旋轉式壓片機

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.研究壓片機的意義 2\o"CurrentDocument"1.1壓片機定義 2\o"CurrentDocument"1.2.國內(nèi)外的研究狀況分析 2\o"CurrentDocument"1.3研究的主要內(nèi)容 3\o"CurrentDocument"2．旋轉式壓片機的工作原理 3\o"CurrentDocument"2.1旋轉式壓片機的工作原理和結構 3\o"CurrentDocument"2.2旋轉式壓片機的工藝流程 42.3旋轉式壓片機壓片過程的理論分析 52.3.1旋轉式壓片機的壓縮速度 52.3.2旋轉式壓片機壓縮時間的計算 62.3.3旋轉式壓片機沖桿位移的計算 8 9\o"CurrentDocument"3.結論 103.1 10\o"CurrentDocument"參考文獻 111.研究壓片機的意義壓片機定義根據(jù)名詞術語標準，壓片機有以下定義：（1）壓片機械，將干性顆粒狀或粉狀物料通過模具壓制成片劑的機械。（2）單沖式壓片機，由一副模具作垂直往復運動的壓片機。（3）旋轉式壓片機，由均布于旋轉轉臺的多副模具按一定軌跡作垂直往復運動的壓片機。（4）高速旋轉式壓片機，模具的軸心隨轉臺旋轉的線速度三60m/min的旋轉式壓片機。壓片機的出現(xiàn)在歐美，壓片機出現(xiàn)的較早，有近百年的歷史。而國內(nèi)直到1949年，上海市的天祥華記鐵工廠仿造出英國式33沖壓片機；1951年，根據(jù)美國16沖壓片機改制成國產(chǎn)18沖壓片機，這是國內(nèi)制造的最早制藥機械.壓片機的意義當前國外壓片機技術發(fā)展的方向是智能化、柔性化、精密化以及符合cGMP，產(chǎn)品高新技術含量不斷提升，機械、氣、液、光、磁等一體的自動化技術、數(shù)控技術、傳感器技術、新材料技術等在壓片機上得到廣泛的應用。國內(nèi)的壓片機設計、生產(chǎn)制造水平近幾年雖然得到了長足的發(fā)展，但與國外壓片機相比還有很大的差距，國產(chǎn)壓片機發(fā)展任重道遠，還需要我們不斷地努力。國內(nèi)外的研究狀況分析我們與國外發(fā)達國家的壓片機與壓片技術的差距還在還在擴大，高速高產(chǎn)、密閉性、模塊化、自動化、規(guī)?；跋冗M的檢測技術是國外壓片機技術最主要的發(fā)展方向。高速高產(chǎn)量高速高產(chǎn)量是壓片機生產(chǎn)廠商多年以來始終追求的目標，目前世界上主要的壓片機廠商都已擁有產(chǎn)量達100萬片/h的壓片機。女如Manesty公司生產(chǎn)的Xpress700型壓片機產(chǎn)量高達100萬片/h；Korsch公司生產(chǎn)的XL800型壓片機最高產(chǎn)量達102萬片/h；Courtoy公司生產(chǎn)的ModulD型壓片機最高產(chǎn)量達107萬片/h；Fette公司生產(chǎn)的4090i型壓片機最高產(chǎn)量達150萬片/h0其產(chǎn)量遠遠高于國內(nèi)壓片機的產(chǎn)量，國內(nèi)壓片機要在速度產(chǎn)量上趕超國外，需要在壓片機設計創(chuàng)新、加工工藝、自動控制等方面有長足的發(fā)展。壓片工藝環(huán)節(jié)的密閉性及人流、物流的隔離國外的壓片機輸入輸出的密閉性非常好，可盡可能地減少交叉污染。壓片用的顆粒通過密閉的料桶及密閉輸送系統(tǒng)進入料斗，壓片過程中采取有效手段防止粉塵飛揚和顆粒分層，壓好的片劑通過篩片、片中檢測、金屬探測等進入包裝工序，整個過程相當密閉。而國內(nèi)大多數(shù)壓片機壓片過程是敞開的，或者是沒有完全密閉，斷裂的工序致使壓片間粉塵飛揚。隨著GMP的深入實施，壓片工藝環(huán)節(jié)的密閉性及人流、物流的隔離變得尤為重要，這是我們設計生產(chǎn)制造設備所必須具備的基本功能。研究的主要內(nèi)容單沖壓片機和旋轉式壓片機是兩種常見的壓片設備。單沖壓片機由于價格低廉、操作方便、結構簡單受到了實驗室、研究所、大專院校等研究人員的歡迎，然而由于單沖壓片機存在諸多的不足，最終導致實驗室獲得的結果與車間實際使用的旋轉式壓片機壓制的結果差異很大，無法將實驗室的試驗數(shù)據(jù)直接復制用于實踐生產(chǎn)。旋轉式壓片機由于結構復雜、價格昂貴、操作者要求經(jīng)過培訓，其使用受到一定的限制。本文從壓片機的主要工作原理和參數(shù)研究。2．旋轉式壓片機的工作原理2.1旋轉式壓片機的工作原理和結構旋轉式壓片機的工作原理和結構如圖1所示，其是目前生產(chǎn)中使用最廣泛的壓片機，主要由傳動部件、轉臺部件、壓輪架部件、軌道部件、潤滑部件及圍罩等組成。一般轉臺結構為3層，上層的?？字醒b入上沖桿，中層裝中模，下層?？字醒b下沖桿。由傳動部件帶來的動力使轉臺旋轉，在轉臺旋轉的同時，上下沖桿沿著固定的軌道作有規(guī)律的上下運動。同時，設計人員在上沖上面及下沖下面的適當位置裝著上壓輪和下壓輪，在上沖和下沖轉動并經(jīng)過各自的壓輪時，被壓輪推動，使上沖向下、下沖向上運動并加壓于物料。轉臺中層臺面置有一位置固定不動的加料器，物料經(jīng)加料器源源不斷地流入中?？字?。壓力調(diào)節(jié)手輪用來調(diào)節(jié)下壓輪的高度，下壓輪的位置高，則壓縮時下沖抬的高，上下沖之間的距離近，壓力大，反之壓力就小。卜沖卄圖1為旋轉式壓片機的工作原理和結構片重調(diào)節(jié)手輪用來調(diào)節(jié)物料的充填，也即調(diào)整中?？變?nèi)物料的容積。帶二次壓縮的壓片機增加了一道預壓，也即物料先經(jīng)過上下預壓輪的壓縮后再進入主壓，能大大改善片劑的質(zhì)量；而二次壓片的壓片機是用來壓雙層片的，一次加料后經(jīng)預壓，再加一次料后再主壓，最后獲得雙層片的片劑。2.2旋轉式壓片機的工藝流程

圖2旋轉式壓片機的壓片工藝流程旋轉式壓片機的沖模數(shù)不再是一個，而是多個，沖模逐一進入工作區(qū)域。其流程：下沖轉到加料器之下時，下沖的位置趨低，致使物料顆粒流入中模模腔。上沖升起讓開加料器；下沖轉到充填軌時，保證了一定的充填量；下沖轉到計量軌時，經(jīng)刮粉器將多余的物料顆粒刮去，保證了劑量的準確，(有時將充填軌與計量軌做在一起)；當上下沖轉到上下兩壓輪之間，兩沖之間的距離為最小，即壓縮成片；下沖轉到頂出軌時，下沖把中模模腔內(nèi)的片子逐漸頂出，直至下沖與中模的上緣相平藥片被攔片板推開。以上工序，旋轉式壓片機以多個沖模的形式周而復始。旋轉式壓片機壓片過程的理論分析旋轉式壓片機的壓縮速度為了掌握旋轉式壓片機的幾何特性和性能對壓片質(zhì)量的影響程度，就必須對轉臺的半徑、壓輪的半徑、轉臺的轉速、物料顆粒的充填深度對壓縮速度的關系進行理論的分析?，F(xiàn)在我們設定中模內(nèi)顆粒的壓制過程中某一瞬間的厚度為h,壓制后片子的厚度為h，則h-h代表在此瞬間尚待壓制的物料顆粒的深度，稱為待壓深度Ah,00即厶h=h-h。，那么壓縮速度v為單位時間中模內(nèi)物料顆粒層厚度的變化量，由0此定義，d(Ah)v二dt式中Ah——物料顆粒的待壓深度；F 時間；v 壓縮速度。通過計算可以知道壓縮速度與壓片機主要零件(如壓輪、轉臺)的關系，由下V=型冋列公式表示： 15式中r——壓輪半徑；R——轉臺半徑；N——轉臺轉速。由上述公式我們可以發(fā)現(xiàn)：片劑的壓制過程，壓縮速度是待壓深度的函數(shù)，即物料顆粒在開始壓縮時，壓縮速度較大，在壓制過程中壓縮速度逐漸縮小，在壓縮終了時A0時，壓縮速度為0；壓縮速度還是轉臺半徑R、壓輪半徑r以及轉臺轉速W的函數(shù)，即壓縮速度隨轉臺半徑的減小，壓輪半徑r的增大，轉臺的轉速W的減小而減小。旋轉式壓片的生產(chǎn)實踐表明：由于轉臺是由動力驅(qū)動的，壓輪本身無動力而被動旋轉。因而，壓縮速度小，片劑硬度大；轉臺半徑R較小，壓輪半徑r較大，轉臺轉速N較慢時壓制的片劑質(zhì)量較佳。旋轉式壓片機壓縮時間的計算旋轉式壓片機壓縮時間的計算，在圖中：位置I表示沖桿開始進入壓輪區(qū)域，位置II表示沖桿開始進入恒定的壓縮區(qū)域，位置III表示沖桿離開壓輪區(qū)域。

圖3為旋轉式壓片機的壓縮時間計算圖圖中顯示整個壓縮時間T，由二段時間T-t+t組成,在這里t我們稱為動壓121縮時間，指沖模開始對物料進行壓縮直至沖桿底平面的邊緣運動至壓輪的最底部所需的時間，設開始壓縮時物料顆粒層的厚度為h,動壓縮最后時顆粒層的厚度為h，則料層厚度變化△h=h-h,，所需的時間為：0030 rAhsm-1—兀N Rt我們稱為靜壓縮時間，也即保壓時間，為：230de12二兀RN因此，旋轉式壓片機總的片劑壓縮時間為：30 rAh30deT二 sin-1 +兀N R 兀RN式中T——壓縮時間；T——動壓縮時間;1T靜壓縮時間；2———N——轉臺轉速；R——轉臺半徑；De——壓輪半徑；實踐表明：在不同壓片機上，對同一規(guī)格的沖頭，相同的壓力壓制同一數(shù)量的物料時，片劑的硬度隨著壓縮停滯時間的增加而增加。減少轉臺半徑R,增大壓輪半徑r；降低轉臺轉速W以及加大沖桿底平面直徑de即能顯著提高片劑硬度（例IPT，標準沖模的de直徑比ZP標準沖模的直徑大）。但在實踐生產(chǎn)中如過分地降低壓片機轉速和減小轉臺半徑，則不利于提高壓片機的生產(chǎn)能力。旋轉式壓片機沖桿位移的計算旋轉式壓片機在壓片過程中，沖桿的運動是由于沖桿運動到壓輪處，上沖桿沿上壓輪的下緣，下沖桿沿下壓輪的上緣運動至上沖桿至上壓輪的最低點，下沖桿至下壓輪的最高點。將顆粒最終壓制成片。如圖所示，0'P'=r。FF沖圖4旋轉式壓片機沖桿位移圖定義為上、下沖頭的頂點至壓輪中心的邊線右壓輪中心線上的投影長度之和沖頭的位移為O'Q'長度的2倍。Ay=20'P'=2耳r2-PQ'Ay=2pr2-R2sin2申=2\r2-R2sin2式中△y 旋轉式壓片機沖桿的位移；r——壓輪半徑；R——轉臺半徑；9 轉盤上的角度；W——轉盤的角速度；t 時間。

例2：一旋轉式壓片機的轉臺直徑225“un，壓輪直徑250mm，試作轉臺旋轉18。的沖桿位移曲線。解：由題意：r=l25mm,R=l12.5mm，每隔6。計算一點，由公式(4)：一R2sin2甲=2J15625-12656sin2甲取18、12、6及0度作表，所示表1旋轉式壓片機旋轉角度與沖桿位移的計算Sin?Sin2?Ay18。0.3090.095524012。0.2080.0432245.66。0.1050.0109248.90。002503.結論3.1旋轉式壓片機在開始壓縮時斜率較大，在最大值附近斜率變化較緩慢，在壓縮后期時旋轉式壓片機的沖頭變化速度小于單沖壓片機