【正文】 molding. 4. Cutting Device Forming the pletion of the use of a knife cutting through the cam mechanism to achieve a straight line reciprocating tool, from top to bottom traction molding plastic bottles after coordination with the tool to plete the cutting action. 5. Transmission System Design Sprocket drive system design transmission, by the cam mechanism to achieve intermittent reciprocating motion. Key words: PET molding。 4． 裁剪 裝置的設(shè)計 裁剪 采用成型刀完成，通過 凸輪 機構(gòu) 實現(xiàn) 刀具直線 往復 運動， 上下牽引成型后的塑料瓶 與刀具的 協(xié)調(diào)動作 完成 裁剪 。 2． 預成型 裝置的設(shè)計 PET 雙層塑料薄膜的預成型 采用經(jīng)加熱 板 軟化 ，為下一步成型做好準備。 設(shè)計 主要 內(nèi)容為： 總體方案設(shè)計： 先對口服液塑料瓶灌封機進行研究，提出設(shè)計內(nèi)容，然后進行功能分析求出最優(yōu)解，在進行傳動系統(tǒng)設(shè)計，執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計，繪制出循環(huán)圖，然后對設(shè)計進行總結(jié)。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 設(shè)計內(nèi)容 口服液塑料瓶成型機，由 PET 輸送裝置，預熱裝置，成型 裝置 和裁剪 裝置 組成。該機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、合理，采用一體化設(shè)計，造價低廉，操作 方便 ，勞動生產(chǎn)率高，所生產(chǎn)的制品質(zhì)量高，使用于各種規(guī)格、形狀的中空塑料容器的生產(chǎn)。 1．牽引裝置的設(shè)計 PET 雙層塑料薄膜的牽引通過曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)前后水平牽引，在通過端面凸輪機構(gòu)實現(xiàn)上下牽引 。 3．成型 裝置的設(shè)計 PET 雙層塑料薄膜的成型采用吹塑成型原理經(jīng)加熱板繼續(xù)加熱塑料薄膜 ， 然后在吹氣成型。 5．傳動系統(tǒng)的設(shè)計 傳動系統(tǒng)的設(shè)計采用鏈輪 傳動， 由 凸輪 機構(gòu)實現(xiàn) 間歇 往復 運動。 PET traction。近年來，市場上塑料瓶口服液的流行與暢銷，證明該種包裝已被口服液生產(chǎn)企業(yè)和消費者認可。對此，業(yè)內(nèi)人士分析認為，今后制藥機械的發(fā)展將與相應(yīng)藥包材的變化保持同步，即為適應(yīng)藥包材變化而進行藥機的 “ 貼身定制 ” 。 口服液塑料瓶灌封機的研究現(xiàn)狀 口服液塑料瓶灌封 機的發(fā)展歷史 中國塑料機械總的發(fā)展趨勢是要朝組合結(jié)構(gòu)、專用化、系列化、標準化、復合化、微型化、大型化、個性化、智能化方向發(fā)展，同時要滿足節(jié)能、節(jié)材、高效的要求，以適應(yīng)塑料原料、塑料制品加工企業(yè)節(jié)約成本的需要。只有不斷研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，才能避免中國機械行業(yè) “ 總引進，總落后 ” 的局面。在全國機械工業(yè)的 194 個行業(yè)中，塑機行業(yè)的主要經(jīng)濟指 標均居前列。 中國現(xiàn)有主要塑機制造企業(yè) 500 家左右，大部分分布在東南沿海、珠江三角洲、長江三角洲一帶。近十幾年來，中國塑機行業(yè)取得了長足的進步，年產(chǎn)各種塑料加工機械 10 萬余臺，基本上能滿足一般塑料原料加工與塑料制品加工、成型的要求。近年來中國進口的塑料機械的數(shù)量 也在迅速增長，每年進口各種塑機數(shù)萬臺套。 2020 年進口的塑料加工設(shè)備 價值近 20 億美元，約為國內(nèi)塑料機械總產(chǎn)值的兩倍，這說明國外先進的塑料機械制造商在技術(shù)上具有比較明 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 顯的競爭優(yōu)勢。 隨著制藥行業(yè)藥包材的不斷發(fā)展，特別是口服液劑包材的更新更是多變，給相應(yīng)傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備和包材生產(chǎn)都帶來一場與之相配套的革 命。從狹義來說， 藥包材 變更給相應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備帶來諸多特殊性和難點，如何去應(yīng)對藥包材變更所帶來的問題？是當今制藥機械制造商的新課題。 口服液塑料瓶灌封 機 的 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 雖然口服液劑的定義在眾多工藝文獻中提法不同，但一般可把口服的溶液劑和混懸劑均歸入口服液劑，也可把中藥口服合劑歸入口服液劑。以往的口服液劑包材多為玻璃制品，口服液瓶包裝從易碎的安瓿轉(zhuǎn)向管制口服液玻璃瓶（ YY005691，有直口瓶和螺口瓶，以直口瓶為主），又逐步演變到撕 拉蓋棕色玻璃瓶，前幾年又將棕色玻璃瓶的蓋子型式變換成鋁塑蓋、鋁蓋易插管型，從中可以看到口服液劑的包材是多變和多元的。 傳統(tǒng)口服液玻璃瓶存在弊端為： ① 灌裝藥液時，須經(jīng)過洗瓶、烘干、消毒等多工序的麻煩； ② 包材避光性差； ③ 包材易破損； ④ 使用時不太方便； ⑤ 貯運成本高。 故口服液 塑料瓶具有優(yōu)點為： ① 無毒、潔凈、強度大、滲透性低、避光和密 封性能好； ② 裝藥液簡便； ③ 重量輕、無破損； ④ 能降低貯運成本及方便消費者攜帶和飲用。但是一種新的設(shè)備研發(fā)過程不是追求仿制的過程，而是在于潛心對把其包材與工藝動作特殊性的研究。傳統(tǒng)口服液玻璃瓶用灌封 設(shè)備只適用于玻璃瓶正向定向灌裝，再進入軋蓋（或旋蓋）工序。下表為二者區(qū)別，從而引出了相應(yīng)設(shè)備的 特殊點。研究喂料過程定向的可靠性是要在一定速度下所進行的，而不是低速時的可靠性。其關(guān)鍵 就需防止灌裝過程中藥液的 飛濺 在瓶底口（即封合處），藥液過多留存在封合處會嚴重影響封合質(zhì)量或發(fā)生泄漏。 就目前塑料與塑料之間封合技術(shù)而言，常有激光、超聲波、熱燙和熱熔等方法，何種方法最適用口服液易折塑料瓶瓶身與底蓋之間封合又是一個技術(shù)關(guān)鍵，研究封合特殊性的原則是可靠、不泄漏、成本低及適用連續(xù)生產(chǎn)。唯有熱熔方法能滿 足可靠、無泄漏、成本低及適用連續(xù)生產(chǎn)的要求 。統(tǒng)、同步帶間隙送瓶裝置、空瓶檢漏裝置、灌裝機構(gòu)、隨著國內(nèi)口服液劑市場的不斷繁榮，制造商為了取悅于消費群體和凸現(xiàn)自我個性，所呈現(xiàn)的口服液外包裝將為多樣 化，這對制藥機械制造商提出如何應(yīng)對的考驗，我們認為日后的設(shè)備應(yīng)朝著 貼身定裁 研發(fā)之路而努力。為此，我們探索 二條腳 走路方法去協(xié)調(diào)這二者間關(guān)系。這 二條腳 走路方法能滿足口服液外包裝的不斷變化，省去設(shè)備調(diào)試時所需使用方提供大量 樣瓶 的麻煩，采用 一門式 銷售模式，省去了用戶尋覓藥包材的煩瑣環(huán)節(jié)，確保藥包材這一設(shè)備源頭的保證。 口服液塑料瓶灌封機 需要解決的問題 現(xiàn)在的灌封機一般都是一機對一種形狀的塑料瓶，如果想生產(chǎn)其他形狀的塑料瓶就不容易實現(xiàn)，需要經(jīng)常更換模具。 題目設(shè)計的內(nèi)容 完成 口服液塑料瓶灌封機成型裝置 總體方案設(shè)計， 其中主要設(shè)計 PET 塑料薄膜 的成型 、 塑料薄膜的加熱、塑料薄膜 的牽引和 塑料瓶 裁減 。 PET 塑料薄膜的牽引通過凸輪和曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)，實現(xiàn) 間 歇 的加工成型。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 2章 口服液塑料瓶灌封機成型裝置 的 方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù)分析 口服液塑料瓶成型 機 是一 種廣泛用 于 塑料瓶成型的包裝機， 成型機可以分為吹塑成型和吸塑成型，把 PET 塑料薄膜熱成型為各種不同形狀的可灌液的空腔類容器。 主要參數(shù)的確定 根據(jù)設(shè)計要求 生產(chǎn)率定為 250 瓶 /min，裁減 采用成型刀，一次 10 個瓶 ，所以刀具每分鐘需沖裁 25 次， 間歇牽引機構(gòu)每分鐘也需轉(zhuǎn)動 25 次； 由于吹氣壓力 不小于 1MPa，成型面積為 平方米，所以成型力不小于 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 設(shè)計任務(wù)抽象化 根據(jù)設(shè)計要求繪制出 口服液塑料瓶灌封機成型裝置 的黑箱，如 圖 所示。 圖 的功能結(jié)構(gòu)圖 功能結(jié)構(gòu)確定 根據(jù) 上述功能分解，可得出圖 所示的功能結(jié)構(gòu)圖。 預 熱：當采用微波加熱時，結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟性不好。 牽 引：棘輪機構(gòu)是將擺動轉(zhuǎn)變?yōu)殚g歇運動結(jié)構(gòu)復雜，不完全齒輪機構(gòu)從動輪的啟動和停頓瞬間都有較大沖擊和噪聲。 經(jīng)過上述篩選，最終得到的方案總數(shù)為： 1 2 1 1 1 2=4 種 。 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)有利于功能的實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)緊湊，動力傳動路線力 求簡短、直接 ， 料輥 、控制臺 的高度要適中，以 方便操作 ，如圖 所示。在經(jīng)過向下的輸送裝置把成型好的塑料瓶子向下拉，既能實現(xiàn)持續(xù)工作，又能把塑料瓶輸送到?jīng)_裁機構(gòu)，把多余廢料去除。 圖 圖 機構(gòu)簡圖 預成型機構(gòu) 成型機構(gòu) 沖裁機構(gòu) 輸送機構(gòu) 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 3． 沖裁機構(gòu)設(shè)計 沖裁機構(gòu)的目的是把成型的塑料瓶封口處切齊，去除多余廢料。利于之后的工序。 4． 口服液瓶牽引輸送機構(gòu)設(shè)計 端面凸輪的旋轉(zhuǎn)帶動滾子運動其實現(xiàn)工作頭的上下運動。從而實現(xiàn)送料牽引的功能。 5． PET 無毒塑料輸送裝置 料滾上的 PET 無毒塑料通過多個輸送滾把 PET 無毒塑料輸送到預成型裝置 。型號Y160M40， 額定功率 11Kw ， 轉(zhuǎn)速 1460r/min。m 減速器高速軸 ???? 帶?PP kW 7302146 001 ??? 帶inn r/min 3111 ????? nPT Nm 4.Ⅲ軸即減速器輸出軸 ????? 減?PP kW 2523 ??減inn r/min 3333 ????? nPT Nm 各級轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的數(shù)值如表 所示。m) ０ 11 1460 Ⅰ 730 Ⅱ 2412． 8 Ⅲ 25 Ⅳ 25 傳動零件的設(shè)計計算 鏈 傳動 設(shè)計計算 傳動功率 ?cP ， 根據(jù)傳動鏈傳動的傳動比 ?鏈i 3 確定鏈輪齒數(shù) 181?Z 542 ?Z 。 2f 為主動鏈齒數(shù)系數(shù) 由 [17] 第 14 篇 圖 2f =。 pa )50~30(0 ? = ? =580mm （ 3） 計算鏈長節(jié)數(shù) 0X 032100 22 a pfZZpaX ???? = ????? =80 節(jié) 式中 26262 22123 ??????? ? ???????? ?? ? ZZf 取 800 ?X 節(jié) （ 4） 最大中心距 （理論中心距） 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 2626902 210 ??????? ZZXc ? ?32 84 fccpa ??? ? ? 2 ????? 實際中心距 mmaaa 39。 圓柱螺旋拉伸彈簧 設(shè)計計算 根據(jù)現(xiàn)有知識得出 成型 壓強的大小為 1~3MPa,接觸長度為 160mm，取接觸寬度為 40mm，由此得出封合壓力： NspF 64004016011m in ??????總 NspF 1 9 2 0 04016032m a x ??????總 根據(jù)要求取工作行程為 ?h 30mm,取 2 根彈簧同時作用于 成型板 由此得出單個彈簧所受封 合壓力： NFP 3 2 0 02m in1 ?? 總 NFPn 96002m a x ?? 總 工作行程： h=30 1? mm。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 彈簧類別 ： 63 10~10?N 彈簧結(jié)構(gòu)：端部并緊、磨平。 試驗載荷： NPF ns ?? 彈簧材料直徑 d 及彈簧中徑 D 與有關(guān)參數(shù)：根據(jù) sF 與 D 條件 由 文獻 [17] 第11 篇 表 得 ： 表 參數(shù) d D sF sdf dk 14mm 1200N 工作行程： h=30= sf , sf =h/=50mm sf =50n n= 查 文獻 [17] 第 7 篇 表 支撐圈數(shù) ?zn ，總?cè)?shù) 101 ??? znnn 內(nèi)圈 242261 ???D 外圈 282262 ???D 彈簧自由高度 ? ?dnntH z ??? ????H 并壓高度： ? ? ??? dnH b 。 螺旋升角： ? rc t a n ???????? Dt??。 軸的 設(shè)計計算 1．軸的設(shè)計計算 已知成型軸傳遞的功率 P=， n=25r/min （ 1）選擇軸的材料 ： 軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 (2)安全系數(shù)校核計算 由于此軸轉(zhuǎn)動，彎矩引起對稱循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動循環(huán)的切應(yīng)力。 W= 3610 m?? 由于是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力 0?m? 根據(jù) 文獻 [18] 第 19 篇 式（ — 2） 得出： ?S =mK ?????????? ??1= 2 4 0???= 式中 1?? — 45 鋼彎曲對稱循環(huán)應(yīng)力時的疲勞極限，由表 查得1?? =240Mpa； ?K — 正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由 文獻 [18] 第 19 篇 表 ，按配合查得=； ? — 表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車削加工， 由 文獻 [18] 第 19 篇 表 查得