包裝工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)--膠囊計(jì)量裝置選擇與設(shè)計(jì)

1、<p>　　包裝工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　起止日期： 2012 年 6 月 4 日 至 2012 年 6 月 10 日</p><p>　　2012年6月10日</p><p>　膠囊計(jì)量裝置選擇與設(shè)計(jì)</p>

2、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　在日常生活中對(duì)膠囊的包裝主要有兩種方式：一種是瓶裝，一種是泡罩包裝。為了保證膠囊在銷售的過程中不變質(zhì)，因此對(duì)膠囊包裝機(jī)械的衛(wèi)生與完全要求很高。在食品包裝行業(yè)中，通常采用的計(jì)量方式有容積式、稱重式、以及計(jì)數(shù)式等。計(jì)數(shù)法計(jì)量裝置的精度比較高，而轉(zhuǎn)盤式計(jì)數(shù)裝置能較好的滿足膠囊的定量包裝。</p><p>　

3、　關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)盤式計(jì)數(shù)裝置；定量；膠囊</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In daily life, on the capsule packaging mainly in two ways: one is bottled, a blister packaging. In order to ensure the capsule i

4、n the sales process of deterioration, so the health and complete requirements of capsule packaging machinery is very high. In the food packaging industry, there are many measurements like volumetric measurement, weighing

5、, and counting. Counting measurement device has high precision, and the rotary measurement device can better meet the quantitative packing of capsule p</p><p>　　Keywords: Rotary measurement device；quantitati

6、ve ；capsule</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 計(jì)數(shù)計(jì)量法······················&

7、#183;······························3</p><p>　　1.1 計(jì)數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)&

8、#183;····································

9、;··············3</p><p>　　1.1單件計(jì)數(shù)法·················&

10、#183;···································4<

11、/p><p>　　1.2多件計(jì)數(shù)法································&

12、#183;····················4</p><p>　　1.3轉(zhuǎn)盤式計(jì)數(shù)法··········&#

13、183;····································

14、····5</p><p>　　2 膠囊計(jì)量系統(tǒng)的選擇···························

15、;················6</p><p>　　3 轉(zhuǎn)盤式計(jì)量充填機(jī)···············

16、;······························6</p><p>　　3.1轉(zhuǎn)盤形式的選擇及其計(jì)算&

17、#183;····································

18、;··7</p><p>　　3.2轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置·····························

19、;··················8</p><p>　　3.3轉(zhuǎn)盤供料裝置設(shè)計(jì)············

20、3;································9</p><p>　　4

21、轉(zhuǎn)盤計(jì)量系統(tǒng)的其他裝置···································

22、;···10</p><p>　　5 設(shè)計(jì)總結(jié)····························&#

23、183;·························10</p><p>　　6 參考文獻(xiàn)······

24、;····································

25、83;···········11</p><p><b>　　1計(jì)數(shù)計(jì)量法</b></p><p>　　計(jì)數(shù)法是用來測(cè)定每一規(guī)定批次的產(chǎn)品數(shù)量。計(jì)數(shù)法在條形、塊形、片形、顆粒形產(chǎn)品包裝中廣泛采用。計(jì)數(shù)法裝置由三個(gè)基本功能系統(tǒng)組成：內(nèi)裝物件數(shù)檢測(cè)；內(nèi)裝物件數(shù)顯示

26、；產(chǎn)品的遞送。下面分別討論其原理與設(shè)計(jì)方法</p><p><b>　　1.1計(jì)數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)</b></p><p>　　依據(jù)人工檢測(cè)產(chǎn)品數(shù)量時(shí)用眼看和用手摸的原理，計(jì)數(shù)檢測(cè)儀有光學(xué)系統(tǒng)（模擬眼看）和非光學(xué)系統(tǒng)（模擬觸摸）兩大類。</p><p><b>　　(1)光學(xué)系統(tǒng)類</b></p><p>

27、　　它安裝有一個(gè)光敏接收裝置，等待計(jì)數(shù)的產(chǎn)品一個(gè)個(gè)地在光敏接收器的規(guī)定距離內(nèi)通過。按實(shí)際元件不同，可分為數(shù)字光電檢測(cè)系統(tǒng)和電子模擬檢測(cè)系統(tǒng)。</p><p>　　①光電元件檢測(cè)系統(tǒng)。一旦進(jìn)入光電接收器的光線被遮斷，表明一個(gè)產(chǎn)品通過了檢測(cè)區(qū)，把這一次隔斷紀(jì)錄為一個(gè)產(chǎn)品的件數(shù)。這一方法適用于大多數(shù)能有效遮斷光線的產(chǎn)品的計(jì)數(shù)。但對(duì)于那些透明的，折疊形的、雙環(huán)形的或兩部分連接成的、帶有孔的物品則不很有效，因?yàn)楫?dāng)他們通過時(shí)

28、可能不觸發(fā)或不止一次地觸發(fā)光電元件。</p><p>　　②電子模擬檢測(cè)系統(tǒng)。最常見的是模擬照相系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在記錄檢測(cè)前采用光學(xué)照相陰影檢測(cè)器來建立供被測(cè)物體對(duì)照用的某些參量。當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)產(chǎn)生特定尺寸的陰影，其速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、精確度高。每個(gè)被檢單元的陰影在被記錄計(jì)數(shù)前必須滿足預(yù)先設(shè)定的那些參量。這樣，可能兩次觸發(fā)光電元件的o形墊圈狀物體和無法觸發(fā)光電元件的透明的物體都可投下被檢測(cè)陰影。</p>

29、;<p>　　(2)非光學(xué)系統(tǒng)類 即觸摸式計(jì)數(shù)裝置，它可包括含擺輪裝置、電氣觸頭或磁場(chǎng)觸頭。</p><p>　　擺輪裝置。某個(gè)擺輪裝置只能適用于某個(gè)特定的產(chǎn)品。每個(gè)產(chǎn)品必須是固定的形狀尺寸，才能順利通過機(jī)械性接收裝置，并輸出與記下具體數(shù)目。此系統(tǒng)很精確，對(duì)于相同大小的藥丸，藥片的高速計(jì)數(shù)很適合。</p><p>　　電氣和電磁觸頭。電氣觸頭的原理：每個(gè)產(chǎn)品通過檢測(cè)區(qū)與開關(guān)接

30、觸一次，電氣開關(guān)就反應(yīng)一次，記錄下一個(gè)計(jì)數(shù)單位。</p><p>　　磁場(chǎng)觸頭的原理：每個(gè)待計(jì)數(shù)的產(chǎn)品必須與電磁源傳來的磁通接觸或擾亂磁通，當(dāng)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)紀(jì)錄為一個(gè)計(jì)數(shù)單位。</p><p>　　以上技術(shù)裝置中，光學(xué)照相系統(tǒng)及擺輪裝置具有對(duì)物體的記憶判別能力，是技術(shù)功能更為完善精確。</p><p><b>　　1.2 單件計(jì)數(shù)法</b>

31、</p><p>　　即產(chǎn)品每通過一件便記一數(shù)，并顯示已裝件數(shù)。</p><p>　　現(xiàn)以螺釘形產(chǎn)品為例說明單件計(jì)數(shù)的基本原理。圖６-1為裝置簡(jiǎn)圖。電機(jī)8經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)刮板給料器1作垂直方向回轉(zhuǎn)，他所帶的雜亂狀態(tài)的物件從上部滑落到兩個(gè)平行供料輥2之間，又順著傾斜的供料輥向下部的滑槽4流動(dòng)。再由撥料輪3將重疊的產(chǎn)品掃除，僅剩一列恰好進(jìn)入滑槽4中，再順序滑落到裝有關(guān)電計(jì)數(shù)器5和磁性閘門6的下端

32、。當(dāng)產(chǎn)品通過光電技術(shù)器5時(shí)可觸發(fā)信號(hào)，輸入計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由數(shù)碼管顯示累計(jì)數(shù)字。達(dá)到規(guī)定數(shù)量后即發(fā)出控制信號(hào)關(guān)閉磁性閘門，完成一次計(jì)數(shù)循環(huán)。</p><p><b>　　1.3多件計(jì)數(shù)法</b></p><p>　　按規(guī)定的數(shù)量，如5件為一組或10件為一組計(jì)數(shù)一次并顯示。圖６-2所示為條煙裝箱機(jī)的計(jì)數(shù)裝置。</p><p>　　以10條為一

33、組的條煙1分五路進(jìn)入計(jì)量工位。計(jì)量室的一端裝有五個(gè)觸電開關(guān)3，當(dāng)條煙觸到開關(guān)時(shí)，即可發(fā)出信號(hào)，表明計(jì)量室內(nèi)已滿10條，接著啟動(dòng)上壓板2和下托板4使其下移一條煙的厚度距離，上壓板退回上位，騰出空位供隨后的條煙進(jìn)入計(jì)量室。如此重復(fù)五次后，再由底部的觸電開關(guān)發(fā)出信號(hào)指令水平推板5向前移動(dòng)，直至五十條煙為一組進(jìn)入側(cè)向開口的紙箱內(nèi)。</p><p><b>　　1.4 轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)法</b></p&

34、gt;<p>　　圖６-3和圖６-4所示為轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)裝置，常用于藥片、藥丸、巧克力糖球等規(guī)則形物品的計(jì)數(shù)定量包裝。 其中圖6-3為工作原理圖，圖6-4為裝置實(shí)體圖。</p><p>　　圖6-4 轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)裝置實(shí)體圖</p><p>　　1—電磁振動(dòng)器；２—下料斗；３—固定托盤；４—孔盤；５—壓輪；６—蝸桿；７—大齒輪；８—換檔手柄；９—槽輪；１０—曲柄輪；１１—小齒輪；１２—閘

35、門蝸輪；１３—轉(zhuǎn)臂；１４—閘門凸輪；１５—料盤蝸輪；１６—電機(jī)；１７—調(diào)節(jié)閘門</p><p>　　在圖６-3中，變換手柄6的位置，使齒輪8的轉(zhuǎn)軸通過槽輪機(jī)構(gòu)7或齒輪5的轉(zhuǎn)動(dòng)，使孔盤1能做間歇的或連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤上每隔一定角度扇形分布一定數(shù)量的小孔而形成若干組均分的間隔孔區(qū)，改變每一扇形區(qū)的孔數(shù)即可改變計(jì)數(shù)值。小孔孔徑稍大于物料直徑，盤厚度略大于物料厚度以確保每孔容納一顆物料。當(dāng)孔盤傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料靠自重落入孔中

36、，并由固定盤2托住物料，當(dāng)盤上某一孔區(qū)轉(zhuǎn)到卸料斗3上方時(shí)，物料滑落到包裝容器4中。</p><p>　　2 膠囊計(jì)量系統(tǒng)的選擇</p><p>　　膠囊性質(zhì)和計(jì)量方式的確定：</p><p>　　膠囊屬于顆粒物料，并且在充填與銷售使用過程中都以顆粒計(jì)。為了達(dá)到充填精確的程度。所以膠囊的計(jì)量裝置選用轉(zhuǎn)盤式計(jì)數(shù)法。</p><p>　　3 轉(zhuǎn)盤式

37、計(jì)量充填機(jī)</p><p>　　在上述的轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)裝置實(shí)體圖中就包含了整個(gè)裝瓶過程。</p><p>　　轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置利用轉(zhuǎn)動(dòng)的孔盤上的孔數(shù)來實(shí)現(xiàn)物料的計(jì)量。只要控制孔盤上孔數(shù)的數(shù)目就能比較精確的控制計(jì)量裝瓶的膠囊數(shù)。其結(jié)構(gòu)上具有一定的特點(diǎn)：</p><p>　　為了提高生產(chǎn)的效率和避免以前水平料斗的刮板對(duì)膠囊的損害，一般采用斜料斗。</p><

38、p>　　為適應(yīng)不同裝瓶量的充填，一般一個(gè)轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置包含一套不同孔數(shù)的孔盤。以便一機(jī)器進(jìn)行物料的多種計(jì)量值的填充。</p><p>　　為改善物料的出料誤差，可以通過電動(dòng)機(jī)來控制轉(zhuǎn)速來確保每次轉(zhuǎn)到卸料口時(shí)孔盤上每個(gè)孔中都有膠囊。</p><p>　　當(dāng)物料的尺寸大一小變換時(shí)，可以更換不同的孔盤。</p><p>　　孔盤的轉(zhuǎn)速，孔盤上扇形孔區(qū)的數(shù)目，和每個(gè)孔

39、區(qū)中孔的大小都直接影響到計(jì)量精度的高低。</p><p><b>　　三孔區(qū)孔盤：</b></p><p><b>　　雙孔區(qū)孔盤</b></p><p>　　3.1孔盤形式的選擇及其計(jì)算</p><p>　　膠囊的型號(hào)有：膠囊的容積對(duì)不同比重的內(nèi)容物所填充的重量以（mg ）所示：</p>

40、;<p><b>　　圖表 1</b></p><p>　　不同的膠囊型號(hào)對(duì)孔盤的要求是不同的。</p><p>　　3.2轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置</p><p>　　孔盤每轉(zhuǎn)一圈所卸下的料與孔盤上孔區(qū)的數(shù)目和孔區(qū)中孔的數(shù)目有關(guān)。每一圈所裝瓶的數(shù)目與孔區(qū)的數(shù)目和瓶與孔盤的相對(duì)速度有關(guān)。</p><p>　　以圖6-

41、4所示裝置為例，假設(shè)包裝容器（瓶）的的替換周期T1，孔盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期T2，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速V=N轉(zhuǎn)/min。</p><p>　　所以該裝置的生產(chǎn)能力</p><p>　　Q=×N（瓶/min）</p><p>　　注：T1必須為T2的n倍</p><p>　　某膠囊預(yù)裝x粒/瓶，孔盤孔區(qū)數(shù)M，孔區(qū)孔數(shù)m，</p><p&

42、gt;　　則該設(shè)備對(duì)該膠囊的生產(chǎn)力：</p><p>　　Q= （瓶/min）</p><p><b>　　而n= 就能得出</b></p><p><b>　　T1=T2</b></p><p>　　在得出T1后，根據(jù)傳送V帶的轉(zhuǎn)速V帶可以計(jì)算出每?jī)蓚€(gè)包裝容器的工位之間的距離</p>

43、<p><b>　　L=T1V帶（m）</b></p><p>　　因此在全自動(dòng)轉(zhuǎn)盤計(jì)量裝置的控制系統(tǒng)中需輸入上述公式，確保在對(duì)不同型號(hào)膠囊進(jìn)行計(jì)量時(shí)，包裝容器（瓶）的更換速度和孔盤的轉(zhuǎn)速同步改變來保證整個(gè)工藝流程的不停滯。</p><p>　　以上公式計(jì)算只符合全自動(dòng)轉(zhuǎn)盤計(jì)量裝置。</p><p>　　而對(duì)于半自動(dòng)轉(zhuǎn)盤計(jì)量裝置則

44、無需考慮包裝容器（瓶）的周期，需人為的更換包裝容器（瓶），產(chǎn)生生產(chǎn)工藝流程的短時(shí)間停滯。但是現(xiàn)在的半自動(dòng)轉(zhuǎn)盤式計(jì)量器通過電磁振動(dòng)數(shù)片，包裝容器未到下料口時(shí)數(shù)片盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)包裝容器放置到下料口時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)片盤轉(zhuǎn)動(dòng)是物料自動(dòng)進(jìn)入包裝容器中。所以半自動(dòng)的生產(chǎn)效率可無限接近全自動(dòng)計(jì)量裝置的生產(chǎn)力。</p><p>　　在物料進(jìn)入轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置的料斗后，不能確保每一個(gè)孔中都有物料。因此在計(jì)量時(shí)還是存在少量的誤差。但是這

45、不影響設(shè)備的生產(chǎn)力的計(jì)算。</p><p>　　對(duì)于全自動(dòng)膠囊數(shù)片裝瓶機(jī)有：</p><p>　　假設(shè)膠囊瓶裝參數(shù)如下：100粒/瓶，計(jì)量裝置的參數(shù)：孔區(qū)數(shù)目2，每個(gè)孔區(qū)孔的個(gè)數(shù)100，而孔盤的轉(zhuǎn)速V=40轉(zhuǎn)/min，V帶=0.1 m/s</p><p>　　T2=60/V=1.5 s</p><p>　　T1=T2=1.5 s</p&

46、gt;<p>　　則可以算出設(shè)備的生產(chǎn)力Q=20瓶/min</p><p>　　但是要保證整個(gè)流程順利進(jìn)行還需要計(jì)算每?jī)蓚€(gè)瓶之間的距離</p><p>　　L=T1V帶=0.15 m</p><p>　　3.3轉(zhuǎn)盤供料裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　轉(zhuǎn)盤供料裝置利用斗式電磁振動(dòng)給料器。料斗在電磁鐵激振力的作用下產(chǎn)生高頻微幅振動(dòng)，使

47、斗內(nèi)雜亂堆放的物料進(jìn)入孔盤中。由圖表1中的不同型號(hào)的膠囊的口部外徑d不同，所以對(duì)應(yīng)不同的膠囊所需要設(shè)計(jì)的孔盤的孔徑D也不同。要略大于該型號(hào)膠囊的口部外徑。</p><p>　　4計(jì)量系統(tǒng)的其他裝置</p><p>　　為了是膠囊等物料能在轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置的孔中形成單層物料。老式的轉(zhuǎn)盤計(jì)量裝置在料斗中會(huì)加入一個(gè)刮板，將多余的物料去除，但是容易導(dǎo)致膠囊等物料的損壞。所以現(xiàn)在的轉(zhuǎn)盤計(jì)量裝置是采用料

48、斗傾斜，利用物料的自重來?yè)荛_多余的物料。下料微動(dòng)開關(guān)是為了在換瓶時(shí)，控制數(shù)粒盤的間歇運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　5結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)盤式計(jì)量裝置一般適用于藥丸、藥片、巧克力糖球等規(guī)則形小顆粒物料的計(jì)數(shù)計(jì)量包裝，而不適用于大型的不規(guī)則形狀的物料。</p><p>　　膠囊是形狀比較規(guī)則的小顆粒物料；膠囊在包裝過程中容易

49、被污染，變質(zhì)，并且在食用過程中對(duì)膠囊的數(shù)量是嚴(yán)格規(guī)定的；所以計(jì)量裝置的衛(wèi)生與安全，并且對(duì)計(jì)量裝置中的孔盤的精度要求比較高。故需對(duì)轉(zhuǎn)盤計(jì)量裝置經(jīng)行精細(xì)加工。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]宋寶豐.包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2006.11</p><p>　　[2] 黃穎為主編.包