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NJP1200
胶囊
充填
机转塔
机构
设计
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NJP1200型胶囊充填机转塔机构设计,NJP1200,胶囊,充填,机转塔,机构,设计
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摘要：胶囊填充机集机、电、气为一体，采用微电脑可编程控制器，触摸面板操作，变频调速，配备电子自动计数装置，能分别自动完成胶囊的就位、分离、充填、锁紧等动作，减轻劳动强度，提高生产效率，符合制药卫生要求。本机动作灵敏，充填剂量准确，结构新颖，造型美观，操作方便，适用于充填各种国产或进口胶囊。是目前制药行业充填胶囊药品的经济实用型设备。Abstract：Capsule filling machine, electricity, gas for one, using micro programmable controllers, touch screen, frequency control, automatic counting device with a place that can automatically capsules, separation, filling, locking action, reduce labor intensity and improve production efficiency meet the medical and health requirements. Sensitive, accurate filling dosage, novel structure, beautiful appearance, easy operation, suitable for filling a variety of domestic and imported capsules. At present, the pharmaceutical industry is a device used to fill capsules drugs economical and practical.目录：2一，胶囊填充机的介绍21.1胶囊填充机的现状21.2胶囊填充机的组成4二，设计方法62.1转塔设计思路62.1.1转动方案的确定62.1.2传动方案的确定92.2电机的计算及选用102.3齿轮的计算及选用112.4轴承的选用122.5带轮的选用132.6皮带的设计计算14三，Proe建模及运动仿真143.1Proe简介143.2建模效果图16四，总结16五，致谢17六，参考文献18目录：一，胶囊填充机的介绍1.1胶囊填充机的现状胶囊填充机集机、电、气为一体，采用微电脑可编程控制器，触摸面板操作，变频调速，配备电子自动计数装置，能分别自动完成胶囊的就位、分离、充填、锁紧等动作，减轻劳动强度，提高生产效率，符合制药卫生要求。本机动作灵敏，充填剂量准确，结构新颖，造型美观，操作方便，适用于充填各种国产或进口胶囊。是目前制药行业充填胶囊药品的经济实用型设备一般采用自动间歇回转运动形式，安装在工作台中央的回转台，以每分钟614转的转速旋转，每转有8次短暂停留时间，回转台将胶囊输送到回转台周围的各个工作站，在各站短暂停留的时间里，播囊、分囊、充填、废囊剔除、锁囊、出囊、清洁模具等各种作业同时自动进行。操作步骤1、 按下“电源开关”中的绿色按钮，电源接通。2、 缓慢调节“振动强弱调节旋钮”，顺时针方向旋转，此时与“振动支架”联为一体的整理盘开始振动，用手触摸整理盘，凭感觉调整到一定振荡强度。3、 将装粉胶囊壳放入“装粉胶囊壳整理盘”内，每次约放300粒左右。将胶囊帽盖放入“胶囊帽盖整理盘”内，每次约300粒左右。整理盘用有机玻璃板制作,上面钻有许多上大下小漏斗型的圆孔，圆孔直径与胶囊号码直径相对应。此时震动工作台板胶囊壳前后稳慢的移动，从而逐粒进入台板孔内。4、约30秒钟，装粉胶囊壳和胶囊帽盖即掉入圆孔中，开口朝上。如遇个别开口朝下时，可用胶囊帽盖向下轻轻压套，即可套出。5、 水平手持装粉胶囊壳接板（图中末画出，已随机准备好，接板中有圆孔），在整理盘下部往里轻轻一推，整理盘中的装粉胶囊壳就会往下掉入接板圆孔中，随后取出接板。同样的方法，用胶囊帽盖接板取出胶囊帽盖。6、 可预先准备一个底面积为500500mm，四边高约10mm的药粉方盘，内装药粉，将装粉胶囊壳接板平放在药粉方盘中。再将随机配的有机玻璃框罩在装粉胶囊接板上，用小撮斗铲药粉放入框内，用框边一刮，即可装满药粉，并把多余药粉刮掉。7、用随机配的胶囊帽盖套装板（图中末画出，套装板上有圆孔），放在胶囊帽盖接板上，有对位孔，很容易放置。翻转胶囊帽盖接板，使胶囊开口朝下，套在已装好药粉的装粉胶囊壳接板上，也有对位孔，很容易套合。8、将已套合的胶囊板放入“胶囊戴帽成型板”下面的空腔中，用手向下扳动“压杆”并到位，无须当心用力过大，因为有定位机构控制下压高度。取出套合胶囊板，倒出胶囊, 灌装完毕。即可循环下一板。1.2胶囊填充机的组成全自动胶囊充填机的结构由空胶囊下料装置、胶囊分送装置、粉剂下料装置、计量盘机构、胶囊充填封合机构、箱内主传动机构和电器控制系统等组成。 1）空胶囊下料装置：由料斗与输送管路组成，主要储存空胶囊并使空胶囊逐个的竖直进入胶囊分总装置。 2） 胶囊分送装置：使空胶囊进入分送装置的选送叉内，选送叉向下动作一次会送下六粒胶囊，并且胶帽在上。同时，真空分离系统把胶囊顺入到模块中，并将体帽分开。 3） 粉剂下料装置：由粉斗、粉斗螺杆、下料输送管等组成，主要把在螺杆和搅拌作用下把存储的粉剂有控制入计量盘上。 4） 计量盘机构：根据胶囊规格及装量所匹配的计量盘规格。粉剂在间歇旋转的计量盘内经过五次充填压实成药柱，并推入到下模块的胶囊内。 5） 胶囊充填封合机构：当推入药柱胶囊下胶囊体后，上、下模块的胶帽与下胶囊体推向上使之扣合。 6） 箱内主传动机构：箱内通过电机、箱式福开森间歇回转机构、齿轮副、减速、凸轮副和链传机构完成执行工作所需动力，同时，变频电机达到变频调速功能。 7） 电器控制系统：由PLC系统控制显示各胶囊充填的工艺要素。 1.2.2 原理 全自动胶囊充填机主要工作原理是机器运转时，胶囊料斗内的胶囊会逐个的竖直进入分送装置的先送叉内。当先送叉向下动作一次会送下六粒胶囊，并且胶帽在上。在第一工作上真空分离系统把胶囊顺入到模块中，同时将体帽分开。转盘间歇旋转到第二工作时，上米快升为并向内这动，在第五工作充填杆把压实的药柱推入到下模块的胶囊内，未分开的胶囊在第八工作上排除。上、下模块在第十工作上合在一起，并将下胶囊体推向上使之扣合，十一工作位上，将扣好的胶囊成品被推出收集。在第十二工位，吸尘器清理模块后又进入下一循环。药柱是在间歇旋转的计量盘内经过五次充填压实而成。 二，设计方法2.1转塔设计思路本设计中转塔结构如下药物漏斗中盛放着药物粉末，其上有很多圆柱状小漏斗，其功能是引导药物流动，药物流动。硅胶层上面有跟漏斗一样多的孔，药物漏斗转动的时候当圆柱销控对准硅胶层的小孔时药物可以流动填充，对不准时药物被硅胶层挡住不能进行填充。所以在漏斗旋转过程中实现填充-不填充-填充间歇式的填充过程。2.1.1转动方案的确定转动方案有了两种预备方案，一种是连杆带动漏斗实现间歇式的旋转，另一种是电机带动旋转。连杆传动的优缺点：优点: 1）能够实现多种运动形式的转换，如它可以将原动件的转动转变为从动件的转动、往复移动或摆动。反之也可将往复移动或摆动转变为连续地转动。 2）平面连杆机构的连杆作平面运动，其上各点的运动轨迹曲线有多种多样，利用这些轨迹曲线可实现生产中多种工作要求。 3）平面连杆机构中，各运动副均为面接触，传动时受到单位面积上的压力较小，且有利于润滑，所以磨损较轻，寿命较长。另外由于接触面多为圆柱面或平面，制造比较简单，易获得较高的精度。缺点: 1）难以实现任意的运动规律。 2）惯性力难平衡(构件作往复运动和平面运动),易产生动载荷。 3）设计复杂。 4）积累误差(低副间存在间隙),效率低。电机转动的优缺点步进电机的优缺点：优点： 1电机旋转的角度正比于脉冲数； 2电机停转的时候具有最大的转矩（当绕组激磁时）； 3由于每步的精度在3%-5%，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性； 4优秀的起停和反转响应； 5由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命； 6电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本较低； 7仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。 8由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。缺点： 1如果控制不当容易产生共振； 2难以运转到较高的转速。开环控制： 步进电机最有意义的一个优点就是在开环系统里可以实现精确的控制。开环控制意味着不需要关于（转子）位置方面的反馈信息。这种控制避免了使用昂贵的传感器以及象光学编码器这样的反馈设备，因为只需要跟踪输入的步进脉冲就可以知道你（转子）的位置。最终权衡下选择电机转动方式。因为其符合转动的本身特性，而且效率高，方便控制。2.1.2传动方案的确定传动方案选择皮带传动，带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。带传动的功率损失有：（1）滑动损失 摩擦型带传动工作时，由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形成弹性滑动，导致带与从动轮的速度损失。弹性滑动率通常在1%2%之间。严重滑动，特别是过载打滑，会使带的运动处于不稳定状态，效率急剧降低，磨损加剧，严重影响带的寿命。滑动损失随紧、松边拉力差的增大而增大，随带体弹性模量的增大而减小。（2）内摩擦损失 带在运行中的反复伸缩，在带轮上的挠曲会使带体内部产生摩擦引起功率损失。 内摩擦损失随预紧力、带厚与带轮直径比的增加而增大。减小带的拉力变化，可减小其内摩擦损失。（3）带与带轮工作面的粘附性以及V带楔入、退出轮槽的侧面摩擦损失。（4）空气阻力损失 高速运行时，运行风阻引起的功率损失。其损失与速度的平方成正比。因此设计高速带传动时，应减小带的表面积，尽量用厚而窄的带；带轮的轮辐表面应平滑（如用椭圆轮辐）或用辐板以减小风阻。（5）轴承摩擦损失 轴承受带拉力的作用，是引起功率损失的重要因素之一。 综合上述损失，带传动的效率约在80%98%范围内，进行传动设计时，根据带的种类选取。2.2电机的计算及选用小型三相异步电动机，通常包括H80-315MM的电机，其产量大、用途广，在电网的总负荷中，它的用电量为40%左右。六十年代初流行的为JO2系列电动机，该系列电机的功率等级、安装尺寸与国际市场上的通用标准不同，另外该电机启动转矩较低和缺乏噪声控制指标，因此现在我国现在使用的电机为Y系列电机。该电机坚固耐用、安全可靠因此使用范围越来越广。然而有些用户使用的电机年损坏率高达5%，究其原因多半是选型不当、使用不妥、保护不善的缘故。因此本次讲课的主要目的是：发现电机使用中发生的质量问题，妥善的解决。 小型异步电动机的体系 小型异步电动机可分为：基本系列、派生系列和专用系列。 基本系列使用范围广、生产量大，是一种通用电机，如Y系列（IP44）小型三相异步电动机。 派生系列按照不同的使用要求，在基本系列的基础上做了部分改动，另部件与基本系列有较高的通用性和一定程度的统一性。派生系列有电气派生（如高效电机，YX系列）、结构派生（如绕线转子电动机YR系列）、特殊环境派生（隔爆型电动机，YB系列）等几种。 专用系列与一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防护条件系列，如YZYZR冶金及起重用异步电动机。2.3齿轮的计算及选用计算公式如下： 弯曲应力：F=FtKAKVKFKFYFSY/bMn 许用弯曲应力：FP=FPYNYsrdtYrndtYx/SFmin 弯曲强度安全系数：SF=FPYNYsrdtYrndtYx/F序号名称符号单位公式或来源Z1Z21齿数Z根据使用要求16892法向模数Mnmm初算确定163分度圆螺旋角04中心距mm8405径向变位系数Xn0.5-0.56分度圆直径dmmd=zm/cos25614247齿顶圆直径dammda=d+2ha30414408传动比i5.56259齿根圆直径dfmm232136810传动扭矩TNm2049411400011节圆上圆周力FtNFt=2000T/d16011216011212齿宽bmm21020013使用系数KA表35.2-241.11.114动载系数KV式35.2-121.0151.01515轴向重合度bsin/3.14n0016端面重合度图35.2-101.51717齿向载荷分布系数KHKF1118齿间载荷分布系数KHKF1.21.219齿形系数YFs图35.2-22、234.453.9320螺旋角与重合度系数Y-式35.2-18 35.2-19Y= YY1.241.0721计算弯曲应力FN/mm2表35.2-22352.3281.922寿命系数YN图35.2-281.21.223相对齿根圆角敏感系数Ysrdt表35.2-331124表面状况系数Yrndt1125尺寸系数Yx图35.2-290.880.8825齿轮材料42CrMo40Cr27热处理调质28硬度HRB220-240200-22029弯曲疲劳强度基本值FEN/mm2图35.2-2758058030最小安全系数SFmin表35.2-321.61.631许用弯曲应力FPN/mm2表35.2-22382.8382.832安全系数SF表35.2-221.72.233计算结果FFP SFSFMIN齿根弯曲强度满足要求2.4轴承的选用受轴向载荷松螺栓连接校核计算结果 轴向载荷 Fc = 10 kN 螺栓小径 d1 = 8.376 mm 螺栓机械性能等级 = 4.8 螺栓屈服强度 s = 320 MPa 安全系数 Ss = 1.4 螺栓许用应力 = 228.57 MPa 螺栓计算应力 = 181.48 MPa校核计算结果： 满足 2.5带轮的选用同步带轮一般由钢，铝合金，铸铁，黄铜，等材料制造。内孔有圆孔，D形孔，锥形孔等形式。表面处理有本色氧化，发黑，镀锌，镀彩锌，高频淬火等处理。精度等级依客户要求而定。1、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；2、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；3、传动效率高，可达0.98，节能效果明显；4、维护保养方便，不需润滑，维护费用低；5、速比范围大，一般可达10，线速度可达50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；6、可用于长距离传动，中心距可达10m以上；7、无污染,可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。2.6皮带的设计计算三，Proe建模及运动仿真3.1Proe简介Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。 Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。1参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。2 基于特征建模Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。3 单一数据库（全相关）Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜1。3.2建模效果图如图所示途中包括药物漏斗，硅胶层，胶囊像，皮带，带轮，齿轮，减速器，电机等四，总结经过了两个多月的学习和工作，我终于完成了#的论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对课题一无所知，对行业技术很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了博客这一新兴的出版方式给我们生活带来的乐趣，在属于自己的网络空间上，尽情宣泄自己的情感，表达自己的感受，并且把自己的想法与他人分享，我也有了一个属于自己的博客空间。然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我可以自豪的说，这里面的每一段代码，都有我的劳动。当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是
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