泡罩包裝機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘 要LBP-250 滾筒式泡罩包裝機(jī)廣泛應(yīng)用于輕工、醫(yī)藥和化工行業(yè)，特別是藥品包裝。雖然我國(guó)的滾筒式泡罩包裝有了很大的發(fā)展，但是在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性、價(jià)格、服務(wù)等方面在與進(jìn)口產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。因此，很有必要對(duì)滾筒式泡罩包裝機(jī)深入研究，對(duì)其機(jī)構(gòu)、原理、運(yùn)動(dòng)、功能進(jìn)行研究分析，提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作方便、自動(dòng)化程度高、應(yīng)用范圍廣的滾筒式泡罩包裝機(jī)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為四大部分：第一，系統(tǒng)地分析滾筒式泡罩包裝機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和和工作原理，全面分析包裝機(jī)的工藝路線，得出傳動(dòng)方案；第二，通過(guò)工作原里論述分析,對(duì)槽輪機(jī)構(gòu)、熱封合機(jī)構(gòu)、動(dòng)力步進(jìn)機(jī)構(gòu),得出各結(jié)構(gòu)件的參數(shù)；第三，通過(guò)數(shù)學(xué)建模，采用圖解法,對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析校核；第四，根據(jù)前面所推導(dǎo)的理論，確定整體方案，根據(jù)設(shè)計(jì)所得到的尺寸完成總裝配圖和其他零件圖紙。關(guān)鍵詞：泡罩包裝；成型；熱封合本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractLBP-250 flat blister packaging machine is widely used in light industry, medicine and chemical industries, especially pharmaceutical packaging. Although Chinas Flat blister packaging has a great development, it is disadvantage in the competition in product development, performance, quality, reliability, price, service and other areas in and imported products. Therefore, it is necessary to Flat blister packaging machine-depth study of its institutions, principles, sports, research and analysis functions, to provide simple and reliable, easy to operate, a high degree of automation and wide application of the Flat blister packaging machine.The design elements are divided into four parts: First, the systematic analysis of Flat blister packaging machine and the basic structure and working principle, a comprehensive analysis of the packaging machine line that drive the plan; Second, through the work of the exposition, Analysis of the reducer, the institutions of heat-seal gathers, power step, electrical control design, that the structure of the parameters ;Third, through mathematical modeling, using graphic method, sports bodies and the mechanics of kinematics Checking; Fourth, according to previously deduced theory, determine the overall plan, according to the size of the design be completed by the general assembly and other parts drawings. Key words：Blister packaging; Plastic molding; Hot sealing本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目 錄第 1 章 緒 論 .11.1 概述 .11.2 研究意義 .1第 2 章 LBP-250 泡罩包裝機(jī)的方案設(shè)計(jì) .22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析 .22.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) .22.1.2 工藝路線 .22.1.3 主要參數(shù)的確定 .22.2 功能分析 .32.2.1 總功能的確定 .32.2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化 .32.2.3 功能分解 .32.2.4 功能結(jié)構(gòu)確定 .42.3 功能分解 .42.3.1 分功能原理解 .42.3.2 系統(tǒng)方案求解 .42.4 方案評(píng)價(jià) .52.5 系統(tǒng)方案原理圖 .5第 3 章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .83.1 電動(dòng)機(jī)選擇 .83.2 傳動(dòng)比分配 .83.3 各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)計(jì)算 .83.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .103.4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .103.4.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .123.4.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .153.4.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .163.4.6 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 .20第 4 章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .21本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV4.1 成型機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析 .214.2 封合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析 .214.3 輥式泡罩包裝機(jī)的工作循環(huán)圖 .224.4 典型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .234.4.1 成型輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .234.4.2 封合輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .23第 5 章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .255.1 選擇控制器 .255.2 選擇 PLC.255.3 選擇傳感器 .265.4 程序流程 .275.5 硬件電路的設(shè)計(jì) .28畢業(yè)論文總結(jié) .30參考文獻(xiàn) .30致 謝 .32附 錄 （英文原文） .33附 錄 （中文翻譯） .37附錄 程序清單 .39本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第 1 章 緒 論1.1 概述本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 LBP-250 泡罩包裝機(jī)成型熱封系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這個(gè)題目是在九天制藥及春光包裝機(jī)械有限公司參觀后決定的。本包裝機(jī)主要是進(jìn)行顆粒料，例如膠囊進(jìn)行包裝。整個(gè)工作流程可分為藥品填充、熱塑薄膜成型、熱塑薄膜與覆蓋鋁箔的密封、打碼及沖裁四個(gè)部分。由于設(shè)計(jì)時(shí)間有限，本次只進(jìn)行成型及熱封合的設(shè)計(jì)。其中成型采用吸塑成型，熱封采用熱壓封合。整個(gè)控制部分采用PLC 控制，主要是對(duì)成型溫度、熱封溫度，及電機(jī)的控制。PLC 是根據(jù)用戶需要來(lái)選擇相應(yīng)的模塊，用戶程序在系統(tǒng)程序上運(yùn)行和編制。正是其在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，使得技術(shù)人員與廣大企業(yè)設(shè)備商在進(jìn)行控制器選擇時(shí)優(yōu)先選擇 PLC作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選控制器。所以在此次設(shè)計(jì)中使用 PLC 作為本設(shè)備的控制模塊。1.2 研究意義藥用泡罩包裝機(jī)是一種用來(lái)包裝口服固體藥片的包裝機(jī)器。塑料硬片的加熱、成型等諸多操作往往都是在同一個(gè)藥用泡罩包裝機(jī)上完成的。為了使人們能夠更好的了解此類機(jī)械設(shè)備，筆者將此類系統(tǒng)設(shè)備具有的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了以下總結(jié)闡述：1、泡罩包裝具有良好的阻隔性。此類設(shè)備之所以具有良好的阻隔性主要是由原材料自身的包裝決定的。通過(guò)與瓶裝藥品的對(duì)比可以看出，藥品經(jīng)過(guò)泡罩包裝之后能夠有效減少要求的污染且便于患者隨身進(jìn)行藥品攜帶，同時(shí)經(jīng)過(guò)泡罩包裝之后，藥片在相氣體阻隔性、透濕性等諸多方面也具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 2、此類包裝的另一優(yōu)勢(shì)在于藥品包裝的安全性。藥品在采用泡罩包裝時(shí)整個(gè)過(guò)程是一氣呵成的，在包裝過(guò)程未完成之前，其藥片包裝不會(huì)結(jié)束。通過(guò)泡罩包裝在進(jìn)行藥品包裝之前會(huì)對(duì)藥品進(jìn)行多種安全檢測(cè)，從根本上保證了包裝的安全性和衛(wèi)生性，使藥品誤裝現(xiàn)象降到最低。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2第 2 章 LBP-250 泡罩包裝機(jī)的方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析泡罩包裝機(jī)是一種廣泛用于片劑、膠囊等藥品及食品的包裝的包裝類機(jī)械，泡罩包裝機(jī)按照封合方式不同，可以將其劃分為成型和熱壓兩類封合方式，且兩類方式都具有滾筒式和平板式兩類包裝方法。2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)1 使用藥品規(guī)格：平素片：20*6mm；膠 囊：0 號(hào)-3 號(hào)；糖衣片：13*6mm；2 成型深度： 最 大：15mm；3 包裝效率： 48 萬(wàn)粒/h；4 包裝材料： PVC1300.25mm/PTP1300.02mm；5 沖裁尺寸： 400*800mm；2.1.2 工藝路線PVC 硬片 預(yù)熱吸塑成型 充填上料 網(wǎng)紋熱封 PVC 硬片經(jīng)預(yù)熱軟化吸塑成型，成型后牽引進(jìn)入到上料工位充填上料，而后牽引至封合工位將裝填好物料的 PVC 帶和鋁箔進(jìn)行網(wǎng)紋熱封。2.1.3 主要參數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)率定為 80 板/min，沖裁采用成型刀，一次兩板，所以刀具每分鐘需沖裁 40 次，間歇牽引機(jī)構(gòu)每分鐘也需轉(zhuǎn)動(dòng) 40 次；成型輥一轉(zhuǎn)生產(chǎn) 12板，因此成型輥的轉(zhuǎn)速為 r/min。320本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）32.2 功能分析2.2.1 總功能的確定輥式泡罩包裝機(jī)是將 PVC 硬片真空吸塑成型。其工作流程為：包裝機(jī)首先在泡罩內(nèi)完成藥品填充，并在特定的外部環(huán)境之下對(duì)泡罩完成熱合密封，并通過(guò)沖裁裝置完成加工。2.2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化根據(jù)泡罩包裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求繪制出功能描述圖，如圖 2.1 所示。圖 2.1 泡罩包裝機(jī)總功能的黑箱描述2.2.3 功能分解通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求及主要功能的分析，得出要完成藥板的加工需要完成輥式成型、充填上料、網(wǎng)紋熱封、批號(hào)打印、藥板沖裁五個(gè)工位，如圖 2.2 所示。圖 2.2 泡罩包裝機(jī)的功能分解圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）42.2.4 功能結(jié)構(gòu)確定根據(jù)上述功能分解，可得出圖 2.3 所示的功能結(jié)構(gòu)圖。PVC220V鋁箔 藥板 廢料操作指令 顯示圖 2.3 泡罩包裝機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖2.3 功能分解2.3.1 分功能原理解預(yù) 熱：電加熱、微波、烘烤加熱成 型：壓力成型、真空抽吸成型充填上料：自重、人工封 合：粘結(jié)封合、熱封合、壓力封合間歇牽引：人工牽引、吹力牽引、吸力牽引，機(jī)械牽引打 碼：激光、印碼、貼碼、沖碼藥板沖裁：刀具切割、紅外線切割、熱切割、線切割、高速氣流切割2.3.2 方案求解在包裝機(jī)的動(dòng)力選擇上有電動(dòng)機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)。由 2.3.1 簡(jiǎn)略分析可得到以下四種優(yōu)化方案。A：電動(dòng)機(jī)+ 電加熱+ 成型+自動(dòng)上料+熱封合+ 牽引機(jī)構(gòu) +沖碼+曲柄滑塊機(jī)構(gòu)B：電動(dòng)機(jī) +烘烤+成型+自動(dòng)上料+熱封合+ 牽引機(jī)構(gòu)+沖碼+曲柄滑塊機(jī)構(gòu)C：電動(dòng)機(jī) +電加熱+成型 +自動(dòng)上料+熱封合+ 牽引機(jī)構(gòu)+沖碼+凸輪機(jī)構(gòu)D：電動(dòng)機(jī)+ 烘烤+ 成型+自動(dòng)上料+熱封合+ 牽引機(jī)構(gòu) +沖碼+凸輪機(jī)構(gòu)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）52.4 方案評(píng)價(jià)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)方案進(jìn)行篩選：動(dòng)力源：泡罩包裝機(jī)由于工作過(guò)程中受力小，所以所需動(dòng)力小，因此可以排除汽油機(jī)和柴油機(jī)。預(yù) 熱：當(dāng)采用微波加熱時(shí)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)性不好。上 料：人工上料勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。封 合：粘結(jié)封合結(jié)構(gòu)復(fù)雜，封合效果差。牽 引：棘輪機(jī)構(gòu)是將擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚g歇運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不完全齒輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪的啟動(dòng)和停頓瞬間都有較大沖擊和噪聲。凸輪機(jī)構(gòu)適用于交錯(cuò)軸之間的間歇運(yùn)動(dòng)，可傳遞較大動(dòng)力，適用于高速運(yùn)動(dòng)，故不適合。打 碼：印碼、貼碼效果不好，激光打碼經(jīng)濟(jì)性差。從動(dòng)力源、預(yù)熱方式等方面分析可得下列表格表 2.5 方案求解方案 A 方案 B 方案 C 方案 D滿足功能要求 + + +成本在規(guī)定范圍內(nèi) + + + +加工裝配可行 + + 使用維護(hù)方便 + 滿足人機(jī)學(xué)要求 + + + +總 評(píng) 4+ 2+ 5+ 3+經(jīng)上述評(píng)價(jià)得出方案 C：電動(dòng)機(jī)+電加熱+ 成型+自動(dòng)上料 +熱封合+牽引機(jī)構(gòu)+沖碼+ 凸輪機(jī)構(gòu)，為最佳方案。2.5 系統(tǒng)方案原理圖1總體結(jié)構(gòu)布局總體結(jié)構(gòu)布局應(yīng)有利于功能的實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)力傳動(dòng)路線力求簡(jiǎn)短、直接，料斗、控制臺(tái)的高度要適中，以方便上料和操作，如圖 2.6