
120
180
240
270
360
360
90
△Φ1
△Φ2
290
360
210
29
Φ(°)
Φ(°)
Φ(°)
其中△Φ1=10°,△Φ2=20°。
4.5本章小結(jié)
本章主要進行了三大部分的結(jié)構(gòu)設計,紙盒上料機構(gòu)、藥板上料機構(gòu)、裝盒機構(gòu)
的總體結(jié)構(gòu)設計,和氣閥、擋爪、齒輪齒條、槽輪、撥桿、蓋盒等裝置進行細化設計,并完成了幾大部分的循環(huán)機構(gòu)圖,利與使用者對產(chǎn)品生產(chǎn)的了解。
結(jié) 論
裝訂機屬于高技術(shù)、高智能、高競爭的機電一體化產(chǎn)品,高技術(shù)成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應用。裝訂機可分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平和打批號等功能。因此在設計過程中還要考慮機械潤滑、機械安全運行、包裝衛(wèi)生等功能。我國國產(chǎn)藥品裝盒機雖然在近十幾年來獲得了快速的發(fā)展,但其面臨的問題依然不少。在國內(nèi)制藥裝備行業(yè)中藥品自動裝盒機的制造商之中,技術(shù)含量和質(zhì)量較高的制造商寥寥無幾,且大多停留在半自動或中低速水平,同國外的同類產(chǎn)品相比,無論在裝備的發(fā)展水平、技術(shù)含量和應用推廣方面都不盡人意。在市場分配中,國產(chǎn)的藥品裝盒機只是在中低檔市場上略占優(yōu)勢,而高檔市場幾乎全部被國外產(chǎn)品所占據(jù)。
在進行設計初始階段時應充分考慮產(chǎn)品的可行性。一方面是市場的考慮,包括產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品原料、制造費用的考慮;另一方面是產(chǎn)品加工的考慮,包括現(xiàn)有加工能力、加工工藝、加工性能及周邊配套行業(yè)的考慮。
本設計的主要設計內(nèi)容為藥品裝盒機的上料裝置設計、藥板裝盒裝置設計。完成的主要工作有:綜述;藥品裝盒機的發(fā)展歷程,發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略;確定總體方案、包裝工藝,物料的運動方式采用垂直與水平相結(jié)合的方式,從而縮短了機器的尺寸;設計紙盒上料機構(gòu),利用負壓吸盤對紙盒進行分離、輸送,吸盤由凸輪機構(gòu)驅(qū)動,上下移動;設計藥板上料機構(gòu),通過槽輪機構(gòu)驅(qū)動齒形帶對藥板進行定量輸送;設計裝盒機構(gòu),將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi),同時完成紙盒的折疊封合。
本設計充分考慮了機械動力學分析,使機械運行平穩(wěn)。設計過程參考了各類包裝機械設計的長處,同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設計。本機器包裝能力為50~120盒/分。
為實現(xiàn)預定的功能,我們需要使用不同的機構(gòu)。這一過程中需綜合考慮整機的各個部分,使設計的產(chǎn)品在滿足使用要求的同時,結(jié)構(gòu)簡單、實用。糖果包裝機械機構(gòu)設計時,應選擇和組合適當?shù)臋C構(gòu)運動原理,充分考慮實現(xiàn)特定運動所需機構(gòu),如凸輪機構(gòu),連桿機構(gòu),凸輪連桿機構(gòu)。同時還應運用分離傳動技術(shù),綜合考慮傳動軸和傳動系統(tǒng)的設計問題。設計過程中應盡量減少不確定性因素造成的影響,使機構(gòu)運行平穩(wěn)。設計時還應對機械進行動力學分析,以提升機械運行速度和平穩(wěn)性。另外還應考慮包裝機械的多樣、可調(diào)、容錯、可擴展、平穩(wěn)性以及美觀化,追求機械輕巧但穩(wěn)定。設計過程可參考各類包裝機械設計的長處,同時借鑒別的機械,如塑料機械、印刷機械的優(yōu)點。除進行機構(gòu)設計外.還應考慮各功能另外的實現(xiàn)途徑,如真空、電器控制等,以期最優(yōu)組合該產(chǎn)品。
本機總體上具有較高的性價比,具有很強的競爭力和很好的發(fā)展前景。此外包裝機械也可以有一些附加功能,如包裝盒中加入量杯、藥勺等工具,以方便用戶使用。在機種的開發(fā)方面可以設計較為先進的機械,如無菌包裝機械、保鮮包裝機械等。還可以開發(fā)藥品包裝前處理成套設備和后處理配套設備。
由于經(jīng)驗不足,本設計存在不足之處,有些地方考慮不夠周到,這些問題都有待進一步解決。
3
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