1、 本科生毕业设计（论文） I 摘 要 LBP-250 滚筒式泡罩包装机广泛应用于轻工、医药和化工行业，特别是药品包装。虽然我国的滚筒式泡罩包装有了很大的发展，但是在产品开发、性能、质量、可靠性、价格、服务等方面在与进口产品的竞争中处于劣势。因此，很有必要对滚筒式泡罩包装机深入研究，对其机构、原理、运动、功能进行研究分析，提供结构简单可靠、操作方便、自动化程度高、应用范围广的滚筒式泡罩包装机。 设计内容主要分为四大部分：第一，系统地分析滚筒式泡罩包装机的基本结构和和工作原理，全面分析包装机的工艺路线，得出传动方案；第二，通过工作原里论述分析 ,对槽轮机构、热封合机构、动力步进机构 ,得出各结构件
2、的参数；第三，通过数学建模，采用图解法 ,对运动机构进行力学和运动学分析校核；第四，根据前面所推导的理论，确定整体方案，根据设计所得到的尺寸完成总装配图和其他零件图纸。 关键词： 泡罩包装；成型；热封合 本科生毕业设计（论文） II Abstract LBP-250 flat blister packaging machine is widely used in light industry, medicine and chemical industries, especially pharmaceutical packaging. Although Chinas Flat blister p
3、ackaging 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
4、, 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
5、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,
6、 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： Blis
7、ter packaging; Plastic molding; Hot sealing 本科生毕业设计（论文） III 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 研究意义 . 1 第 2 章 LBP-250 泡罩包装机的方案设计 . 2 2.1 设计任务分析 . 2 2.1.1 设计参数 . 2 2.1.2 工艺路线 . 2 2.1.3 主要参数的确定 . 2 2.2 功能分析 . 3 2.2.1 总功能的确定 . 3 2.2.2 设计任务抽象化 . 3 2.2.3 功能分解 . 3 2.2.4 功能结构确定 . 4 2.3 功能分解 . 4 2.3.1 分功能原理解
8、. 4 2.3.2 系统方案求解 . 4 2.4 方案评价 . 5 2.5 系统方案原理图 . 5 第 3 章 传动系统设计计算 . 8 3.1 电动机选择 . 8 3.2 传动比分配 . 8 3.3 各轴功率、转速及转矩设计计算 . 8 3.4 传动零件的设计计算 . 10 3.4.1 带传动设计计算 . 10 3.4.2 齿轮传动设计计算 . 12 3.4.3 链传动设计计算 . 15 3.4.4 轴的设计计算 . 16 3.4.6 滚动轴承寿命计算 . 20 第 4 章 执行系统设计计算 . 21 4.1 成型机构运动与动力分析 . 21 本科生毕业设计（论文） IV 4.2 封合机构运
9、动与动力分析 . 21 4.3 辊式泡罩包装机的工作循环图 . 22 4.4 典型零部件结构设计 . 23 4.4.1 成型辊结构设计 . 23 4.4.2 封合辊结构设计 . 23 第 5 章 控制系统设计 . 25 5.1 选择控制器 . 25 5.2 选择 PLC . 25 5.3 选择传感器 . 26 5.4 程序流程 . 27 5.5 硬件电路的设计 . 28 毕业论文总结 . 30 参考文献 . 30 致 谢 . 32 附 录 （英文原文） . 33 附 录 （中文翻译） . 37 附录 程序清单 . 39 本科生毕业设计（论文） 1 第 1章 绪 论 1.1 概述 本次毕业设计的
10、题目是 LBP-250 泡罩包装机成型热封系统设计，这个题目是在九天制药及春光包装机械有限公司参观后决定的。本包装机主要是进行颗粒料，例如胶囊进行包装。整个工作流程可分为药品填充、热塑薄膜成 型、热塑薄膜与覆盖铝箔的密封、打码及冲裁四个部分。由于设计时间有限，本次只进行成型及热封合的设计。其中成型采用吸塑成型，热封采用热压封合。整个控制部分采用PLC 控制，主要是对成型温度、热封温度，及电机的控制。 PLC 是根据用户需要来选择相应的模块，用户程序在系统程序上运行和编制。 正是其在系统运行时拥有诸多优点，使得技术人员与广大企业设备商在进行控制器选择时优先选择 PLC 作为系统设计的首选控制器。
11、 所以在此次设计中使用 PLC 作为本设备的控制模块。 1.2 研究意义 药用泡罩包装机是一种用来包装口服固体药片的包装机器。塑料 硬片的加热、成型等诸多操作往往都是在同一个药用泡罩包装机上完成的。为了使人们能够更好的了解此类机械设备，笔者将此类系统设备具有的优势进行了以下总结阐述： 1、泡罩包装具有良好的阻隔性。此类设备之所以具有良好的阻隔性主要是由原材料自身的包装决定的。通过与瓶装药品的对比可以看出，药品经过泡罩包装之后能够有效减少要求的污染且 便于 患者随身进行药品携带，同时经过泡罩包装之后，药片在相气体阻隔性、透湿性等诸多方面也具有明显的优势。 2、此类包装的另一优势在于药品 包装 的
12、安全性。药品在采用泡罩包装时整个过程是一气呵成的 ，在包装过程未完成之前，其药片包装不会结束。通过泡罩包装在进行药品包装之前会对药品进行多种安全检测，从根本上保证了包装的安全性和卫生性，使药品误装现象降到最低。 本科生毕业设计（论文） 2 第 2章 LBP-250 泡罩包装机的方案设计 2.1 设计任务分析 泡罩包装机是一种广泛用 于片剂 、胶囊 等药品及食品的包装的包装类机械，泡罩包装机 按照封合方式不同，可以将其划分为 成型和热压 两类 封合方式， 且两类方式都具有 滚筒式和平板式 两类包装方法 。 2.1.1设计参数 使用药品规格：平素片： 20*6mm； 胶 囊： 0 号 -3号； 糖
13、衣片： 13*6mm； 成型深度 ： 最 大： 15mm； 包装效率 ： 4 8万粒 /h； 包装材料： PVC1300.25mm/PTP1300.02mm ； 冲裁尺寸： 400*800mm； 2.1.2工艺路线 PVC 硬片 预热吸塑成型 充填上料 网纹热封 PVC 硬片经预热软化吸塑成型，成型后牵引进入到上料工位充填上料，而后牵引至封合工位将装填好物料的 PVC 带和铝箔进行网纹热封。 2.1.3主要参数的确定 根据设计要求生产率定为 80 板 /min，冲裁采用成型刀，一次两板，所以刀具每分钟需冲裁 40 次，间歇牵引机构每分钟也需转动 40 次；成型辊一转生产 12 板，因此成型辊的
14、转速为 320 r/min。 本科生毕业设计（论文） 3 2.2 功能分析 2.2.1总功能的确定 辊式泡罩包装机是将 PVC 硬片真空吸塑成型。其工作流程为： 包装机首先在泡罩内完成药品填充，并在特定的外部环境之下对泡罩完成热合密封， 并通过冲裁装置完成加工。 2.2.2设计任务抽象化 根据泡罩包装机的设计要求绘制出功能描述图，如 图 2.1 所示。 图 2.1 泡罩包装机总功能的黑箱描述 2.2.3功能分解 通过对设计要求及主要功能的分析，得出要完成药板的加工需要完成辊式成型、充填上料、网纹热封、批号打印、药板冲裁五个工位，如图 2.2 所示。 图 2.2 泡罩包装机的功能分解图 本科生毕
15、业设计（论文） 4 2.2.4功能结构确定 根据上述功能分解，可得出图 2.3 所示的功能结构图。 PVC 220V 铝箔 药板 废料 操作指令 显示 图 2.3 泡罩包装机的功能结构图 2.3 功能分解 2.3.1分功能原理解 预 热：电加热、微波、烘烤加热 成 型：压力成型、真空抽吸成型 充填上料： 自重、人工 封 合：粘结封合、热封合、压力封合 间歇牵引：人工牵引、吹力牵引、吸力牵引，机械牵引 打 码：激光、印码、贴码、冲码 药板冲裁：刀具切割、红外线切割、热切割、线切割、高速气流切割 2.3.2方案求解 在包装机的动力选择上有电动机、汽油机、柴油机。由 2.3.1 简略分析可得到以下四
16、种优化方案。 A：电动机 +电加热 +成型 +自动上料 +热封合 +牵引机构 +冲码 +曲柄滑块机构 B：电动机 +烘烤 +成型 +自动上料 +热封合 +牵引机构 +冲码 +曲柄滑块机构 C：电动机 +电加热 +成型 +自动上料 +热封合 +牵引机 构 +冲码 +凸轮机构 D：电动机 +烘烤 +成型 +自动上料 +热封合 +牵引机构 +冲码 +凸轮机构 本科生毕业设计（论文） 5 2.4 方案评价 根据经验对方案进行筛选： 动力源：泡罩包装机由于工作过程中受力小，所以所需动力小，因此可以排除汽油机和柴油机。 预 热：当采用微波加热时，结构复杂，生产成本高，经济性不好。 上 料：人工上料劳动强度
17、大，效率低。 封 合：粘结封合结构复杂，封合效果差。 牵 引：棘轮机构是将摆动转变为间歇运动结构复杂，不完全齿轮机构从动轮的启动和停顿瞬间都有较大冲击和噪声。凸轮机构适用于交错轴之间的间歇运动，可传递较大 动力，适用于高速运动，故不适合。 打 码：印码、贴码效果不好，激光打码经济性差。从动力源、预热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 满足功能要求 + + + 成本在规定范围内 + + + + 加工装配可行 + + 使用维护方便 + 满足人机学要求 + + + + 总 评 4+ 2+ 5+ 3+ 经上述评价得出方案 C：电动机 +电加热 +成
18、型 +自动上料 +热封合 +牵引机构 +冲码 +凸轮机构，为最佳方案。 2.5 系统方案原理图 1 总体结 构布局 总体结构布局应有利于功能的实现，结构紧凑，动力传动路线力求简短、直接，料斗、控制台的高度要适中，以方便上料和操作，如图 2.6 所示。 本科生毕业设计（论文） 6 图 2.6 总体结构布局图 （ 2）加热辊开合机构设计 PVC 硬片在成型之前需要绕过预热辊进行预热，成型辊通过齿轮带动预热辊转动，而在更换 PVC 卷带时需将两辊分开，本方案采用杠杆原理手动实现该功能，常态处于闭合状态，如图 2.7 所示。 图 2.7 杠杆式开合机构 （ 3）封合辊机构设计 PVC 硬片与铝箔封合时，需将两种材料压紧。当机器处于工作状态时，采用网纹辊依靠弹簧的压紧力与成型辊压合在一起，实现封合。当更换 PVC 时需要将冲裁机构偏心轮 成型辊 减速器 槽轮间 歇运动机构 牵引辊 预热辊 手 柄 成型辊
