【正文】 988,9 ?[35] Timothy S Glenn, Nesbitt W Hagood. Development of a towsided piezoelectric ratary ultrasonic motor for high torque. SPIE, 1997,30(41):326338附 錄附錄一：英文資料及翻譯Design and Realization of Liquid Filling MachineIntelligent Control SystemDemin Zhang, Shibo LiTianjin Key Laboratory for Control Theory amp。本分裝機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)分兩個(gè)部分：分裝頭部分和主傳動(dòng)部分。3）花崗巖，組織穩(wěn)定，幾乎不會(huì)在變形，加工簡(jiǎn)單，可以獲得較高而又穩(wěn)定的精度。根據(jù)材料對(duì)比優(yōu)選HT200作為底座材料。在軸的上半部分通過(guò)一個(gè)套杯將軸固定在工作臺(tái)上，套杯內(nèi)有兩個(gè)圓錐滾子軸承，因?yàn)樵撦S不僅要承受軸向的重力，還有錐齒輪嚙合時(shí)的徑向力和軸向力，用圓錐滾子軸承會(huì)使得機(jī)器的綜合性能有所提高。其作用是通過(guò)間歇機(jī)構(gòu)的控制，準(zhǔn)確地將輸送的玻璃瓶送至分裝轉(zhuǎn)盤和蓋塞頭下進(jìn)行裝粉和蓋膠塞。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由于軸徑不大，做成實(shí)心軸。故軸承壽命滿足設(shè)計(jì)要求。軸中與從動(dòng)齒輪配合的軸段與齒輪的配合也采用平鍵連接，平鍵型號(hào)為：bh=87（GB/T1095—1979）鍵槽用鍵銑刀加工，長(zhǎng)為25mm。兩處平鍵的尺寸查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（GB/T1095—1979）鍵槽用鍵銑刀加工，軸與不完全齒輪連接的平鍵型號(hào)：bh=87（GB/T1095—1979）鍵槽用鍵銑刀加工，長(zhǎng)為25mm。由表43取=110，軸的轉(zhuǎn)速n=40r/min，將各數(shù)據(jù)帶入公式41中得：mm (41)表43 軸材料的[τT]及A。 標(biāo)準(zhǔn)減速器的選擇根據(jù)所選電機(jī)的轉(zhuǎn)速1420r/min1，再參考所需的轉(zhuǎn)速40 r/min1，因此所選的減速器的傳動(dòng)比為i==根據(jù)輸入功率查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四卷表16239DCZ型減速器公稱輸入功率得：傳動(dòng)比為i=，其公稱中心距a=160mm。與原捆綁式相比，改進(jìn)后的毛刷鋼絲經(jīng)拉緊、壓實(shí)、收口后在套管內(nèi)排列緊密均勻，不銹鋼絲束外輪廓圓規(guī)范，不會(huì)產(chǎn)生松散開叉或脫絲現(xiàn)象，使用時(shí)氣流由調(diào)量桿側(cè)面小孔(φ3mm)進(jìn)出，經(jīng)由中心小孔(φ2mm)透過(guò)不銹鋼絲束芯部作用于藥粉上，受力均勻，吸附性好，不易堵塞，拆裝方便，使用壽命長(zhǎng)。在工作時(shí)，壓縮空氣和真空從毛刷一側(cè)吹過(guò)，透過(guò)毛刷分流過(guò)濾，完成吸入和吹出藥粉過(guò)程。本設(shè)計(jì)中分裝的對(duì)象為高點(diǎn)性粉針劑,所以為了使攪拌葉片能讓粉體產(chǎn)生向上遞升的作用，所設(shè)計(jì)的攪拌葉片旋轉(zhuǎn)方向與分裝盤旋轉(zhuǎn)相反，其結(jié)構(gòu)如圖32所示。如圖11所示，其工作工程為：圖31 粉劑分裝轉(zhuǎn)盤(1)吸粉:圓盤轉(zhuǎn)至計(jì)量孔(處于料斗下方)一端面闊接通真空一從料斗中吸入粉末；(2)吹粉:圓盤轉(zhuǎn)至計(jì)量孔(處于容器上方)一端面閥接通壓縮空氣一計(jì)量孔吹出粉末至容器中。粉劑分裝充填系統(tǒng)主要由裝粉筒、攪粉斗、粉劑分裝轉(zhuǎn)盤、傳動(dòng)裝置、升降機(jī)構(gòu)等組成。圖21 粉針平面工藝布置 總體布局根據(jù)設(shè)計(jì)要求和以上確定的工藝方案，粉針分裝機(jī)總體上應(yīng)包括如下結(jié)構(gòu)：(1)貯瓶進(jìn)瓶裝置（包括貯瓶盤、送瓶轉(zhuǎn)盤及進(jìn)瓶軌道等）；(2)主工作盤部件（包括分裝轉(zhuǎn)盤及相關(guān)定位裝置）；(3)喂料與分裝裝置（包括喂料送粉機(jī)構(gòu)、分裝頭等）；(4)出瓶機(jī)構(gòu)；(5)動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)； (6)機(jī)架部件（用以連接和支承各部分，內(nèi)部安裝有關(guān)傳動(dòng)部分）。第二章 分裝機(jī)整體設(shè)計(jì)方案機(jī)器技術(shù)性能： 該設(shè)計(jì)要適應(yīng)多種藥粉的分裝，主要用于流動(dòng)性較好的抗生素等粉針劑；分裝機(jī)裝量范圍大，調(diào)節(jié)裝量有粗調(diào)和細(xì)調(diào)；分裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)(1)生產(chǎn)能力：30~120瓶／分；(2)裝量范圍：~5克/瓶，裝量誤差≤177。(3)計(jì)量精度低。比如，雙頭螺桿式分裝機(jī)的生產(chǎn)能力是在理想狀態(tài)下確定的，一般雙頭螺打桿式分裝機(jī)生產(chǎn)能力名義指標(biāo)為120瓶/min，但是達(dá)到這個(gè)能力的前提條件是粉針劑的流動(dòng)性較好、。近年B+S公司研發(fā)出高速單/雙頭螺桿式分裝機(jī)(300瓶/min)，把傳統(tǒng)的雙軌雙頭式輸送方式改為一軌雙頭的形式，它的成功主要靠伺服電機(jī)的應(yīng)用[8]。國(guó)外粉針劑分裝機(jī)發(fā)展大體經(jīng)歷了簡(jiǎn)單機(jī)械化、初級(jí)自動(dòng)化、自動(dòng)分裝生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)控制的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線等幾個(gè)發(fā)展階段。氣流式粉劑分裝裝置氣流分裝機(jī)是粉針生產(chǎn)中的一種分裝設(shè)備。這種結(jié)構(gòu)由于采用了步進(jìn)電機(jī)與分裝頭的連接，消除了已有齒輪傳動(dòng)中不可避免的間隙和慣性，使得粉針劑裝量精度從177。每分鐘分裝瓶數(shù)僅達(dá)60瓶左右，加上調(diào)節(jié)裝量大小必須停機(jī)用人力進(jìn)行，更進(jìn)一步地影響了分裝效率。粉料分裝機(jī)的計(jì)量方式主要分三種：體積定量、稱重定量和螺桿旋轉(zhuǎn)定量方式。所謂的架橋是指粉體在自由卸料的時(shí)候,由于微小顆粒相繼排出而大顆粒由于相互的支撐作用形成的球表面?？偟膩?lái)講粉體比顆粒的粒徑尺寸更加細(xì)微。分裝機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，從食品分裝加工到藥劑分裝加工，還有建筑材料的分裝加工，到處都有分裝機(jī)的影子。醫(yī)藥工業(yè)銷售收入從2000年的1686億元增長(zhǎng)至2009年的9539億元，%[1]。這種劑型有利于促進(jìn)藥物的溶解與吸收、提高藥物的生物利用度，并且容易制成其他劑型，以適應(yīng)多種給藥途徑的需要由于藥品包裝的衛(wèi)生要求很嚴(yán)格，釆用填充機(jī)械可以有效避免人手和藥品的直接接觸，減少了對(duì)產(chǎn)品的污染,同時(shí)由于機(jī)械填充速度快，藥品在空氣中停留時(shí)間短，也會(huì)減少被污染的機(jī)會(huì)，有利于藥品的衛(wèi)生[3]。所以，對(duì)粉體加料分裝系統(tǒng)開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能分析以及應(yīng)用研究，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和重要的實(shí)用價(jià)值。因?yàn)榉垠w流動(dòng)過(guò)程中的不通暢造成了粉體的偏析和架橋。各種分裝機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)都有其不同之處。目前應(yīng)用的分裝機(jī)有齒輪單頭螺桿分裝機(jī)或氣流式分裝機(jī)，他們均以傳統(tǒng)的機(jī)械方式來(lái)控制粉針劑的裝量精度。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)裝粉螺桿旋轉(zhuǎn)。圖11 分裝機(jī)示意圖圖11是螺桿式分裝機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖。由于其過(guò)濾孔徑達(dá)到微米級(jí)，且受到分量盤定量孔空間限制，無(wú)法制成這么小的過(guò)濾器，所以采用這種結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾功能?？刂葡到y(tǒng)釆用微機(jī)控制，并設(shè)有一個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)顯東屏,可顯示配料和在最小及平均重量范圍以內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)。國(guó)外設(shè)備由于成套引進(jìn)價(jià)格較高，維護(hù)、使用不便，增加了生產(chǎn)投資成本。大規(guī)范GMP改造時(shí)期粉針劑生產(chǎn)線所配置的分裝機(jī)規(guī)格一般為中等裝量或7ml抗生素瓶，但近幾年隨著藥品包裝規(guī)格趨于低等裝量與大容量瓶子規(guī)格的變化，當(dāng)時(shí)的設(shè)備配置與現(xiàn)狀已難以匹配。它們裝在機(jī)架上，進(jìn)瓶拔輪兩鄰拔齒節(jié)圓的弦長(zhǎng)與雙排氣流式分裝頭的軸向亮相鄰分裝空的孔距相等，進(jìn)瓶拔輪的安裝軸與氣流式分裝頭的安裝軸垂直，兩軸心的水平等于進(jìn)瓶拔輪分度圓半徑。軋蓋是防繃彈的手段，但為避免污染，軋蓋與裝粉、蓋塞分開進(jìn)行。 本章小結(jié)本章主要介紹了分裝機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案，包括確定工藝路線，分析工作過(guò)程，從而對(duì)總體進(jìn)行布局。分裝轉(zhuǎn)盤是由不銹鋼制成的圓柱體，分裝轉(zhuǎn)盤上有8等分分布單排（或2排）直徑一定的光滑圓孔,即分裝孔。圓柱體的攪袢葉片只能松動(dòng)粉杯上部分的粉體，對(duì)于粉杯底部與分裝盤之間間隙空間不起任何作用，只能適用一般裝量規(guī)格與流動(dòng)性行較好的粉體分裝。充填量的凋節(jié)由粉劑隔離塞在分裝孔的位置確定，可調(diào)節(jié)吸粉柱端部螺桿在螺母上的位置或旋轉(zhuǎn)吸粉柱端部的滑塊嵌入有阿基米德曲線凹槽的裝量調(diào)節(jié)盤的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)裝量的調(diào)節(jié)。圖35 捆綁式毛刷結(jié)構(gòu)示意圖改進(jìn)后調(diào)量毛刷結(jié)構(gòu)改為套管式，如圖36所示。主電機(jī)為輸送帶、滾塞機(jī)構(gòu)和撥輪機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定主動(dòng)輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。=103因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪大小一樣，其中主動(dòng)齒輪為不完全齒輪，為了保證主動(dòng)齒輪的剛度要求，將齒輪做成實(shí)心的。c．主動(dòng)軸的受力校核對(duì)軸進(jìn)行受力分析并畫彎矩圖，如圖44所示：對(duì)整個(gè)軸進(jìn)行受力分析，列方程有： （42）以左邊軸承為支點(diǎn)列方程有： （43）以右邊軸承為支點(diǎn)列方程有： （44）對(duì)軸進(jìn)行扭轉(zhuǎn)受力分析列方程有：齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為：動(dòng)力輸入端錐齒輪所受的徑向力即為該軸右端垂直于軸的力F143 軸的受力、彎矩、扭矩圖F1值大小由公式45得： （45）有=將帶入式45中得由式42計(jì)算出轉(zhuǎn)矩M1=M2=T=該軸的彎矩、扭矩圖如圖43所示：進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面D）的強(qiáng)度，根據(jù)式46及上述計(jì)算結(jié)果，并取α=，軸的計(jì)算應(yīng)力：mm3 （46）—— 軸的計(jì)算應(yīng)力，MPaW —— 軸的抗彎截面系數(shù)，mm3D —— 軸的直徑，mm前已經(jīng)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表151查得[δ1]=60MPa，因此，[]所以安全合理。該間歇運(yùn)動(dòng)變速器中需要用兩對(duì)軸承，變速器的輸入端是一對(duì)錐齒輪的嚙合，有軸向力也有徑向力，要求輸入軸上的軸承能夠承受一點(diǎn)軸向載荷的同時(shí)還要能夠承受一定的徑向載荷，因此選擇圓錐滾子軸承。傳送帶的功率約為100W，則有A= （49）為包角修正系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13147得=為傳動(dòng)布置系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13148得=則有A=2cm2帶寬b==42mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13138，可取帶寬b=40mm同樣由表13138可確定帶輪的寬度為50mm圖46 帶輪同時(shí)取帶長(zhǎng)為2000mm，中心距a=920mm，帶輪直徑d=140mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13141確定帶輪的內(nèi)孔直徑D=18mm，輪緣寬度取50mm腹板厚度取S=12mm，最終確定的帶輪的結(jié)構(gòu)如圖46所示。直齒圓錐齒輪尺寸的初步確定：按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算： （410）現(xiàn)按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：1）參數(shù)選取由公式——功率，單位 kW；——轉(zhuǎn)速，單位 r/min；得齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩= 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14181取：KA=查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14334取=齒形系數(shù)=c 而變?yōu)橄禂?shù)為1直齒輪查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14324得：β=0，c=0==u=1查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13328取：=500MPa錐齒輪材料選取45鋼，正火處理。該軸的右端與一錐齒輪配合，然后與圖412所示的軸底端的錐齒輪相嚙合，來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)；該軸的左端也與一錐齒輪相嚙合，帶動(dòng)如圖414所示的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)器中的樣一種零件，它能夠支撐零件或部件并保持與它們之間的聯(lián)系，以及包容傳動(dòng)體的箱體統(tǒng)稱為機(jī)架零件，如機(jī)器中的箱體，儀器儀表的殼體，機(jī)床的床身，立柱，其他機(jī)器中的底座及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體等。常用鋼16Mn，19Mn，20號(hào)鋼，20Cr等。結(jié)構(gòu)如圖52所示。最終完成粉料的連續(xù)的自動(dòng)分裝。 show a good prospect of application and popularization.液體灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)張德民，李世博天津市控制理論與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津工業(yè)大學(xué)391，濱水西道，西青區(qū)，天津，300384，中國(guó)一、引言The filling machine from belong to the category of packaging machinery, Is the material for filling machinery. Is one of the most important aspects of the filling production line. China39。Using filling machine can not only improve the labour productivity, reduce product loss, ensure the quality of packaging, but also can reduce the pollution of production environment and packed material of each other.使用灌裝機(jī)不僅可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少產(chǎn)品損失，保證包裝質(zhì)量，而且可以減少生產(chǎn)環(huán)境和包裝材料的污染。是灌裝生產(chǎn)線最重要的方面之一。（2）攪拌器的攪拌葉片采取了雙斜面式的攪拌，在對(duì)粉料進(jìn)行攪拌的同時(shí)，不僅能夠起到攪拌粉料，防止粉料結(jié)塊的作用，還可以對(duì)粉料產(chǎn)生或向上或向下的作用力，配合變螺距螺桿，使得分裝機(jī)對(duì)粉料份的適應(yīng)性增強(qiáng)。 圖52 輸料支架結(jié)構(gòu)49結(jié)論結(jié)論與展望本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外的粉料分裝機(jī)的綜合分析的基礎(chǔ)上，并對(duì)各種分裝機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，提出了步進(jìn)電機(jī)控制的螺桿型粉料分裝機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案。2）塑料，塑料有重量輕，防腐蝕和絕緣等優(yōu)點(diǎn)，用注射?？芍瞥尚螤钶^復(fù)雜的塑料材料而無(wú)需后繼加工，大大簡(jiǎn)化了工藝和生產(chǎn)過(guò)程。鑄鐵中加入少量合金元素可提高其耐磨性，鑄鐵中的片狀石墨增大了阻尼作用，有吸振作用，因而其動(dòng)態(tài)剛度較好。螺釘連接的結(jié)構(gòu)如圖415所示：圖414 機(jī)器左端一豎軸圖415 軸端的螺釘連接結(jié)構(gòu)圖414所示的軸上一共有三個(gè)軸承，底部的軸承是為了保證軸的剛度而加設(shè)的，通