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一种分装机剖析一种分装机剖析第七章第七章  药剂机械设计实例药剂机械设计实例本章内容：本章内容：    §7.1   螺杆式粉剂分装机设计螺杆式粉剂分装机设计    §7.2   1~2ml水针灌封机设计水针灌封机设计   .目录目录§7-1  螺杆式分装机螺杆式分装机主要介绍：主要介绍：      ●课题分析与课题分析与技术参数技术参数      ●螺杆分装机总体设计螺杆分装机总体设计      ●传动系统设计传动系统设计      ●确定主要机构确定主要机构      ●工艺动作循环图设计工艺动作循环图设计      ●控制系统设计控制系统设计.一、课题分析与技术参数一、课题分析与技术参数1、机器技术性能、机器技术性能　　 ●分装原理；分装原理；　　 ●影响计量精确性的因素（药物的流动性、比容、颗粒大小和均匀度等）；影响计量精确性的因素（药物的流动性、比容、颗粒大小和均匀度等）；　　 ●适应多种药粉的分装，主要用于流动性较好的抗生素等粉针剂；适应多种药粉的分装，主要用于流动性较好的抗生素等粉针剂；　　 ●螺杆分装机装量范围大，调节装量有粗调和细调；螺杆分装机装量范围大，调节装量有粗调和细调；　　 ●为提高分装效率，可采用双螺杆甚至为提高分装效率，可采用双螺杆甚至8螺杆进行分装。

螺杆进行分装2、螺杆分装机主要技术参数、螺杆分装机主要技术参数　　   (1)生产能力：生产能力：30~120瓶／分；瓶／分；   　　(2)装量范围：装量范围：0.06~5克克/瓶，装量误差瓶，装量误差≤±3％；％；   　　(3)适用于适用于5~25ml规格的瓶子规格的瓶子3、对设计的要求、对设计的要求　　 ● 本设计应符合本设计应符合GMP要求，适用于结晶粉、喷雾干燥粉、冷冻干燥粉等药物要求，适用于结晶粉、喷雾干燥粉、冷冻干燥粉等药物　　 ● 在自动在自动控制控制方面，以微机为核心实现各部分动作协调，且应满足如下要求：方面，以微机为核心实现各部分动作协调，且应满足如下要求：         (1)生产能力可调，并具设定功能；生产能力可调，并具设定功能；      (2)具有生产量计数和显示功能；具有生产量计数和显示功能；         (3)具有防金属屑自动保护装置；具有防金属屑自动保护装置；          (4)具有缺瓶止灌功能；具有缺瓶止灌功能；         (5)具有药粉料位控制功能；具有药粉料位控制功能；                  (6)具有开门即停机的安全保护装置具有开门即停机的安全保护装置。

二、螺杆分装机总体设计二、螺杆分装机总体设计1、工艺方案的拟定、工艺方案的拟定  ●粉针剂生产工艺流程大致如下：粉针剂生产工艺流程大致如下：　准备玻璃瓶、胶塞、药粉　准备玻璃瓶、胶塞、药粉→装粉装粉→盖胶塞盖胶塞→轧铝盖轧铝盖→贴签总体设计思路：工艺流程总体设计思路：工艺流程 →总体方案总体方案 → 整机布局整机布局       ◆◆装粉是粉针剂生产的关键工序；装粉是粉针剂生产的关键工序；　　  ◆◆ 分装后及时盖塞分装后及时盖塞 →装粉与盖塞是在同一装置上先后进行的装粉与盖塞是在同一装置上先后进行的       ◆◆ 轧盖是防绷弹的手段，但为避免污染轧盖是防绷弹的手段，但为避免污染→轧盖与装粉、盖塞分开进行轧盖与装粉、盖塞分开进行   ●本设计主要考虑送本设计主要考虑送瓶、药粉的分装及胶瓶、药粉的分装及胶塞输送与盖塞等装置塞输送与盖塞等装置  ●根据工艺流程和生根据工艺流程和生产要求可确定，粉针产要求可确定，粉针分装机平面工艺布置分装机平面工艺布置如图如图…» …2、总体布局、总体布局  ●根据设计要求和以上确定的工艺方案，粉针分装机总体根据设计要求和以上确定的工艺方案，粉针分装机总体上应包括如下结构：上应包括如下结构：　　(1)贮瓶进瓶装置贮瓶进瓶装置（包括贮瓶盘、送瓶转盘及进瓶轨道等）（包括贮瓶盘、送瓶转盘及进瓶轨道等）；；　　(2)主工作盘部件主工作盘部件（包括分装转盘及相关定位装置）（包括分装转盘及相关定位装置）；；　　(3)喂料与分装装置喂料与分装装置（包括喂料送粉机构、分装头及搅拌机构等）（包括喂料送粉机构、分装头及搅拌机构等）；；　　(4)理盖塞装置理盖塞装置（包括胶塞理送机构和盖塞机构）（包括胶塞理送机构和盖塞机构）；；　　(5)出瓶机构；出瓶机构；　　(6)动力与传动系统；动力与传动系统；　　(7)控制与检测系统；控制与检测系统；　　(8)机架部件机架部件（用以连接和支承各部分，内部安装有关传动部分）（用以连接和支承各部分，内部安装有关传动部分）。

   ●为满足生产要求，采用双螺杆分装形式，如为满足生产要求，采用双螺杆分装形式，如图图螺杆式粉针分装机总体布局螺杆式粉针分装机总体布局.1-机架；2-传动系统；3-进瓶装置；4-控制系统；5-喂送料装置；6-分装机构；7-理益塞装置；8-主工作盘部件；9-出瓶机构整机演示整机演示三、传动系统设计三、传动系统设计主要介绍：主要介绍：●拟定传动系统方案拟定传动系统方案●电机的选择电机的选择●传动链设计计算传动链设计计算●有关强度校核有关强度校核（略）（略）拟定传动系统方案拟定传动系统方案●本设计要求以电脑为核心，实现各部分协调控制本设计要求以电脑为核心，实现各部分协调控制　　  →传动方案与传统机型的有较大区别；传动方案与传统机型的有较大区别；●为使本设计能满足生产和控制及成本等要求为使本设计能满足生产和控制及成本等要求　　  →本机传动系统采用多电机分别控制不同执行机构本机传动系统采用多电机分别控制不同执行机构　　  →避免由一台电机驱动各执行机构的复杂性避免由一台电机驱动各执行机构的复杂性　　  →使传动机构较为简单，分两块：使传动机构较为简单，分两块：分装机主传动系统分装机主传动系统喂料与分装装置传动喂料与分装装置传动.分装机主传动系统设计分装机主传动系统设计  ●思路：思路：       ◆◆选一电机驱动主轴；选一电机驱动主轴；     ◆◆在主轴上安装凸轮、链轮等驱动分装、盖塞、进瓶、出瓶部件在主轴上安装凸轮、链轮等驱动分装、盖塞、进瓶、出瓶部件            →使它们协调运转。

使它们协调运转     ◆◆采用一离合器作为手动与机动切换采用一离合器作为手动与机动切换分装机分装机主传动主传动系统原系统原理图理图.喂料与分装装置传动设计喂料与分装装置传动设计  ●思路：思路： ◆◆分装螺杆、搅拌桨、送粉螺杆分别用不同电机驱动；分装螺杆、搅拌桨、送粉螺杆分别用不同电机驱动； ◆◆ 因分装螺杆间歇转动，所以选步进电机直接带动；因分装螺杆间歇转动，所以选步进电机直接带动； ◆ ◆ 搅拌桨、送粉螺杆选用一般电机驱动，用离合器控制起停搅拌桨、送粉螺杆选用一般电机驱动，用离合器控制起停喂料与分喂料与分装装置传装装置传动图动图.电机的选择电机的选择传动与控制特征传动与控制特征——核心控制、多电机驱动核心控制、多电机驱动1、主传动系统电机、主传动系统电机   ●用以驱动进瓶、分装转盘、盖塞及出瓶输送等装置；用以驱动进瓶、分装转盘、盖塞及出瓶输送等装置；   ●根据设计要求，生产率可调根据设计要求，生产率可调 →主电机应主电机应可调速可调速；；   ●分装机工作时阻力较小分装机工作时阻力较小　　  » 电机耗功主要用于克服机器运动件之间的摩擦阻力；电机耗功主要用于克服机器运动件之间的摩擦阻力；　　  »要求转矩较为均恒；要求转矩较为均恒；　　  →为此，类比选用为此，类比选用Z2型它励直流电动机、电气无级恒型它励直流电动机、电气无级恒转矩调速转矩调速.　　  ★★电机型号为电机型号为Z2-32，，2.2kw，，最高转速最高转速1000r/min。

» …2、32、分装螺杆电机、分装螺杆电机　　●螺杆式分装机分装精度很大程度上取决于螺杆每次旋转的转数；螺杆式分装机分装精度很大程度上取决于螺杆每次旋转的转数；　　●分装螺杆工作时推送粉剂的阻力很小分装螺杆工作时推送粉剂的阻力很小　　　　» 所消耗的功主要用于克服螺杆轴与支承之间的摩擦力；所消耗的功主要用于克服螺杆轴与支承之间的摩擦力；　　　　»应着重考虑螺杆的旋转精度应着重考虑螺杆的旋转精度　　　　→所选电机必须能保证分装螺杆周期旋转的一致性所选电机必须能保证分装螺杆周期旋转的一致性　　　　→可选用可选用磁阻式步进电动机磁阻式步进电动机.　　　　★★电机型号为电机型号为75BF001，步距角，步距角1.5º，最大静转矩，最大静转矩0.392Nm；；　　●分装量控制：控制系统分装量控制：控制系统→步进电机步距数步进电机步距数→分装螺杆周期旋转分装螺杆周期旋转 3、搅拌桨与送粉螺杆电机、搅拌桨与送粉螺杆电机　　●搅拌桨搅拌与送粉螺杆推送药物时的工作阻力都较小搅拌桨搅拌与送粉螺杆推送药物时的工作阻力都较小　　　　» 所耗的功主要用于克服传动元件间的摩擦力等；所耗的功主要用于克服传动元件间的摩擦力等；　　●送粉螺杆的间歇旋转可由图送粉螺杆的间歇旋转可由图9—21中的电磁离合器中的电磁离合器5来实现来实现　　　　→可选用可选用小功率三相异步电动机小功率三相异步电动机.　　★★电机型号为电机型号为JW08B-2，，P=180w，转速，转速n=1400r/min。

传动链设计计算传动链设计计算●主主传动传动系系统统中，由中，由Z2-32型它励直流型它励直流电动电动机机驱动驱动主主轴轴，，再通再通过过凸凸轮轮或或链轮链轮分分别驱动别驱动分装分装转盘转盘、胶塞卡扣装置、胶塞卡扣装置和和进进出瓶机构，出瓶机构，参参见见传动系统传动系统图图●机器采用双螺杆分装的机器采用双螺杆分装的结结构，主构，主轴轴旋旋转转一一转转，分装，分装转转盘转动盘转动一次，即分装两瓶，一次，即分装两瓶，则则主主轴轴的的转转速范速范围为围为        n主主=15~60（（r/min）） (Q= 30~120瓶／分瓶／分) ●设计传动链设计传动链:       1、、皮带传动皮带传动     2、、进瓶转盘传动链进瓶转盘传动链     3、、进出瓶输送带传动链进出瓶输送带传动链     4、、搅拌桨与送粉螺杆传动链搅拌桨与送粉螺杆传动链.1、皮带传动、皮带传动    ●电机最高转速为　电机最高转速为　n电电=1000r/min，则，则　　   电机与主轴之间的最大传动比为电机与主轴之间的最大传动比为  i电电-主主=n电电/n主主=1000/60=16.67；；   ●由电机至主轴，中间采用皮带和一对斜齿轮进行减速。

由电机至主轴，中间采用皮带和一对斜齿轮进行减速 如果如果              齿轮模数齿轮模数  m齿齿=3，小齿轮齿数，小齿轮齿数 Z20=20，，　　　　　　 齿轮传动比齿轮传动比  i齿轮齿轮= n20/n18=Z18/Z20,             皮带传动的传动比皮带传动的传动比 i皮带皮带=n24/n21.         按照按照“早升迟降早升迟降”原则，设原则，设  i皮带皮带>i齿轮齿轮，并取，并取  i齿轮齿轮=3.6，则，则　　　大齿轮的齿数为　　　大齿轮的齿数为    Z18=i齿轮齿轮·Z20=3.6×20=72；；　　　皮带传动的大小带轮直径比为　　　皮带传动的大小带轮直径比为　　　　　　　　  D/d=d21/d24=n24/n21=i皮带皮带=i电电-主主÷i齿齿=16.67÷3.6=4.63；；   ●设大皮带轮直径为　设大皮带轮直径为　D=d21=300mm，则，则　　　小皮带轮直径为　　　　小皮带轮直径为　                    d=d24=300÷4.63=64.8(mm)，取，取d24=64mm2、进瓶转盘传动链、进瓶转盘传动链 ●为使分装机既适用于为使分装机既适用于模制瓶模制瓶（（5~25ml规格的玻璃瓶瓶身外径为规格的玻璃瓶瓶身外径为22~36mm，瓶全高为，瓶全高为38.7~58mm）），也适用于，也适用于管制瓶管制瓶（（5~25ml规格的玻璃规格的玻璃瓶瓶身外径为瓶瓶身外径为18.4~28mm，瓶全高为，瓶全高为39.7~65mm）），在分析计算时以直径，在分析计算时以直径较大的模制瓶为对象；较大的模制瓶为对象；●初步分析估算，设进瓶转盘直径为初步分析估算，设进瓶转盘直径为500mm。

则则　为满足　为满足120瓶瓶/分的生产率要求，理论上进瓶转盘转速为分的生产率要求，理论上进瓶转盘转速为　　　　     n进进=36×120/(2π×250)=2.75(r/min)●为使输瓶轨道上有足够玻璃瓶，并形成一定压力，选择为使输瓶轨道上有足够玻璃瓶，并形成一定压力，选择　　　　     n进进max=24r/min，，　　  对应于生产率对应于生产率30~120瓶瓶/分的要求，由此可确定分的要求，由此可确定　　　　　　◆◆进瓶转盘转速范围进瓶转盘转速范围 n进进=6~24(r/min)；；　　　　　　◆◆ 由主轴至进瓶转盘的总降速比由主轴至进瓶转盘的总降速比 i主主-进进=n主主/n进进=60/24=2.5● 设换向锥齿轮设换向锥齿轮Z7=Z8 =18 ，链轮，链轮 m链链 =2.5 ，小链轮，小链轮Z2 =16，则，则             ◆◆大链轮齿数大链轮齿数 Z6=i主主-进进×Z2=2.5×16=40 3、进出瓶输送带传动链、进出瓶输送带传动链●进瓶输送带辊筒的动力来自于链传动进瓶输送带辊筒的动力来自于链传动10——　　 主动轮与链轮主动轮与链轮6同轴，从动轮与进瓶输送带辊筒同轴。

同轴，从动轮与进瓶输送带辊筒同轴  设进瓶输送带辊筒转速范围亦为设进瓶输送带辊筒转速范围亦为 6~24r/min　　　　→故采用故采用1:1链轮，其齿数为链轮，其齿数为  Z10=16● 出瓶输送带辊筒由链轮传动出瓶输送带辊筒由链轮传动17、、14带动，链轮带动，链轮14与辊与辊筒同轴　如也取辊筒转速范围为　如也取辊筒转速范围为6~24r/min，则可设定，则可设定  　　　　Z17=Z2=16，， d17=d2 ；；        Z14=Z6=40，， d14=d6 4、搅拌桨与送粉螺杆传动链、搅拌桨与送粉螺杆传动链 ● ●参照现有机型，设搅拌桨与送粉螺杆转速为参照现有机型，设搅拌桨与送粉螺杆转速为   n2=n3=100r/min; ●●两同步齿形带相同，选择：模数两同步齿形带相同，选择：模数m11=m16=3，齿数，齿数Z11=Z16=40；；  ●●蜗杆蜗杆6、、13的头数的头数Z6=Z13=1，采用，采用45钢，蜗轮材料采用钢，蜗轮材料采用ZQSn10-1；； ●●电机转速电机转速n4=1400r/min则      ◆◆齿形带直径齿形带直径 d11=d16=m16×Z16=3×40=120（（mm）；）；      ◆◆ 蜗杆蜗轮减速比为蜗杆蜗轮减速比为 i蜗蜗=n6/n7=n13/n14=1400÷100=14 ；；      ◆◆ 蜗轮齿数蜗轮齿数Z7=Z14=i蜗蜗×Z6=14×1=14 ；；      ◆◆ 蜗杆轴直径蜗杆轴直径 ds≈130(P/n)1/3 =130×(0.18÷1400)1/3 =6.7 (实际可取实际可取10mm)；；      ◆◆ 蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径 d6≈2.5ds=2.5×6.7=16.75(mm)，取，取d8=20mm；；      ◆◆ 模数模数m≥0.1d6=0.1×20=2，，   取取m=4；；      ◆◆ 蜗杆直径系数蜗杆直径系数q=d6/m =20÷4=5；；      ◆◆ 蜗杆分度圆升角蜗杆分度圆升角λ=arctg(Z6/q)=arctg(1/5)=11.31；；      ◆◆ 蜗轮分度圆直径蜗轮分度圆直径d7 7=d=d1414=m=mZ7 7=4×14=56(mm)=4×14=56(mm)；；      ◆◆ 蜗杆蜗轮中心距蜗杆蜗轮中心距a=m(q+Za=m(q+Z7 7)/2=4×(5+14)÷2=38(mm))/2=4×(5+14)÷2=38(mm)；；      ◆◆ 蜗杆螺旋部分长度蜗杆螺旋部分长度L≥[(d≥[(d7 7+2m)+2m)2 2 -d-d7 72 2] ]1/2 1/2 =[(56+2×4)=[(56+2×4)2 2 -56-562 2] ]1/2 1/2 =31(mm)=31(mm)；；      ◆◆ 蜗轮宽度蜗轮宽度b7 7=b=b1414=0.45(d=0.45(d8 8+6m)=0.45×(20+6×4)=20+6m)=0.45×(20+6×4)=20（（mmmm））。

四、确定螺杆分装机主要机构四、确定螺杆分装机主要机构(1)贮瓶进瓶装置　贮瓶进瓶装置　                (2)主工作盘部件主工作盘部件(3)喂料与分装装置　喂料与分装装置　            (4)理盖塞装置理盖塞装置(5)出瓶机构　出瓶机构　                        (6)动力与传动系统；动力与传动系统；(7)控制与检测系统；控制与检测系统；        　　(8)机架部件机架部件●螺杆分装机螺杆分装机主要组成部分：主要组成部分：进瓶装置进瓶装置分装转盘部件分装转盘部件分装头机构分装头机构喂料送粉机构喂料送粉机构理盖塞装置理盖塞装置.●介绍主要介绍主要机构机构初步设计：初步设计：1、、进瓶装置进瓶装置　 ● 驱动驱动——动力来自主轴，链轮传动、锥齿轮换向，定速旋转动力来自主轴，链轮传动、锥齿轮换向，定速旋转　 ●进瓶动力进瓶动力——相互推挤和离心力使玻璃瓶进入输瓶轨道，并依相互推挤和离心力使玻璃瓶进入输瓶轨道，并依次被送至分装转盘的定位槽中次被送至分装转盘的定位槽中　 ● 结构结构——进瓶转盘采用带加强筋的圆盘，圆盘周边用薄不锈钢进瓶转盘采用带加强筋的圆盘，圆盘周边用薄不锈钢片围成，并片围成，并开有用于倒瓶剔除的矩形孔开有用于倒瓶剔除的矩形孔：：          孔长以管制瓶瓶全高为参考，取孔长以管制瓶瓶全高为参考，取70mm；；          孔高则以模制瓶瓶身外径为参考，取为孔高则以模制瓶瓶身外径为参考，取为38mm。

进瓶进瓶演示演示2、分装转盘部件、分装转盘部件　 ●功用功用——将由进瓶轨道送来的玻璃瓶间歇送达分装工位、将由进瓶轨道送来的玻璃瓶间歇送达分装工位、盖塞工位进行装粉、盖胶塞，然后再送至出瓶轨道盖塞工位进行装粉、盖胶塞，然后再送至出瓶轨道　 ●运动运动——分装转盘的旋转须与分装螺杆的转动相分装转盘的旋转须与分装螺杆的转动相协调协调，，亦即两者必须保持严格的运动关系亦即两者必须保持严格的运动关系　　 ●驱动驱动——       为实现分装转盘的间歇旋转为实现分装转盘的间歇旋转        →本设计中选用蜗形圆柱凸轮步进机构，即利用蜗形凸轮驱本设计中选用蜗形圆柱凸轮步进机构，即利用蜗形凸轮驱动端面带有滚子、且与分装转盘固结在同轴上的动端面带有滚子、且与分装转盘固结在同轴上的分度盘分度盘     ●结构结构——设计设计成成圆圆周上开有定位槽，以周上开有定位槽，以对对玻璃瓶定位玻璃瓶定位（（图示图示））  蜗形圆柱凸轮及分度盘蜗形圆柱凸轮及分度盘1—蜗形凸轮；2—分度盘；3—滚子分装转盘分装转盘●定位槽宽度比瓶子半径大定位槽宽度比瓶子半径大1.5mm左右；左右；●为使瓶子容易进入定位槽，为使瓶子容易进入定位槽，r1比比r2稍大；稍大；●由于分装转盘与分度盘同步旋转由于分装转盘与分度盘同步旋转　　◆◆定位槽数与分度盘端面的滚子数相对应定位槽数与分度盘端面的滚子数相对应　　◆◆蜗形凸轮旋转一周，分装转盘转动一次蜗形凸轮旋转一周，分装转盘转动一次→完成两瓶工作完成两瓶工作（双螺杆分装机）。

双螺杆分装机）3、、分装分装头头机构机构●驱动驱动——分装螺杆直接用步进电机带动，通过微机控制和调节分装螺杆直接用步进电机带动，通过微机控制和调节●结构结构——采用双分装头一体式，结构紧凑、外形美观采用双分装头一体式，结构紧凑、外形美观●搅拌搅拌——    搅拌桨轴空套于螺杆轴上，搅拌桨轴空套于螺杆轴上，由一异步电动机驱动由一异步电动机驱动(图图9-21）；）；　通常搅拌桨与分装螺杆反向　通常搅拌桨与分装螺杆反向旋转旋转●螺杆螺杆——   采用矩形螺纹结构，采用矩形螺纹结构，一圈螺一圈螺旋槽旋槽计计量容量容积积V为为     V=t(s-b)πD中中/cosα中中 (cm3) ●安全措施安全措施——  螺杆与导管及送药嘴避免接触螺杆与导管及送药嘴避免接触   →以防产生金属屑而污染药物以防产生金属屑而污染药物一般取间隙一般取间隙0.2mm 演示演示4、喂料送粉机构、喂料送粉机构●驱动驱动——送粉螺杆与搅拌桨分别由一异步电动机驱动送粉螺杆与搅拌桨分别由一异步电动机驱动●粉位控制粉位控制——在送粉螺杆传动链中安装有电磁离合器在送粉螺杆传动链中安装有电磁离合器●结构结构——也也采用螺杆－粉斗采用螺杆－粉斗结结构，送粉螺杆也采用矩形螺构，送粉螺杆也采用矩形螺纹纹。

●为为防止防止药药粉从送粉从送粉室粉室进进入支架入支架轴轴承承   ◆◆ 设计有设计有阻粉环片、粉阻粉环片、粉末冶金含油轴承、容纳粉末冶金含油轴承、容纳粉末空腔、泄粉孔末空腔、泄粉孔　　→送粉室与传动部分通送粉室与传动部分通过中间空腔而过中间空腔而隔离隔离 喂料送粉机构喂料送粉机构1—送粉螺杆；2—加粉斗；3—支承腔； 4—支架；5—轴承；   6—泄粉孔；7—含油轴承；8—阻粉片；9—送粉筒体；10—出粉斗 ●安全措施安全措施——送粉送粉螺杆与出粉漏斗口避免螺杆与出粉漏斗口避免接触产生金属屑（常取接触产生金属屑（常取间隙间隙0.2mm左右）演示演示5、、理盖塞装置理盖塞装置    ●粉针分装机的理盖塞装置由两部分组成：理塞、盖塞；粉针分装机的理盖塞装置由两部分组成：理塞、盖塞；    ●理塞常用胶塞振荡供料器，有多种形式，本设计采用理塞常用胶塞振荡供料器，有多种形式，本设计采用电电磁振荡供料结构磁振荡供料结构（（图图））    ●盖塞机构一般有两种结构：　盖塞机构一般有两种结构：　      一是利用一是利用机械手卡扣块机械手卡扣块往复转动将轨道出口处胶塞移往复转动将轨道出口处胶塞移至瓶口并压下；至瓶口并压下；　另一种为　另一种为压板压板直接将出口处胶塞压进瓶口。

直接将出口处胶塞压进瓶口　本题将设计成凸轮　本题将设计成凸轮压板盖塞压板盖塞机构机构（（图图））胶塞振荡器胶塞振荡器1—机架板；2—支承弹簧；3—振荡磁铁；4—筒壳；5—螺旋环板；6—翻身轨道；7—胶塞；8—挡板●●胶塞振荡器主体结构胶塞振荡器主体结构————设计为三个同向倾斜设计为三个同向倾斜4545 角的板弹簧支承的做上角的板弹簧支承的做上下及圆周扭动的下及圆周扭动的振动振子振动振子，用一，用一50HZ50HZ的半波整流电磁铁作振源：的半波整流电磁铁作振源：　　◆◆锥形筒底锥形筒底————设计筒底锥角为设计筒底锥角为160º160º～～170º170º；；　　◆◆设计筒体内壁设计筒体内壁————焊有带缺口和挡板的螺旋环板轨道，以使胶塞排列定向焊有带缺口和挡板的螺旋环板轨道，以使胶塞排列定向●●翻身轨道翻身轨道————用三根或四根排列成一定距离的不锈钢丝构成；胶塞在钢丝中用三根或四根排列成一定距离的不锈钢丝构成；胶塞在钢丝中靠重力下滑并自动翻转靠重力下滑并自动翻转180º180º而成塞顶朝上而成塞顶朝上（有的是利用卡扣块移胶塞至瓶口）（有的是利用卡扣块移胶塞至瓶口）压塞摆杆机构压塞摆杆机构 1—饺轴；2—摆杆滚子轴；3—盘形凸轮；4—工作端销轴；5—工作台面；6—连杆；7—压板；8—翻身轨道；9—分装瓶●●驱动：驱动：     利用分配轴上凸轮驱动连杆带利用分配轴上凸轮驱动连杆带动压板上下压塞。

动压板上下压塞●●压塞与分装的协调压塞与分装的协调     驱动驱动压塞的凸轮与驱动分装转压塞的凸轮与驱动分装转盘的凸轮安装在同一主轴上盘的凸轮安装在同一主轴上 → →主轴旋转一周：分装转盘主轴旋转一周：分装转盘转动一次、盖塞机构完成一次压转动一次、盖塞机构完成一次压塞动作●●压板行程长度设计压板行程长度设计：： ◆◆压板行程即为胶塞滑道下压板行程即为胶塞滑道下口至瓶口的距离口至瓶口的距离（扣除胶塞外（扣除胶塞外缘的厚度）缘的厚度）　　◆◆依杠杆放大原理：依杠杆放大原理：　　 滚子轴滚子轴2 2在盘形凸轮曲线槽在盘形凸轮曲线槽中摆动弧对应的弦长中摆动弧对应的弦长 → →放大成摆杆工作端行程放大成摆杆工作端行程ιι五、工艺动作循环图设计五、工艺动作循环图设计●●分装机上有送瓶、装粉、压塞及出瓶等不同执行机构分装机上有送瓶、装粉、压塞及出瓶等不同执行机构●●执行机构之间须有严格的时间和位置关系执行机构之间须有严格的时间和位置关系　　  →也就是动作的順序及时间的分配必须协调好也就是动作的順序及时间的分配必须协调好●●工作转盘、分装螺杆、盖塞机构的运动只有时间关系工作转盘、分装螺杆、盖塞机构的运动只有时间关系　　  →只需进行时间同步化设计：只需进行时间同步化设计：  ◆◆以双螺杆分装生产能力以双螺杆分装生产能力120瓶瓶/分分（此处作为（此处作为Q））分析，则分析，则           ■分装转盘单位时间内转动次数为分装转盘单位时间内转动次数为 120/2=60次次/分；分；　　       ■主轴转速为主轴转速为 ｎｎ=60转转/分；分；　　       ■ 主轴旋转一周的时间即分装机工作循环为主轴旋转一周的时间即分装机工作循环为 T=1×60/60=1(s)。

   ◆◆由于分装机生产节拍由于分装机生产节拍（等于工作循环）（等于工作循环）已经确定，所以，本机已经确定，所以，本机           ■合理工作循环即为合理工作循环即为 T合理合理=1s；；           ■各机构的运动循环也为各机构的运动循环也为1s» …循环图设计续循环图设计续 ◆ ◆设各机构的运动循环如下分配：设各机构的运动循环如下分配：　　 ■■转盘转动时间转盘转动时间 t tZKZK=0.4T=0.4×1=0.4(s)=0.4T=0.4×1=0.4(s)，， 停歇时间停歇时间 t tZOZO=0.6T=0.6×1=0.6(s)=0.6T=0.6×1=0.6(s)；；　　 ■■螺杆分装时间螺杆分装时间 t tLK LK =0.4T=0.4×1=0.4(s)=0.4T=0.4×1=0.4(s)，， 静止时间静止时间 t tLOLO=0.6T=0.6×1=0.6(s)=0.6T=0.6×1=0.6(s)；；　　 ■■压板下行压塞时间压板下行压塞时间 t tYK YK =0.4T=0.4×1=0.4(s)=0.4T=0.4×1=0.4(s)，， 低位停歇时间低位停歇时间 t tYOKYOK=0.1T=0.1×1=0.1 (s)=0.1T=0.1×1=0.1 (s)，， 返回高位时间返回高位时间 t tYDYD=0.3T=0.3×1=0.3(s)=0.3T=0.3×1=0.3(s)，， 高位停歇时间高位停歇时间 t tYOYO=0.2T=0.2×1=0.2(s)=0.2T=0.2×1=0.2(s)。

◆◆螺杆分装机的工作循环下如螺杆分装机的工作循环下如图图：： 螺杆分装螺杆分装机工作循机工作循环图环图不足之处：不足之处： （（1 1）分装转盘开始旋转与盖塞压板）分装转盘开始旋转与盖塞压板低位停歇低位停歇结结束束的时刻重合；的时刻重合； （（2 2）分装转盘开始旋转与分装螺杆分装结束的时刻重合分装转盘开始旋转与分装螺杆分装结束的时刻重合　　 如果由于制造及装配误差、机件之间的间隙、构件受力变形等如果由于制造及装配误差、机件之间的间隙、构件受力变形等　　 → →有可能使机构运动出现不协调现象有可能使机构运动出现不协调现象　　 →→必须考虑自动机的实际情况，增加滞后和超前余量必须考虑自动机的实际情况，增加滞后和超前余量ΔtΔt 　　取　　取Δt=0.05sΔt=0.05s，则合理的螺杆分装机循环图如，则合理的螺杆分装机循环图如图图合理的螺杆分装机循环图合理的螺杆分装机循环图. .六、控制系统设计六、控制系统设计▲▲根据设计要求，本机控制系统采用根据设计要求，本机控制系统采用PLC为核心、实现各为核心、实现各部分动作协调的方案。

部分动作协调的方案▲▲检测控制应用程序设计框图检测控制应用程序设计框图      1、、各机构协调工作检测控制各机构协调工作检测控制      2、、瓶子定位与缺瓶检测控制瓶子定位与缺瓶检测控制      3、、分装量的控制与检测分装量的控制与检测      4、、防金属屑自动保护控制防金属屑自动保护控制      5、、自动加料检测控制自动加料检测控制      6、、生产量自动检测和计数控制生产量自动检测和计数控制      7、、打开机器外罩的安全控制打开机器外罩的安全控制.检测控制应用程序设计框图检测控制应用程序设计框图 ●采用模块化结构设计方法采用模块化结构设计方法●实时监控，实时监控，选用松下选用松下GT10型智能触摸显示屏进行参数设置和型智能触摸显示屏进行参数设置和修改，并以菜单形式显示机器启停、功能切换、工况检测、数据修改，并以菜单形式显示机器启停、功能切换、工况检测、数据输入与修改、运行状态、故障报警等，使参数组态变得更为方便输入与修改、运行状态、故障报警等，使参数组态变得更为方便1、各机构协调工作检测控制、各机构协调工作检测控制     为实现送瓶为实现送瓶—分装、分装、盖塞的协调盖塞的协调→在主轴上设计一带在主轴上设计一带 大大缺口的光电盘进行检测：缺口的光电盘进行检测：    转盘起动转盘起动——缺口正好进缺口正好进入检测区，入检测区，    转盘到位转盘到位——缺口正好离缺口正好离开检测区。

开检测区→光电断开与接通信号光电断开与接通信号作为步进电机起步和封作为步进电机起步和封锁信号锁信号 2、瓶子定位与缺瓶检测控制、瓶子定位与缺瓶检测控制 　　 为实现无瓶不分装为实现无瓶不分装　　 →在转盘定位槽外围设置微动开关　在转盘定位槽外围设置微动开关　 →缺瓶时，无信号发出缺瓶时，无信号发出     →脉冲发生器不发出脉冲脉冲发生器不发出脉冲　　 →步进电机不转步进电机不转　　 →螺杆不分装螺杆不分装微动微动开关开关3、分装量的控制与检测、分装量的控制与检测●●调节步进电机的转速调节步进电机的转速（脉冲频率）（脉冲频率）及步距数及步距数（脉（脉冲数）冲数）→→控制分装螺杆的转速控制分装螺杆的转速和每次转过的角度和每次转过的角度→→即控制了分装量即控制了分装量●●可可随随机机抽抽样样直直接接输输入入自自动算修改成正确值动算修改成正确值4、防金属屑自动保护控制、防金属屑自动保护控制   为防为防螺杆和漏斗螺杆和漏斗接触产生金属屑污染药物接触产生金属屑污染药物   →设计中使设计中使漏斗与机身漏斗与机身绝缘绝缘、将螺杆和漏斗作、将螺杆和漏斗作为为一回路中两极一回路中两极   →一旦两者一旦两者发发生接触，生接触，则则回路接通回路接通   →切断切断电电源、源、报报警，使机器停止工作警，使机器停止工作。

5、自动加料检测控制、自动加料检测控制   本机控制系统中对料位控制本机控制系统中对料位控制设计了手动和自动两种方式设计了手动和自动两种方式4、5、67、打开机器外罩的安全控制、打开机器外罩的安全控制　　为了为了①①安全保护　安全保护　②②符合符合GMP　　→外罩双扇门口处设置一微动开关外罩双扇门口处设置一微动开关　　→一旦门打开，开关使总电路切断一旦门打开，开关使总电路切断光电开关检测，光电开关检测，脉冲信号给脉冲信号给PLC控制系统，控制系统，计数模块便进行自动计数计数模块便进行自动计数6、生产量自动检测和计数控制、生产量自动检测和计数控制§7-2   1~2ml水水针针灌封机灌封机主要内容：主要内容：      ● 课题分析课题分析      ● 总总体方案体方案      ● 传动系统设计传动系统设计      ● 确定主要机构确定主要机构      ● 工作循环图设计工作循环图设计      ● 电路系统电路系统.一、一、课题课题分析分析● 灌封；灌封；●充填惰性气体；充填惰性气体；●灌注药液时，药液开口部位常须在灌注药液时，药液开口部位常须在100100级层流空气保护级层流空气保护下操作；下操作；●安瓿的拉丝封口是在熔融封口的基础上改进而来，消安瓿的拉丝封口是在熔融封口的基础上改进而来，消除了熔融封口易滲漏药液的主要缺陷除了熔融封口易滲漏药液的主要缺陷。

1 1、机器的用途、机器的用途 —— ——本设计安瓿拉丝灌封机用于本设计安瓿拉丝灌封机用于1 1~2ml2ml水针的灌装和水针的灌装和封口，必要时对安瓿进行充填惰性气体封口，必要时对安瓿进行充填惰性气体» …2 2、有关参数和设计要求：、有关参数和设计要求： 1 1）适用于）适用于1 1~2ml2ml规格的安瓿；规格的安瓿； 2 2）用于封口的燃气）用于封口的燃气          　　  　煤气或石油液化气：压力　煤气或石油液化气：压力≥0.98KPa≥0.98KPa，，                                  　　　　　　　　　　  氧气：氧气：压力压力0.020.02~0.05Mpa0.05Mpa；； 3 3）灌装与封口在同一机器的不同工位上完成；）灌装与封口在同一机器的不同工位上完成； 4 4）送瓶时碎瓶率低，灌装量准确、且能粗微调，封口）送瓶时碎瓶率低，灌装量准确、且能粗微调，封口质量符合要求；质量符合要求；　　5 5）具有缺瓶止灌、灌液缩水和防燃气回火功能；　）具有缺瓶止灌、灌液缩水和防燃气回火功能；　 6 6）符合）符合GMPGMP要求，局部采用要求，局部采用100100级净化层流装置；级净化层流装置； 7 7）小型化、生产率一般，结构简单成本低，操作方便、）小型化、生产率一般，结构简单成本低，操作方便、维修容易等维修容易等。

二、二、总总体方案体方案主要内容：主要内容： 1 1、、工艺方案的拟定工艺方案的拟定    2、、安瓿安瓿输输送形式送形式     3、、主要主要设计设计参数的确定参数的确定    4、、灌封机总体布局灌封机总体布局.1 1、工艺方案的拟定、工艺方案的拟定●安瓿灌封的工艺过程：安瓿排整、灌注、充氮、封口等安瓿灌封的工艺过程：安瓿排整、灌注、充氮、封口等●确定安瓿拉丝灌封机的功能组成工序为：确定安瓿拉丝灌封机的功能组成工序为： 　　进瓶进瓶→（前充氮）（前充氮）→灌装灌装→（后充氮）（后充氮）→封口封口→出瓶●工艺流程图工艺流程图  安瓿拉丝灌封机工艺流程安瓿拉丝灌封机工艺流程演示演示2、安瓿、安瓿输输送形式送形式 　确定安瓿输送形式时主要考虑如下方面：确定安瓿输送形式时主要考虑如下方面：　　1）连续式或间歇式输送）连续式或间歇式输送　　 连续送瓶时产量高，但结构复杂；间歇式产量较小，但结构简单、成本低连续送瓶时产量高，但结构复杂；间歇式产量较小，但结构简单、成本低　　2）安瓿在拉丝灌封机上的位置状态）安瓿在拉丝灌封机上的位置状态          灌封时，安瓿的最佳位置是直立状态；灌封时，安瓿的最佳位置是直立状态；            安瓿属不稳态容器，在输送中很易发生倒瓶现象。

安瓿属不稳态容器，在输送中很易发生倒瓶现象    据前述设计要求：采用安瓿倾斜据前述设计要求：采用安瓿倾斜45°的间歇式输送方式的间歇式输送方式　　3）间歇式输送方式之一：等双曲柄机构，如图所示间歇式输送方式之一：等双曲柄机构，如图所示    综上，本设计综上，本设计采用等双曲柄机采用等双曲柄机构驱动齿形板间构驱动齿形板间歇对倾斜歇对倾斜45º放置放置的安瓿进行输送，的安瓿进行输送，每次移送两支每次移送两支 等双曲柄机构等双曲柄机构3、主要、主要设计设计参数（参数（产产量）的确定量）的确定  ●机器的产量主要受下列因素影响机器的产量主要受下列因素影响 （（1 1）使用的安瓿规格；）使用的安瓿规格； （（2 2）一次灌封的瓶数；）一次灌封的瓶数； （（3 3）等双曲柄机构的工作周期）等双曲柄机构的工作周期 ：：　　 前半周期（前半周期（180º180º）为搬送安瓿，其时间取决于搬送安瓿的速度；）为搬送安瓿，其时间取决于搬送安瓿的速度；　　 后半周期（后半周期（180º180º）为复位，其时间取决于各执行机构的工作时间为复位，其时间取决于各执行机构的工作时间。

●从提高生产率方面考虑，周期越短越好，但周期越短：从提高生产率方面考虑，周期越短越好，但周期越短：→这样会使安瓿上抛、碎瓶；这样会使安瓿上抛、碎瓶；»各执行机构工作时间少各执行机构工作时间少 →工作来不及、质量不理想工作来不及、质量不理想→所以所以，等双曲柄机构的工作周期，等双曲柄机构的工作周期不能太短不能太短→这也就影响到机器的产量即生产率这也就影响到机器的产量即生产率»要求送瓶速度越快要求送瓶速度越快★★综综上所述，必上所述，必须须动态综动态综合考合考虑虑各各项项因素来确定机器因素来确定机器产产量　　根据根据设计设计要求和上述确定的送瓶方式的工作特性要求和上述确定的送瓶方式的工作特性　　→生生产产率率为为4000~5400支支/小小时时4、、灌封机总体布局灌封机总体布局●根据上述工艺方案、输瓶方式等，确定整体布局：根据上述工艺方案、输瓶方式等，确定整体布局：       » 整个机器用一台电动机作为动力源整个机器用一台电动机作为动力源　　　　　　→通过皮带、齿轮及其它传动形式通过皮带、齿轮及其它传动形式　　　　　　→驱动进瓶、移瓶、灌注、拉丝封口等机构驱动进瓶、移瓶、灌注、拉丝封口等机构。

　　    » » 机器有关尺寸可根据：机器有关尺寸可根据： 输送的安瓿规格输送的安瓿规格(1(1~2ml2ml直径为直径为11.5mm)11.5mm)、、中间传动中间传动灌封工艺流程等灌封工艺流程等 确定如下：确定如下：　　◆ ◆ 送瓶齿条齿间距　送瓶齿条齿间距　19mm19mm；；　　◆◆ 曲轴旋转半径　曲轴旋转半径　19mm19mm；；　　◆◆ 曲轴到机架的距离　曲轴到机架的距离　>19×3>19×3，取，取66mm66mm；；　　◆◆ 灌液升降架轴至曲轴的距离　灌液升降架轴至曲轴的距离　>19×7>19×7，取，取161.5mm161.5mm；；　　◆◆ 拉丝钳架轴至曲轴的距离　取拉丝钳架轴至曲轴的距离　取19×7=57mm19×7=57mm；；　　◆◆ 拉丝钳架轴与灌液升降架轴的距离　取拉丝钳架轴与灌液升降架轴的距离　取19×10.5=199.5mm19×10.5=199.5mm；；　　◆◆ 总体尺寸　总体尺寸　1100mm×600mm×1050mm 1100mm×600mm×1050mm 执行机构工作状况及机构本身尺寸、执行机构工作状况及机构本身尺寸、1 1~2ml2ml水针灌封机整体布局水针灌封机整体布局. .三、传动系统设计三、传动系统设计（一）传动方案的拟定（一）传动方案的拟定      ●机器采用齿板间歇输送安瓿方式。

机器采用齿板间歇输送安瓿方式      ●传动系统驱动机器各执行部件所要完成的动作：传动系统驱动机器各执行部件所要完成的动作：　　 （（1 1）进瓶机构拨瓶轮的旋转；）进瓶机构拨瓶轮的旋转；　　 （（2 2）送瓶齿板的间歇送瓶运动；）送瓶齿板的间歇送瓶运动；　　 （（3 3）充气、灌液针架的进退；）充气、灌液针架的进退；　　 （（4 4）压缩气开关阀的间歇动作；）压缩气开关阀的间歇动作；　　 （（5 5）氮气开关阀的间歇动作；）氮气开关阀的间歇动作；　　 （（6 6）药液计量阀的往复动作；）药液计量阀的往复动作；　　 （（7 7）吹气工位间歇压瓶动作及缺瓶止灌功能的实现；）吹气工位间歇压瓶动作及缺瓶止灌功能的实现；　　 （（8 8）拉丝钳座往返动作；）拉丝钳座往返动作；　　 （（9 9）拉丝钳开合动作；）拉丝钳开合动作；　　 （（1010）火头架摆动；）火头架摆动；　　 （（1111）拉丝工位间歇压瓶动作；）拉丝工位间歇压瓶动作；　　 （（1212）拉丝工位使安瓿旋转的滚轮的旋转动作拉丝工位使安瓿旋转的滚轮的旋转动作 ★★上述各动作要求是密切相关的，前后动作都按时间程序衔接。

上述各动作要求是密切相关的，前后动作都按时间程序衔接      ● 由上确定本机传动系统如由上确定本机传动系统如图图方案拟定、（方案拟定、电机选择电机选择、、传动链设计计算传动链设计计算））1 1~2ml2ml安瓿灌封机传动系统示意图安瓿灌封机传动系统示意图▲灌液位：吹气、充氮、灌液是在针头插入安瓿内的瞬灌液位：吹气、充氮、灌液是在针头插入安瓿内的瞬间完成的间完成的传动系统图传动系统图xuxu▲当针头随针架在拨叉带动下退出安瓿时：当针头随针架在拨叉带动下退出安瓿时：  ◆◆通向针头的气、液管线阀门在相应元件驱动下及时关闭；通向针头的气、液管线阀门在相应元件驱动下及时关闭；  ◆◆压在安瓿上的压瓶机构压在安瓿上的压瓶机构15在凸轮在凸轮30的驱动下也相应移开的驱动下也相应移开　　→以便移瓶齿板将后面的安瓿送至该工位以便移瓶齿板将后面的安瓿送至该工位传动系统图传动系统图xuxu▲为实现缺瓶止灌为实现缺瓶止灌　　→在压瓶板下方设一行程开关在压瓶板下方设一行程开关14    →无瓶时，通过电磁铁无瓶时，通过电磁铁41用以控制针筒用以控制针筒3不注液不注液传动系统图传动系统图xuxu▲为防止在拉丝时安瓿发生漂移为防止在拉丝时安瓿发生漂移　　→在安瓿上面设有压瓶机构在安瓿上面设有压瓶机构9（由凸轮（由凸轮36驱动）驱动）。

传动系统图传动系统图xuxu▲为了加热和拉丝均匀为了加热和拉丝均匀→用齿轮传动系统用齿轮传动系统21驱动转瓶滚轮箱驱动转瓶滚轮箱10中的蜗杆蜗轮副中的蜗杆蜗轮副→带动转瓶滚轮使安瓿原位旋转带动转瓶滚轮使安瓿原位旋转▲各执行件的传动路线：各执行件的传动路线： 电动机电动机19—19—带传动带传动18—18—主轴主轴2020——传动路线传动路线xuxu1 1）蜗杆）蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323-1-1- -齿轮齿轮2828、、2929、、1616- -拨瓶轮拨瓶轮2-2-拨安瓿于齿板；拨安瓿于齿板；2 2）蜗杆）蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323-1-1- -曲轴曲轴8 8- -移瓶齿板移瓶齿板7 7- -安瓿间歇前进；安瓿间歇前进；3 3）蜗杆）蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323- -凸轮凸轮2424- -压轮压轮3838- -拨叉拨叉1212- -针架针架5 5进退进退；；传动路线传动路线xuxu4 4）蜗杆）蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323-1-1- -凸轮凸轮3232- -压缩气开关压缩气开关1717- -间歇供压缩气；间歇供压缩气；5 5）蜗杆）蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323- -凸轮凸轮3535- -氮气开关阀氮气开关阀1313- -间歇供氮气；间歇供氮气；6 6））蜗杆蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323- -凸轮凸轮3333- -压轮压轮3434- -顶杆套顶杆套4 4- -计量活塞计量活塞3 3- -间歇计量、灌注间歇计量、灌注；；传动路线传动路线xuxu7 7）蜗杆）蜗杆22-22-蜗轮蜗轮2323-1-1- -凸轮凸轮3030- -压轮压轮3131- -压瓶机构压瓶机构1515- -间歇压瓶；间歇压瓶；( (无瓶时无瓶时) )- -压瓶机构压瓶机构1515- -行程开关行程开关1414- -电磁铁电磁铁4141- -顶杆套顶杆套4 4与顶杆脱开与顶杆脱开- -缺瓶止灌；缺瓶止灌；8 8）右蜗杆）右蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323- -凸轮凸轮2424- -压轮压轮3838- -拨叉拨叉1111- -拉丝钳架拉丝钳架6 6进退进退；；传动路线传动路线xuxu9 9）右蜗杆）右蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323- -凸轮凸轮2626- -摇臂摇臂3939- -拉丝钳启合；拉丝钳启合；1010）右蜗杆）右蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323- -凸轮凸轮2525- -摇臂摇臂4040- -火头架摆动火头架摆动；；传动路线传动路线xuxu1111）右蜗杆）右蜗杆2222- -蜗轮蜗轮2323-1-1- -凸轮凸轮3636- -压轮压轮3737- -压瓶机构压瓶机构9 9- -拉丝压瓶；拉丝压瓶；1212）主轴）主轴2020- -齿轮齿轮2121- -转瓶滚轮箱转瓶滚轮箱1010（蜗杆蜗轮副）（蜗杆蜗轮副）。

（二）（二）电电机的机的选择选择　    ●本机运行时工作载荷较小：本机运行时工作载荷较小：　　 电机功率主要消耗于克服各执行机构间传动产生的摩擦等电机功率主要消耗于克服各执行机构间传动产生的摩擦等　　　　 → →选择小功率三相异步电动机选择小功率三相异步电动机　　 ●电机数据如下：电机数据如下：型号型号——JW7114；；功率功率——0.37KW；；转速转速——1400转转/分；分；电电源源——U=380V，， I=1.15A，， f=50Hz （三）传动链设计计算（三）传动链设计计算　　  ●设计思路设计思路——产量即生产率已确定产量即生产率已确定　　　　　　　　→推知曲轴转速推知曲轴转速　　　　　　　　→再反推和设计蜗杆蜗轮、带轮、齿轮传动等再反推和设计蜗杆蜗轮、带轮、齿轮传动等       ●以最大产量进行计算：以最大产量进行计算： 　　　　1、主、主传动链传动链；；         2、、进进瓶机构瓶机构传动链传动链；；         3、拉、拉丝丝工位工位滚轮传动链滚轮传动链具体计算和内容参见教材）（具体计算和内容参见教材）. .四、四、确定主要机构确定主要机构1、、进进瓶机构瓶机构2 2、、送瓶机构送瓶机构3、、灌注机构灌注机构4、、封口机构封口机构 .1、、进进瓶机构瓶机构●进进瓶机构在水瓶机构在水针针灌封机上起灌封机上起贮贮瓶和上料作用；瓶和上料作用；●组组成：放瓶斗和成：放瓶斗和拨拨瓶瓶轮轮；；●为为使安瓿能使安瓿能顺顺利利进进入入拨拨瓶瓶轮轮，放瓶斗与水平面成，放瓶斗与水平面成45o；；●据设计要求，据设计要求，拨拨瓶瓶轮圆轮圆周上开三周上开三组组（（6个）半个）半圆圆凹槽凹槽　　  →拨拨瓶瓶轮轮每每转转120o，便将两支安瓿，便将两支安瓿拨拨出放瓶斗；出放瓶斗；●拨瓶轮是由曲轴通过齿轮组减速驱动的：拨瓶轮是由曲轴通过齿轮组减速驱动的：                曲轴旋转一周曲轴旋转一周→拨瓶轮转拨瓶轮转1/3周。

周●结结构构如如图图.1 1~2ml2ml水针灌封机进瓶机构水针灌封机进瓶机构1—1—齿轮；齿轮；2—2—拨轮；拨轮；3—3—放瓶斗；放瓶斗；4—4—支承；支承；5—5—机架机架 .演示演示 2 2、送瓶机构、送瓶机构●总总体方案已确定了体方案已确定了齿齿板板间间歇歇移瓶方式移瓶方式●为为使安瓿在灌封使安瓿在灌封时处时处于于平平稳稳状状态态  →也采用也采用V形形齿齿板板进进行定位：安瓿底置于行定位：安瓿底置于倾倾斜的托板上；斜的托板上； ●用四根齿板用四根齿板组成组成送瓶机构：送瓶机构： »中间两根为活动齿板，用于间歇移瓶；中间两根为活动齿板，用于间歇移瓶； » 上下两根为固定齿板，用于安瓿灌封时定位上下两根为固定齿板，用于安瓿灌封时定位●为减少安瓿瓶移动后落到固定齿板上的为减少安瓿瓶移动后落到固定齿板上的冲击冲击    →采用平行双曲柄机构即双曲轴驱动采用平行双曲柄机构即双曲轴驱动    （当双曲轴以相同角速度同向转动时，移瓶齿板则带着安瓿作平移运动，且（当双曲轴以相同角速度同向转动时，移瓶齿板则带着安瓿作平移运动，且加速度为零，加速度为零，→因而可避免安瓿因受力过大而碎瓶）因而可避免安瓿因受力过大而碎瓶）。

» …  2 2、送瓶机构续、送瓶机构续●为便于活动齿板为便于活动齿板搬送搬送安瓿安瓿   →在拨瓶轮送出安瓿处，上下定位齿板上各设一调节片在拨瓶轮送出安瓿处，上下定位齿板上各设一调节片   →使安瓿分开置于固定齿板上使安瓿分开置于固定齿板上   →瓶颈和瓶身刚好分别与上、下调节片上的调节齿接触瓶颈和瓶身刚好分别与上、下调节片上的调节齿接触   →实现定位实现定位　　　　 （当安瓿规格变化时，可通过调节片上的长槽进行调节当安瓿规格变化时，可通过调节片上的长槽进行调节 ●为使移瓶时为使移瓶时不发生干涉不发生干涉现象现象  →活动齿板位于最高位时，其齿根线应略高于固定齿板齿顶线活动齿板位于最高位时，其齿根线应略高于固定齿板齿顶线  →使活动齿板移送的安瓿不致碰到固定齿板使活动齿板移送的安瓿不致碰到固定齿板取齿间距为取齿间距为19mm19mm，则，则 » →→曲轴的旋转半径为曲轴的旋转半径为19mm19mm；； » → →活动齿板最低与最高位的距离为活动齿板最低与最高位的距离为38mm38mm；； » → →固定齿板的高度固定齿板的高度<19mm<19mm结结构构示意示意图图.1 1~2ml2ml水针灌封机送瓶机构水针灌封机送瓶机构. .1—曲轴；2—机架；3—托瓶拦杆；4—调节片；5—固定齿板；6—活动齿板；7—转瓶滚轮；8—瓶底托板演示演示 3、灌注机构、灌注机构●水水针针灌装灌装时时以容以容积计积计量，本量，本设计设计采用采用计计量活塞完成量活塞完成药药液液计计量；量；●计计量活塞量活塞底部开有小孔底部开有小孔　　→用于将吸入活塞筒的药液压至针头而灌注到安瓿中用于将吸入活塞筒的药液压至针头而灌注到安瓿中；；●为为控制控制间间歇抽取和灌注歇抽取和灌注药液药液　　→在在计计量活塞与量活塞与贮贮液桶及液桶及针头间针头间的的连连接管接管线线上上设设置置单单向玻璃向玻璃阀阀；；●为使灌装量可调为使灌装量可调　　　　→杠杆支点设计成活动的杠杆支点设计成活动的　　　　→调节调节支点位置即可改变活塞的行程支点位置即可改变活塞的行程　　　　→调节控制灌注药液的剂量。

调节控制灌注药液的剂量●为为实现缺瓶止灌功能实现缺瓶止灌功能　　　　→在在压压瓶瓶摆摆杆杆12下方下方设计设计一一行程开关行程开关　　　　→缺瓶时，缺瓶时，压压瓶瓶摆摆杆杆12使行程开关使行程开关14动作动作　　　　→电磁阀电磁阀4使驱动计量活塞的顶杆与顶杆套分离使驱动计量活塞的顶杆与顶杆套分离　　　　→从而停止灌注从而停止灌注●针架的上下由主轴上的拨叉带动针架的上下由主轴上的拨叉带动●结结构构如如图图. 1 1~2ml2ml水针灌封机灌注机构图水针灌封机灌注机构图. .1-凸轮；2-扇形板；3-顶杆；4-电磁阀；5-顶杆套；6-杠杆；7-计量活;8、9-单向玻璃阀；10-针头；11-安瓿；12-压瓶摆杆；13-弹簧；14-行程开关；15-针座架；16-针架轴灌注演示灌注演示●安瓿封口形式：有熔封和拉丝封口，拉丝封口目前普遍采用安瓿封口形式：有熔封和拉丝封口，拉丝封口目前普遍采用●拉丝封口原理是：火焰加热、机械抽丝、旋转中闭合封口拉丝封口原理是：火焰加热、机械抽丝、旋转中闭合封口●拉丝封口机构有气动式和机械式两种，本例采用机械式拉丝封口机构有气动式和机械式两种，本例采用机械式●结构结构如如图图。

 4、封口机构、封口机构 4 xuxu1~2ml水针灌封机拉丝封口机构.1—蜗杆蜗轮箱；2—拉簧；3—压瓶凸轮；4—压瓶滚轮；5—转瓶滚轮；6—拉丝钳夹；7—钳子升降轴；8—拉丝钳钢丝；9—升降轴架；10—甩丝凸轮封口演示封口演示4 xuxu▲安瓿在封口工位：安瓿在封口工位：　　◆◆先经预热，然后在火焰加热下，瓶颈玻璃处于先经预热，然后在火焰加热下，瓶颈玻璃处于熔融熔融状态　　◆◆ 瓶口位置玻璃被夹钳拉成丝并随着夹钳继续回退而瓶口位置玻璃被夹钳拉成丝并随着夹钳继续回退而拉断拉断　　◆◆为使安瓿加热均匀、丝经玻璃熔合密接，保证封口质量为使安瓿加热均匀、丝经玻璃熔合密接，保证封口质量　　　　　　→安瓿安瓿在在蜗杆蜗轮箱驱动的蜗杆蜗轮箱驱动的转转瓶瓶滚轮滚轮5作用下作用下自转自转　　◆◆为使安瓿在拉丝封口时不会产生移动（为使安瓿在拉丝封口时不会产生移动（漂移漂移））　　　　　　→设有压瓶滚轮（由传动系统中蜗轮轴上的凸轮驱动）设有压瓶滚轮（由传动系统中蜗轮轴上的凸轮驱动）4 xuxu  ▲拉丝钳的动作：拉丝钳的动作：　　1）在主轴上的拨叉带动下沿钳座轴下行动作；）在主轴上的拨叉带动下沿钳座轴下行动作；　　2）在凸轮驱动下张开钳口夹住瓶口准备拉丝；）在凸轮驱动下张开钳口夹住瓶口准备拉丝；　　3）在拨叉带动下沿钳座轴回退拉丝；）在拨叉带动下沿钳座轴回退拉丝；　　4）退回到尽头时，在凸轮驱动下张闭两次，将拉断的丝头丢掉）退回到尽头时，在凸轮驱动下张闭两次，将拉断的丝头丢掉。

五、五、灌封机工作循灌封机工作循环图环图●据传动系统设计，各执行机构据传动系统设计，各执行机构的运动循环与机器的工作循环时的运动循环与机器的工作循环时间为间为　　　　T=60/45≈1.33(s)●以移瓶机构以移瓶机构为为例，例，  ▲循环周期分循环周期分　　  上半周期上半周期——安瓿移送两个安瓿移送两个齿距；齿距；　　  后半周期后半周期——移瓶机构复移瓶机构复位  ▲循环时间分配为循环时间分配为　　　　tk=0.5T=0.5×1.33≈ 0.67(s),      其中其中  tk1=tk2=0.335(s)；；　　　　td=0.5T=0.5×1.33≈ 0.67(s),　　  其中其中   td1=td2=0.335(s)▲依据上述各参数便可画出移依据上述各参数便可画出移瓶机构的运动循环图瓶机构的运动循环图▲根据各执行机构的运动要求，根据各执行机构的运动要求，同样可确定和绘制各自的运同样可确定和绘制各自的运动循环图动循环图● 灌封机灌封机工作循环图工作循环图▲对应于循环时间对应于循环时间1.33(s)的曲轴的曲轴转角转角360º分配为分配为    φk1=φk2=tk1/T×360º           =0.335÷1.33×360º=90º    φd1=φd2=td1/T×360º           =0.335÷1.33×360o=90º。

五五xuxu 1~2ml水针灌封机工作循环图.六、六、电电路系路系统统电源电路电源电路——给机器动力源给机器动力源JW7114型电机提供电源；型电机提供电源；电磁铁控制回路电磁铁控制回路——控制灌注机构控制灌注机构1~2ml水针水针灌封灌封机电机电路系路系统图统图结束结束  。