圆柱形产品带震动的填充粉末料的自动机设计【21300字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。48页。21300字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。
UG图一套。

毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目　　圆柱形产品带震动的填充粉末料的自动机设计 
2、专题　 　
二、课题来源及选题依据 
1、课题来源：来源于工厂 
2、选题依据：近年来，加工粉末料的自动机发展迅速，在日常生活中所起的作用也越来越大。例如胶囊机，由于胶囊填充机生产胶囊效率高，质量好，能达到制药行业的标准，胶囊填充机被广泛应用。胶囊填充机在制药企业中逐显其重要地位。现在市场上主要有全自动胶囊填充机和半自动胶囊填充机。随着计算机技术的发展和应用，PLC应用于胶囊填充机系统，使胶囊填充机的技术性能和安全性有了很大的提高。 
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
① 熟练运用UG绘制三维图 
② 熟悉各种粉末料加工的自动机 
③ 了解粉末料填充会遇到的各种问题 
④ 设计出合理的带震动的填充粉末料的自动机 
摘 要
粉末料填充问题在国内外应用都非常广泛，例如胶囊填充、炸药填充、粉末成型等。但现在大多数粉末料填充无法实现自动化流水线生产，很多依然需要人工装填容器，并且完成后也需人工取出。而有些粉末料成型机只是单纯的对粉末料进行上下两端加压成型，受力不均匀导致成型的产品内部依然是粉末料。
本次论文主要设计的是将粉末料填入圆柱形容器中并加压使粉末料被均匀的压实。为此共设计了四个步骤，既校正容器、容器传送、填粉压粉和成品送离。校正容器是通过二阶段校正将装填粉末料的圆柱形容器以口向上的方式固定住，以便之后的操作。容器传送和成品送离是通过双轨V带轮将固定住得容器送至填粉压粉处，并在填粉压粉结束后将成品送离。填粉压粉则是通过由升降支柱带动的螺旋形填粉器与升降轨道之间的配合，使粉末料能够填入容器中并均匀的压实。实现自动化生产。

关键词：粉末料；填粉压粉；螺旋；自动化；

Abstract

Powder material filled in the application at home and abroad are very wide , such as capsule filling , explosive filling, powder molding . But now most of the powder material filling can not be achieved automated production lines , many still require manual loading container , and after the completion of the need to manually remove the . Some powder metal forming machine simply the powder material compression molding of the upper and lower ends , the uneven force evenly inside the molded products still powder material .
The paper is designed primarily powder filling and pressurized cylindrical container of the powder material is uniform compaction . To this end were designed in four steps correction container , container shipping , fill powder pressed powder and finished to send from . Correction container is filled through a two-stage correction of the cylindrical container of the powder material to hold the mouth up , so that after the operation . Container delivery and finished to send from two-track V pulley fixed container sent to the powder filling the pressed powder and finished after the end of the powder filling pressure powder sent from . Powder filling pressure powder is driven by lifting pillar spiral fill with powder and lift between tracks , the powder material to fill the container and uniform compaction . Automated production.

Key words: Powder material ; Powder filling pressure powder ; Spiral ; Automation ;

目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1本课题的研究内容和意义 1
1.2国内外的发展概况 1
1.3 胶囊填充机结构和原理 3
1.4本课题应达到的要求 4
2 总体设计方案的拟定 5
2.1 自动机运行过程 5
2.2 校正装置的设计 6
2.2.1 一阶段校正： 6
2.2.2 二阶段校正： 6
2.3 传送装置的设计 7
2.4 填粉压粉装置的设计 8
3 各部结构具体设计过程及计算 11
3.1 传动简图的拟定 11
3.2 电动机的选取 11
3.3 传动比的分配 13
3.4 传动零件的设计与选择 15
3.5 齿轮传动 17
3.6 动力轴的计算和校核 20
4 粉末压制过程及问题 22
4.1 引言 22
4.2 粉末颗粒运动轨迹方程 22
4.2.1 研究方法 22
4.2.2 速度分析 23
4.2.3 轨迹方程 25
4.3 粉末颗粒受力分析 26
4.4 容积计算 28
4.4.1 研究方法 28
4.4.2 展开高度 29
4.4.3 三角形区域的容积 31
4.4.4 矩形区域的容积 32
4.5 本章小结 33
5 结论与展望 33
5.1 结论 34
5.2不足之处及未来展望 34
致 谢 35
参考文献 36

课题来源
工厂
科学依据
（1）课题科学意义
本课题所要研究的是如何将粉末料填充入容器并将粉末料压实。类似此类研究的有胶囊填充机、自动填粉压粉机、粉末成型机等。本次设计主要是为了全自动实现容器的校正与定位、粉末的装填和粉末的压制成型。相比较于其他类似的粉末填充机，本次设计的自动机具有更多种功能。
（2）填充粉末料的自动机的国内外研究概况
1.国外研究现状 
近年来，由于胶囊填充机生产胶囊效率高，质量好，能达到制药行业的标准，胶囊填充机被广泛应用。胶囊填充机在制药企业中逐显其重要地位。现在市场上主要有全自动胶囊填充机和半自动胶囊填充机。随着计算机技术的发展和应用，PLC应用于胶囊填充机系统，使胶囊填充机的技术性能和安全性有了很大的提高。但是胶囊填充机的结构依然很复杂，它的结构复杂化，会使操作复杂化，这样容易出差错，造成不必要的损失，对于操作技术不熟练的操作来说更是如此。为了解决这个问题，国外近年来通过应用各种先进技术，改进显示装置和操作结构，使操作简便化，甚至自动化。九十年代末以来，自动化应用于胶囊充填机，使得胶囊充填机的生产效率大大提高。具体有以下几个方面：
第一：控制模块的改进
增加了自动监控系统由可编程逻辑控制智能模块和人机界面操作系统组成，界面分为手动试运行和正常运转，并采用了智能模块和探测器，对于缺料、缺囊、料道阻塞和机械故障等运行故障实现了自动诊断监控、自动报警停车，同时可实时粒计产量和累计产量的统计。
第二：凸轮的设计
结构上加大了凸轮的尺寸，使充填所需要的运行压力较大，既能适应西药又能适应中药，以保证设备的使用寿命和运行的可靠性。
第三：剔除废囊装置
该装置利用真空装置剔除废胶囊（合格率指标以外的），将废胶囊以外的药品回收重新利用断绝浪费，大大提高经济效益。
2.国内研究现状
胶囊剂可以保护药物药性不被破坏，解决了由药物流失和浪费所造成的药效降低问题，防止了药物对消化器官和呼吸道的伤害，便于吞服。受到了广大患者的欢迎。使胶囊充填机在各个制药企业中占了主导地位。由于科技的发展，胶囊机的改进成为至关重要的课题。80年代初，我国才刚引用手动胶囊机，这种胶囊机操作难，生产效率低，废胶囊的比率较大，浪费了大量的人力、物力。90年代的半自动胶囊填充机，虽然大大降低了废胶囊的比率，但是生产效率仍然没有提高。如今全自动胶囊充填机自动完成胶囊的播囊、分囊、充填物料、剔除废囊、锁囊、成品输出以及模具清洁等功能，受到了广大药企业的欢迎。
研究内容
① 研究粉末颗粒中的某一粒子在螺杆下料过程中的运动轨迹，通过数学方程描述其运动轨迹。 
② 建立数学模型，数学模型主要描述粒子在运动过程中的速度变化和加速度变化。 
③ 根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析，通过效率分布曲线确定出较好的螺旋升角及螺杆转速范围。 
④ 将粉末颗粒物料假设为流体，研究螺杆充填的机理。

./拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）技术路线
首先研究粉末颗粒中的某一粒子在螺杆下料过程中的运动轨迹，通过数学方程描述其运动轨迹，建立数学模型，数学模型主要描述粒子在运动过程中的速度变化和加速度变化。其次根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析，通过效率分布曲线确定出较好的螺旋升角及螺杆转速范围。
（2）研究方法
① 根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析。
② 对实验数据进行分析处理，为粉末填充机的工作机构动力学模型、进行仿真与分析作了必要的准备。
（3）可行性分析
通过数学方程描述其运动轨迹，建立数学模型的方法运用成熟，因此是可行的。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年11月16日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料
2012年11月20日-2013年1月20日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2013年1月25日-2013年2月10日：填写毕业实习报告。
2013年2月20日-2013年3月10日：按照要求修改毕业设计开题报告。
2013年3月19日-2013年3月30日：根据开题报告完成任务书。
2013年4月1日-2013年4月30日：完成总装图及零件图的绘制。
2013年4月30日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
我国市场前景广阔，产品质量性能逐渐满足要求，因此产品的发展必须由单纯的追求技术上的完善，转向产品外观质量的提高，放到与技术改进放到同等重要的位置，通过本课题的研究，产品必定以合理的色彩以及人性化的结构方式提高自己的附加值，吸引到更多地客户，加大自己产品的市场占有率，提高在行业中的竞争力。本文中对充填过程分析所使用的另外一个重要方法是流体力学法，因此了解粉末颗粒物料的基本性质对充填过程的分析还是有很大帮助的。 
特色或创新之处
① 能够自动化流水线操作。
② 容器校正采用滑轮钩带动，通过钩住容器口来校正容器。填粉压粉装置采用支柱带动填粉器。
已具备的条件和尚需解决的问题
① 设计思路已经明确，整体步骤已经确定。
② 清理泄出粉尘等细节还需改进。