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第1章 緒 論
1.1 國外裝訂機(jī)械概述
裝訂機(jī)屬于高技術(shù)、高智能、高競爭的機(jī)電一體化產(chǎn)品，高技術(shù)成果都會在包裝機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。紙盒包裝機(jī)械可分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平和打批號等功能。
國外的裝訂機(jī)機(jī)械近些年有了新特點，主要有：一是生產(chǎn)高效率；二是資源的高利用率，高度的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；三是產(chǎn)品高度重視節(jié)能，重視降低成本；四是高新技術(shù)實用化，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品上水平、上檔次；五是科研成果商品化，使裝訂機(jī)機(jī)械產(chǎn)品向知識密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展。
美國、日本、德國、意大利是世界上裝訂機(jī)械四大強(qiáng)國。美國是世界上裝訂機(jī)械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機(jī)械業(yè)體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來，美國始終保持著世界包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計算機(jī)緊密結(jié)合，實現(xiàn)機(jī)電一體化控制新型機(jī)械產(chǎn)品，以成型、填充、封口三種機(jī)械的增長最快，裹包機(jī)械和薄膜包裝機(jī)占整個市場份額的15%，厚紙盒封盒包裝機(jī)在市場占有率中居第二位。從上世紀(jì)90年代初以來，美國包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。日本的包裝機(jī)械制造廠以中小企業(yè)為主，包裝機(jī)械的品種齊全，產(chǎn)品品種近500種，規(guī)格有700多個。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動化程度高等優(yōu)點。90年代以來，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無觸點電子開關(guān)、動態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中。日本包裝機(jī)械大部分用于食品包裝領(lǐng)域。德國、意大利、英國、瑞士和法國等，都是世界上很重要的包裝機(jī)械生產(chǎn)國家。歐洲各國包裝機(jī)械業(yè)的一個共同特點，是出口比例(出口額占產(chǎn)值的比例)都很大，如德國和意大利近80070 ,瑞士超過90000，荷蘭出口額甚至大于產(chǎn)值，因為荷蘭是歐洲很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地。德國的包裝機(jī)械在計量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位，特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點，享譽(yù)全球一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)一電一儀及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制，并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機(jī)不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機(jī)上完成。德國包裝機(jī)械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)，出口比例占80%左右，德國是世界上最大的包裝機(jī)械出口國。意大利是繼美國、日本、德國之后的世界最大的包裝機(jī)械生產(chǎn)國，又是僅次于德國的第二大包裝機(jī)械出口國。意大利的包裝機(jī)械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點。 在這樣的形勢下，我國的包裝機(jī)械產(chǎn)品由于品種少、技術(shù)水平低、產(chǎn)品可靠性差等原因，面臨著激烈的國際競爭。特別是我國近5年來，加快發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工，建設(shè)節(jié)約型社會，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和加大技術(shù)創(chuàng)新力度，造成新一輪技術(shù)引進(jìn)高潮。如我國近年對農(nóng)產(chǎn)品深加工總投資達(dá)到320多億元，加工和包裝設(shè)備80%以上靠進(jìn)口。包裝機(jī)械作為專業(yè)性機(jī)械，除了同于普通機(jī)械的一般要求外緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、還有外表美觀、傳動裝置精度高、生產(chǎn)效率高等要求以很好地完成自身功能，適應(yīng)市場需求。
1.2 我國裝訂機(jī)機(jī)械業(yè)發(fā)展的思考和發(fā)展戰(zhàn)略
首先，要明確我國裝訂機(jī)業(yè)的發(fā)展方向預(yù)計到2005年我國裝訂機(jī)產(chǎn)量將增加到67萬臺(套)，到2010年將增至93萬臺(套)。但是，靠簡單的重復(fù)，靠擴(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我國包裝機(jī)械業(yè)必須走專業(yè)化生產(chǎn)的道路。要發(fā)展中高檔設(shè)備，努力提高技術(shù)含量，把產(chǎn)品做精、做細(xì)、做專、做強(qiáng)，靠技術(shù)進(jìn)步來推動行業(yè)的發(fā)展。
目前，世界各國對裝訂機(jī)發(fā)展十分重視，集機(jī)、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢這也是我國裝訂機(jī)業(yè)的發(fā)展方向?qū)τ谖覈难b訂機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，并不是求大求全，而是應(yīng)求精求專。美國、日本、意大利的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)大部分規(guī)模不大，但專業(yè)化程度很高。
其次，要進(jìn)行我國裝訂機(jī)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間乃至2010年，我國裝訂機(jī)業(yè)要著重進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上要提高生產(chǎn)集中度，促進(jìn)專業(yè)化、系列化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和對市場的適應(yīng)能力；要積極發(fā)展和扶持一批擁有名牌產(chǎn)品的重點骨干企業(yè)，加快現(xiàn)代企業(yè)制度的建立和完善.形成行業(yè)排頭兵.參與國際市場競爭，從而加快產(chǎn)業(yè)提升在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要改變目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中以低技術(shù)含量為主的狀況，淘汰一批低效高耗的、低檔次、低附加值的、勞動密集型的產(chǎn)品，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)高效低耗的、產(chǎn)銷對路的大型成套設(shè)備和高新技術(shù)產(chǎn)品，開發(fā)出“新、奇、特”的包裝設(shè)備，加速包裝機(jī)械的更新?lián)Q代，開拓國際市場。在組織結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要成立跨部門的企業(yè)集團(tuán)，樹立大行業(yè)的全局觀念，進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合，實現(xiàn)行業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化配置，統(tǒng)一思想，強(qiáng)化管理，形成優(yōu)勢互補(bǔ)、分工合作、共同發(fā)展的新格局。
中國裝訂機(jī)工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為：
（一）、實施“聯(lián)合發(fā)展”戰(zhàn)略
我國裝訂機(jī)企業(yè)集約整合，聯(lián)合發(fā)展，按照現(xiàn)代企業(yè)制度運(yùn)作已是當(dāng)務(wù)之急。促進(jìn)中小包裝企業(yè)的聯(lián)合，要制定相應(yīng)的政策，處理好以下幾個問題:
1．在實行聯(lián)合發(fā)展時，如何實現(xiàn)資金的集中問題，可通過轉(zhuǎn)讓部分或全部產(chǎn)權(quán)，由大型集團(tuán)實行控股、參股。
2．中小裝訂機(jī)企業(yè)在實行聯(lián)合發(fā)展時，不僅要看到包裝行業(yè)內(nèi)部的企業(yè)，也要注意與其他包裝需要量大的企業(yè)聯(lián)合，以保證包裝產(chǎn)品銷售的穩(wěn)定和生產(chǎn)要素裝訂機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移。
3．生產(chǎn)同系列、同類型產(chǎn)品但規(guī)模均不能處于主導(dǎo)地位的包裝企業(yè)之間或者專業(yè)互補(bǔ)的包裝企業(yè)之間，可以采取合并、互相參股或以一方為主控股等方式形成有機(jī)的聯(lián)合，成為一個企業(yè)集團(tuán)，以實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。
（二）、發(fā)展綠色包裝
發(fā)展綠色包裝，是包裝發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，當(dāng)務(wù)之急要抓好以下幾個主要環(huán)節(jié):
1．大力發(fā)展綠色包裝材料。綠色包裝除了一般的包裝功能之外，還應(yīng)包含環(huán)境保護(hù)和資源再生兩大關(guān)系到人類生存與生活的切身問題。要制定切實可行的政策，促進(jìn)綠色包裝的發(fā)展。
2．大力推行清潔生產(chǎn)。包裝工業(yè)涉及人民生命安全和健康，在醫(yī)藥、食品、飲料等方面，在實施《清潔生產(chǎn)法(草案）》時，應(yīng)以包裝行業(yè)為試點，率先實行清潔生產(chǎn)管理。
3．加大實施包裝廢棄物的回收利用。這是減少環(huán)境污染，節(jié)約自然資源的重要措施。國家可制定“包裝廢棄物管理規(guī)定”，依法對廢棄物強(qiáng)制回收。依靠市場機(jī)制，建立全國性連鎖的“廢棄資源回收利用公司”。推行押金制，實行有償回收，對能再利用的啤酒瓶、飲料瓶、PET瓶均實行押金有償回收，押金由銷售商在整個流通階段向最終消費者征收，在容器回收時予以退還。積極扶持科研機(jī)構(gòu)，開發(fā)包裝廢棄物分離技術(shù)、清洗技術(shù)以及各種回收再生技術(shù)。
4．加快與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌進(jìn)程。要在裝訂機(jī)行業(yè)推廣國際標(biāo)準(zhǔn)，消滅無標(biāo)生產(chǎn)。包裝企業(yè)要努力通過包裝產(chǎn)品認(rèn)證和IS09000, IS014000, IS016000, IS018000的認(rèn)證;推廣應(yīng)用二維碼，以盡快提高我國裝訂機(jī)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。
(三)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的角度來看，今后應(yīng)采取如下措施:
1．放開紙裝訂機(jī)制品的發(fā)展，使其保持快速增長。
2．促進(jìn)金屬裝訂機(jī)制品的發(fā)展。
3．提升玻璃裝訂機(jī)制品的檔次。
4．均衡塑料裝訂機(jī)制品的發(fā)展。明有替代的包裝物即可替代，沒有替代的盡量回收利用。加強(qiáng)高檔次、低成本、多用途的塑料包裝材料和制品的開發(fā)。
5．加快研制開發(fā)高檔次的各類包裝機(jī)械特別是成套裝訂機(jī)生產(chǎn)線。加速淘汰效率低、耗能高的落后機(jī)械設(shè)備。
(四)振興包裝裝備制造業(yè)
要改變我國包裝工業(yè)的弱勢，必須振興包裝裝備制造業(yè)，為此，需制定有關(guān)政策:
1．注重可持續(xù)發(fā)展，使產(chǎn)品的技術(shù)水平不斷通近高效、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和無污染境界。
2．對一些重點企業(yè)和重點產(chǎn)品，實行集中扶持政策。
3．制定技術(shù)創(chuàng)新政策，實現(xiàn)技術(shù)更新模式轉(zhuǎn)變。
4．加強(qiáng)對包裝裝備采購的監(jiān)控，注意提高國內(nèi)自主生產(chǎn)能力。
5．組織產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合攻關(guān)，集中力量，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備的突破。
6．培育一批大型裝訂機(jī)裝備企業(yè)集團(tuán)。
(五)加快裝訂機(jī)工業(yè)的法規(guī)建設(shè)
我國的裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)涵蓋如下基本內(nèi)容:
1．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)與我國現(xiàn)有《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》等法規(guī)相容和互補(bǔ)，形成我國環(huán)境法規(guī)的完整體系。
2．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)促進(jìn)包裝科技發(fā)展，限制落后和有害環(huán)保的包裝技術(shù)發(fā)展。
3．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)規(guī)定包裝廢棄物的回收率與再利用率的目標(biāo)值，并根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步、環(huán)境的要求適時修正。
4．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)明確包裝產(chǎn)品、包裝材料的生產(chǎn)和銷售者對包裝物處理承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，限制過度包裝，明確對包裝廢棄物處理收費的原則以及獎懲制度。
5．開展國外裝訂機(jī)技術(shù)法規(guī)的調(diào)查、收集、研究和轉(zhuǎn)化。
(六)健全包裝標(biāo)準(zhǔn)體系
利用包裝標(biāo)準(zhǔn)化這個武器，有效地保護(hù)我國經(jīng)濟(jì)利益，沖破貿(mào)易技術(shù)壁壘，是擺在我們面前急待解決的重要課題。為此，需要做好以下工作:
1．對現(xiàn)有的包裝標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行研究、分析和補(bǔ)充。完善和制定包裝制品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
2．圍繞包裝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，加速重要、急需標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂。
3．加快技術(shù)壁壘性標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂，建立自己的技術(shù)壁壘體系。
4．全面分析研究國際標(biāo)準(zhǔn)，對適合我國國情的包裝國際標(biāo)準(zhǔn)盡快采用，有的需要制定相應(yīng)的對策。
5．加大參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動的力度。
6．抓緊培養(yǎng)一批熟悉國際標(biāo)準(zhǔn)體系、專業(yè)強(qiáng)、外語好的復(fù)合型人才。
(七)提高包裝行業(yè)協(xié)會的地位和作用
1．把行業(yè)管理與經(jīng)濟(jì)聯(lián)合更好地結(jié)合起來。
2．建立行業(yè)的技術(shù)開發(fā)中心和引進(jìn)技術(shù)的消化吸收中心。
3．制定、實行和強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化管理。
4．要繼續(xù)抓好包裝改進(jìn)大檢查，推動包裝行業(yè)改革和綜合治理。
5．繼續(xù)抓好包裝教育，加強(qiáng)包裝人才的培訓(xùn)。
6．建立裝訂機(jī)行業(yè)統(tǒng)計報表制度。
7．繼續(xù)辦好包裝協(xié)會的刊物，搞好信息服務(wù)。
8．強(qiáng)化行業(yè)協(xié)會管理職能，正確處理好行業(yè)管理和主管部門的關(guān)系。
9、促進(jìn)行業(yè)管理的現(xiàn)代化。
(八)加強(qiáng)包裝科學(xué)研究
1．促進(jìn)裝訂機(jī)企業(yè)建立現(xiàn)代企業(yè)制度。
2．大型裝訂機(jī)企業(yè)要借助行業(yè)建立健全企業(yè)技術(shù)開發(fā)中心，加速形成有利于技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的運(yùn)行機(jī)制。
3．制定有效的政策，鼓勵和促進(jìn)包裝科研和生產(chǎn)的結(jié)合，促進(jìn)企業(yè)與科研院所、高等院校的聯(lián)合開發(fā)與協(xié)同合作，實行優(yōu)勢互補(bǔ)，利益共享。
4．技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新過程中，實行行業(yè)引導(dǎo)和企業(yè)選擇相結(jié)合.在總體上要面向市場，找準(zhǔn)方向，起點要高。
5．建立中國包裝設(shè)計研究院。
(九)加大對包裝教育的投入
1．必須使我們的教育思想、教育體制和結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容和方法與現(xiàn)代包裝工業(yè)的發(fā)展相適應(yīng)。
2．造就一批善經(jīng)營、懂管理、傲技術(shù)，又有高度貴任感的經(jīng)營管理者和企業(yè)家，以促進(jìn)包裝企業(yè)管理水平的提高；培養(yǎng)一批科技創(chuàng)新的領(lǐng)頭人才，促進(jìn)科技水平和創(chuàng)新能力的快速提高；引進(jìn)一批同行業(yè)、相關(guān)行業(yè)和外行業(yè)的人才，以促進(jìn)全行業(yè)發(fā)展觀念和服務(wù)觀念的更新。
3．制定切實可行的人才培養(yǎng)規(guī)劃，既要防止人才繼續(xù)匱乏，又能保證人才的質(zhì)量。
4．改革人才培養(yǎng)模式，試辦一些股份制大學(xué)，實行校企結(jié)合。株洲工學(xué)院邁開了探索的步伐，該校與廣東中山張家邊企業(yè)集團(tuán)聯(lián)合創(chuàng)辦了株洲工學(xué)院中山包裝學(xué)院，為培養(yǎng)既有專業(yè)知識又有實踐能力的創(chuàng)新人才，取得了成功的經(jīng)驗。可借助“亞包中心”，以株洲工學(xué)院為基礎(chǔ)，創(chuàng)辦亞洲一流的包裝大學(xué)(亞華包裝大學(xué))，建立亞洲包裝人才培訓(xùn)基地和包裝科研基地。
1.3 我國裝訂機(jī)的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀
我國早期的裝訂主要是采用手工裝訂機(jī)，后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，逐漸采用裝訂機(jī)裝盒。我國最早使用的裝盒機(jī)主要是從國外進(jìn)口的。在七十年代中期由于當(dāng)時我國包裝材料的質(zhì)量及藥盒的加工制作等都達(dá)不到機(jī)器包裝的要求，使得裝盒機(jī)一直無法正常使用，所以全自動裝盒機(jī)在我國就一直得不到廣泛應(yīng)用，我國藥品生產(chǎn)在很長的一段時間內(nèi)不得不放棄自動裝盒而采用手工操作，效率極低下。80年代特別是改革開放后，我國的藥品生產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，藥品包裝材料的質(zhì)量及藥盒的加工制作等方面的技術(shù)有了明顯的進(jìn)步，全自動裝盒機(jī)開始得到了全面的應(yīng)用。而此時藥品裝盒機(jī)也改變了國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)開始上市并獲得了廣泛的應(yīng)用。
目前，我國國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)種類繁多，數(shù)量齊全，已可以基本滿足國內(nèi)各藥品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的各種不同劑型的藥品的包裝需求，如圖1.3。
圖1.3（a） DZH-120D型立式自動裝訂機(jī)
圖1.3（b）歐克版劑裝訂機(jī)
圖1.3（c）臥式全自動裝盒機(jī)
按照不同的分類方法，可以將目前我國生產(chǎn)的全自動裝盒機(jī)分成若干種類。若按包裝物料的不同主要有四大系列，可將其分為B, P, K裝盒，G型即泡罩板型、針劑型及軟膏型全自動裝盒機(jī)等;若從裝盒機(jī)運(yùn)行速度上看，有可將其分為3類，第1類為中低速型，速度約60～80盒/min；第2類為中高速型，速度約80～120盒/min；第3類為高速型，速度大于150盒/min 。每一種機(jī)型各有其優(yōu)缺點，用途也不盡一致。目前，國內(nèi)比較知名的藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)廠家有上海龍騰包裝機(jī)械有限公司、北京雙鶴制藥裝各有限公司、上海萬申包裝機(jī)械公司、上海顧德包裝機(jī)械有限公司等。但是即使是這些比較知名的生產(chǎn)商，其產(chǎn)品的技術(shù)含量與國外同類產(chǎn)品相比較，也有很大的差距。在市場競爭力方面，也只是在中低端市場略有優(yōu)勢。在市場占有率方面，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的占有率也只有三成左右，其余市場皆被進(jìn)口產(chǎn)品所瓜分。目前，國內(nèi)許多規(guī)模較大的藥品生產(chǎn)廠家仍以采用進(jìn)口的藥品裝盒機(jī)為主。造成這一現(xiàn)象的主要原因，乃是國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的綜合性能達(dá)不到制藥廠家所需所致，盡管進(jìn)口藥品裝盒機(jī)的價格要比國產(chǎn)的高出許多。近年來，除了一些專業(yè)生產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的廠商以外，國內(nèi)的一些大學(xué)和科研院所也參與到藥品裝盒機(jī)的研制生產(chǎn)。相信依托各個大學(xué)和科研院所的科研實力，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的研制生產(chǎn)在不久的將來會有重大的突破。
1.4 裝訂機(jī)發(fā)展中面臨的問題研究及發(fā)展方向評估
我國國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)雖然在近十幾年來獲得了快速的發(fā)展，但其面臨的問題依然不少。在國內(nèi)制藥裝備行業(yè)中藥品自動裝盒機(jī)的制造商之中，技術(shù)含量和質(zhì)量較高的制造商寥寥無幾，且大多停留在半自動或中低速水平，同國外的同類產(chǎn)品相比，無論在裝備的發(fā)展水平、技術(shù)含量和應(yīng)用推廣方面都不盡人意。在市場分配中，國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)只是在中低檔市場上略占優(yōu)勢，而高檔市場幾乎全部被國外產(chǎn)品所占據(jù)。現(xiàn)將其面臨的問題分析如下：
一、從產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量性能及應(yīng)用方面，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)明顯不如國外產(chǎn)品，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1).在質(zhì)量上，從某種意義上說，藥品自動裝盒機(jī)是制藥機(jī)械中最為復(fù)雜的機(jī)械，它包括機(jī)、電、氣、光和其它技術(shù)于一體，而目前國內(nèi)制藥裝備行業(yè)的目前的無論是產(chǎn)品的最初設(shè)計水平，還是后來的產(chǎn)品裝配加工水平，都與國外同行有著十幾年的差距，無法生產(chǎn)出真正有競爭力的產(chǎn)品。
(2).對產(chǎn)品的適應(yīng)性方面，國產(chǎn)自動藥品裝盒機(jī)的功能比較單一，適應(yīng)面比較窄，對待裝的藥品的形狀體積等有較嚴(yán)格的規(guī)定，一般只適用于一兩種藥品，但是我國藥品生產(chǎn)企業(yè)眾多，各藥企業(yè)廠和生產(chǎn)的藥品規(guī)格品種也都大不相同，同一企業(yè)生產(chǎn)的藥品規(guī)格也各不相同，產(chǎn)量也不同，就給相關(guān)工作一定的困難，而國外藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)廠商特別注重這方面的問題，他們所生產(chǎn)的設(shè)備功能更加靈活多變，適用范圍也更廣。
(3).在設(shè)備的運(yùn)行可靠性方面，進(jìn)口自動裝盒機(jī)也要高出國產(chǎn)一截，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的故障率較高，因此，許多選擇企業(yè)不得不購買多臺國產(chǎn)自動裝盒機(jī)，以免因維修機(jī)器而影響正常生產(chǎn)并延誤交貨期。
(4).在工作效率方面，由于國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的運(yùn)行速度大多在中低檔水平，并且自動化水平較低，生產(chǎn)效率自然不如以生產(chǎn)高檔產(chǎn)品著稱的國外同類產(chǎn)品，這樣就等于無形中增加了企業(yè)的成本，降低了企業(yè)的利潤，造成了極大的浪費?？傊?，國內(nèi)目前藥品自動裝盒機(jī)還存在著適應(yīng)包裝物種類單一、紙盒尺寸的變化范圍小、生產(chǎn)速度普遍停留在中低速水平等不完善之處。
二、從整個行業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)能力上看，主要表現(xiàn)有以下幾個問題：
(1)．研發(fā)力量薄弱，科研經(jīng)費嚴(yán)重不足，藥品裝盒機(jī)的制作是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它包括機(jī)、電、氣、光和其它技術(shù)于一體，需要有雄厚的技術(shù)力量，精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求，而目前我國在這方面的投入甚少；行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎(chǔ)研究的經(jīng)費投入比例嚴(yán)重失調(diào)，生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，不愿投入基金進(jìn)行基礎(chǔ)研究，造成國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)質(zhì)量含量低下，無法與國外同類產(chǎn)品競爭，并且只能靠低價維持其市場競爭力，無法長期占領(lǐng)市場。
(2)．低水平重復(fù)太多，應(yīng)變能力不強(qiáng)，國內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)模都很小，大都生產(chǎn)同種類型的設(shè)備造成大量低水平重復(fù)生產(chǎn)，在市場上進(jìn)行低價惡性競爭，而一旦遇上市場要求變動，卻又無法及時轉(zhuǎn)型，從而被市場所淘汰。
考察近幾年來國外的機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合我國目前的藥品裝盒機(jī)的生產(chǎn)實踐，我國的藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在以下幾個方面尋求突破：
(1)．加大科研投入，提高創(chuàng)新能力，開發(fā)新技術(shù)，同時大力引進(jìn)國外已經(jīng)成熟的技術(shù)原理，開發(fā)出具有前瞻性的先進(jìn)設(shè)備。首先各個企業(yè)要增強(qiáng)企業(yè)的研發(fā)能力，提高產(chǎn)品的檔次，今后醫(yī)藥企業(yè)寡頭壟斷的趨勢會越來越明顯，其采購將是集團(tuán)化的，這對生產(chǎn)供應(yīng)相關(guān)設(shè)備的企業(yè)而言是個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這要求有關(guān)企業(yè)把眼光放遠(yuǎn)，實行走出去，站得住的發(fā)展戰(zhàn)略；擁有自己的核心技術(shù)，開發(fā)出屬于自己的新產(chǎn)品。我國加入WTO后，隨著市場的進(jìn)一步開放，國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)必將面臨外商的強(qiáng)有力的競爭，國內(nèi)的企業(yè)要敢于參與競爭，不僅在國內(nèi)市場上參與競爭，更要積極參加國際市場的競爭。這就對國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)提出了更高的要求和更廣闊的市場空間，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該立足國內(nèi)，放眼國際，積極參與競爭，只有這樣，才能更好地發(fā)展自己。
(2)．加強(qiáng)與各個制藥企業(yè)的聯(lián)系，企業(yè)可根據(jù)用戶的不同要求而設(shè)計生產(chǎn)出符合出客戶要求的產(chǎn)品，實行個性化的服務(wù)，使企業(yè)與客戶之間形成良好的互動，使雙方受益。保持與制藥企業(yè)之間的良好互動關(guān)系，可以使藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)廠商更加清楚地了解市場動向，能夠及時滿足市場需求，對企業(yè)的發(fā)展壯大是大有裨益的。
(3)．國家加大宏觀調(diào)控，加強(qiáng)對市場的引導(dǎo)作用，加強(qiáng)對市場的管理，協(xié)調(diào)好企業(yè)之間的競爭行為，防止不正當(dāng)競爭。同時國家應(yīng)加大機(jī)械行業(yè)的投入力度，扶持一批有實力的企業(yè)，從基金技術(shù)上給子支持，從而生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。藥品裝盒機(jī)的生產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程，需要大量的人力物力則力，短期還不能見效益，很多企業(yè)都無力去做，在這種情況下，更需要國家出面協(xié)調(diào)組織，集中人力物力進(jìn)行科研攻關(guān)，組織生產(chǎn)等。
隨著我國藥品市場規(guī)模的日趨增大，產(chǎn)品種類的日益繁多，藥品廠家的不斷增多，生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，市場對藥品裝盒機(jī)的需求也在不斷地膨脹，其市場前景十分看好。據(jù)統(tǒng)計，我國“十五”期間醫(yī)藥工業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值年均遞增率接近20%，其中的藥品所占的貢獻(xiàn)約占其中的一半，可見其增值潛力巨大。相信隨著我國醫(yī)療體制的改革，醫(yī)藥市場的興盛，藥品產(chǎn)量的增加，我國藥品裝盒機(jī)的發(fā)展必將迎來一個跨越式的發(fā)展。
俗話說“健康乃生命的本錢”，隨著生活水平的提高，人們越來越重視健康，藥品包裝的衛(wèi)生化更受到人們的關(guān)注。為了滿足人們的需要，我們設(shè)計藥品裝盒機(jī)。
1.5 畢業(yè)設(shè)計題目及基本參數(shù)
本設(shè)計的題目為裝訂機(jī)、裝盒裝置設(shè)計。本設(shè)計主要完成紙盒、藥板的上料及裝盒裝置設(shè)計。
基本參數(shù)為：
紙簽（說明書）規(guī)格：最大300mm×210mm，最小80mm×100mm；
紙盒規(guī)格：長=100mm；寬=65 mm；高=20mm；
包裝物（藥板）規(guī)格：長=80mm，寬=58 mm。
設(shè)計要求為：包裝能力：60盒/分，1板/盒；
本設(shè)計的設(shè)計任務(wù)為：
①．總體方案設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算；
②．紙盒上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，完成相應(yīng)部裝圖；
③．藥板上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成相應(yīng)的部裝圖；
④．裝盒裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算，完成總裝圖；
⑤．部分零件圖設(shè)計。
第2章 方案設(shè)計
總體方案的擬訂是進(jìn)行機(jī)器設(shè)計的關(guān)鍵一步。因為總體方案在很大程度上決定了機(jī)器的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)粉劑物料的形態(tài)要求和特點，按一定的原則、結(jié)合一般食品機(jī)械常用的設(shè)計,使用方法、充分考慮各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的總體方案?？紤]到市場的深入，人們對產(chǎn)品追求多元化、個性化。故產(chǎn)品的包裝范圍要廣、功能要齊全、速度要快。加上我國超市的發(fā)展，推動包裝機(jī)的發(fā)展，也提出了相適性的功能與適用范圍的需求問題。
適用的范圍如下:
(1)包裝材料:防潮玻璃紙、涂塑玻璃紙、聚乙烯、聚丙烯、袋包紙、鋁箔以及其他復(fù)合材料；
(2)包裝物品:面包、糕點、蔬菜、加工食品、醫(yī)糖果、機(jī)械零件、糖果及其他等粉狀物品。
在工藝分析中，首先對內(nèi)裝物物件的特性、包裝材料和包裝過程作詳細(xì)的分析和研究，并對單功能機(jī)的分析，進(jìn)行擴(kuò)展其功能，如擴(kuò)展它的包裝尺寸范圍、擴(kuò)展它的包裝物件、擴(kuò)展它的包裝材料、擴(kuò)展它的包裝生產(chǎn)力等。這些擴(kuò)展涉及到的主要部件的分析比較，以便得出可靠的機(jī)構(gòu)。
裝訂工藝確定以后，要考慮如何實現(xiàn)這種包裝動作。因此，要求選擇合適的傳動、操作和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)組成若干個部件，這些部件相互位置怎樣安排?它們又是怎樣聯(lián)系和形成一個完整的總體?這就是裝訂機(jī)總體設(shè)計的任務(wù)。
裝訂機(jī)的傳動與控制機(jī)構(gòu)，可以采用機(jī)械式，液壓式，或氣動式。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點、生產(chǎn)能力、使用者的情況等具體條件以及機(jī)器動作的復(fù)雜程度而定。
一臺裝訂機(jī)由哪些幾部分組成，決定于包裝工藝的要求，見圖2.0。布局形式的選定，最主要根據(jù)包裝工藝的特點即決定于包裝的工藝性。布局形式要便于包裝，使機(jī)構(gòu)簡化，工人操作和維修方便。
圖2.0 （a）裝訂機(jī)布局
圖2.0 （b）裝訂機(jī)布局
2.1 總體方案設(shè)計
本設(shè)計的裝盒機(jī)為立式裝訂機(jī)。機(jī)器的總體尺寸為1500×1444×750。立式機(jī)器不僅節(jié)省了空間，而且比較美觀。為了節(jié)省空間，本設(shè)計選用了YCJ電動機(jī)，及電動機(jī)和減速器直聯(lián)。機(jī)座號為160，電動機(jī)功率為3，輸出軸轉(zhuǎn)速為58，輸出轉(zhuǎn)矩為452，電動機(jī)代號為Y100。
2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計
總機(jī)的工藝路線為：
紙盒上料───藥板上料───折紙上料───裝盒
本設(shè)計主要完成紙盒上料機(jī)構(gòu)、藥板上料機(jī)構(gòu)、裝盒機(jī)構(gòu)三部分的方案設(shè)計。
2.1.1 紙盒上料機(jī)構(gòu)設(shè)計
紙盒上料的過程主要由凸輪Ⅰ帶動帶有吸嘴的軸Ⅰ上下運(yùn)動完成的。軸Ⅰ上附有撥桿，在將紙盒吸下的過程中，撥桿壓住連桿1上的小軸，這時彈簧處于拉伸狀態(tài)，連桿2向上運(yùn)動，使連桿3帶動擋片擋住上面的紙盒，從而保證只有一個盒被吸下。在盒被放下的過程中，擋片逐漸壓在盒上，防止盒蹦起來。當(dāng)負(fù)壓真空裝置向上運(yùn)動時，連桿2在彈簧的作用下向下運(yùn)動，使連桿3帶動擋片向上翻。如此往復(fù)運(yùn)動完成吸盒的過程。當(dāng)盒被放下時，停止吸氣，盒被支撐起來，傳送裝置將盒傳送到下一道工序。原理圖如圖2.2.1所示。
當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動帶動軸Ⅰ向上運(yùn)動時，軸Ⅰ會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，為了避免這種情況發(fā)生，特設(shè)計了導(dǎo)向桿，使軸Ⅰ只能沿著導(dǎo)向桿的方向運(yùn)動。吸盒是由負(fù)壓真空吸氣完成的。當(dāng)凸輪Ⅰ帶動軸Ⅰ向上運(yùn)動，吸嘴到達(dá)最高位置時，開始吸氣，盒被吸下來，當(dāng)吸嘴到達(dá)最低位置時，停止吸氣，盒被曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶走。由氣閥來控制吸氣還是斷氣，當(dāng)凸輪Ⅱ到達(dá)最大升程時，軸Ⅱ被壓下去，氣路被堵死，實現(xiàn)斷氣；當(dāng)凸輪Ⅱ轉(zhuǎn)動時，壓縮彈簧作用帶動軸Ⅱ向上運(yùn)動，氣路被連通，實現(xiàn)吸氣。軸Ⅱ上帶有圓槽，也可以在軸上做個通孔。如果軸Ⅱ上是個通孔，那安裝精度要求比較高，因為要保證這個通孔的中心線與氣道的中心線完全重合，這樣才能達(dá)到最大的吸氣程度。但是如果在軸Ⅱ上做個圓槽就避免了這個問題，不管怎樣接觸，氣道都會打通。
彈簧
軸
凸輪
擋片
工作臺
撥桿
吸嘴
連桿1
連桿2
連桿3
圖2.2.1 紙盒上料原理圖
2.2.2 藥板上料機(jī)構(gòu)設(shè)計
藥板由齒形帶傳送到指定位置 ，經(jīng)過滑槽到達(dá)工作架上，推藥板的機(jī)構(gòu)將藥板和說明書推到紙盒里。傳送藥板的速度及間歇時間由槽輪控制。推藥板的機(jī)構(gòu)由齒輪齒條帶動。推藥板原理圖如圖2.2.2-1所示。
工作架
推桿
齒條
齒輪Ⅰ
凸輪
軸Ⅰ
齒輪Ⅱ
軸Ⅲ
齒輪Ⅲ
圖2.2.2-1 推藥板原理圖
因為藥板比較薄，如果推桿只是簡單的平頭，那么推藥板時很容易推空或者把藥板推偏。為了防止這些情況的發(fā)生，故設(shè)計了如圖2.2.2-2所示的推桿。
圖2.2.2-2 推桿示意圖
傳送帶的示意圖如圖2.2.2-3所示。本設(shè)計傳送帶的帶輪是由鏈輪帶軸帶動的，而鏈輪軸是由槽輪帶動，從而實現(xiàn)了間歇運(yùn)動。但此處也可以通過傳感器和伺服電機(jī)來實現(xiàn)。在指定位置安裝傳感器，當(dāng)伺服電機(jī)接收到傳感器發(fā)出的信號后，伺服電機(jī)開始工作，從而帶動帶輪轉(zhuǎn)動，將藥板送到指定位置?；鄣慕嵌纫侠恚蝗凰幇寰筒粫?zhǔn)確的到達(dá)工作架的位置?；鄣慕嵌仁歉鶕?jù)多次試驗得來的，滑槽的底邊要非常圓滑，這樣藥板不僅不會卡在滑槽上，而且可以節(jié)省時間，藥板能以最短的時間到達(dá)工作位置。
2.2.3 裝盒裝置設(shè)計
裝盒裝置由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動，經(jīng)過固定裝置及撥桿，從而完成裝盒的過程。
藥板
帶
圖2.2.2-3 帶示意圖
裝盒共分四道工序，分別為：
裝藥板和說明書
打印日期
蓋紙盒蓋
1
2
3
4
6
5
圖2.2.3-1 紙盒結(jié)構(gòu)示意圖
紙盒示意圖如圖2.2.3-1所示。
當(dāng)盒被推盒裝置推走后，撥桿Ⅰ將6蓋上，隨即紙盒隨著傳送裝置被送到指定A工序等待裝盒。撥桿示意圖如圖2.2.3-2所示。
撥桿
軸
圖2.2.3-2 撥桿示意圖
到達(dá)工序A后，盒不動，齒輪齒條機(jī)構(gòu)將藥板和說明書一起推進(jìn)盒內(nèi)。傳送裝置將紙盒傳送到工序B。在傳送的過程中，通過撥桿Ⅱ?qū)?蓋上，通過固定小軸Ⅰ將4蓋上。日期由凸輪機(jī)構(gòu)完成。凸輪帶動成型器上下運(yùn)動，完成日期的打印過程。完成打印日期后，紙盒被送到工序C。在傳送過程中，通過固定小軸Ⅱ?qū)?蓋上。當(dāng)經(jīng)過固定裝置后分別將盒蓋上翻和下壓，同時也完成了折1和5的過程。固定裝置示意圖如圖2.2.3-3所示。
固定裝置Ⅰ完成盒蓋的下壓和1的折疊過程，固定裝置Ⅱ完成盒蓋的上翻和5的折疊過程。到達(dá)工序C時，一個旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。
固定裝置Ⅰ
固定裝置Ⅱ
圖2.2.3-3 固定裝置示意圖
紙盒的傳送裝置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動，能實現(xiàn)上下左右運(yùn)動，即作平行四邊形運(yùn)動。當(dāng)紙盒被吸下來時，該傳送裝置向上運(yùn)動，輔助將盒撐起來。然后傳送裝置向前運(yùn)動，完成裝盒和蓋盒蓋后，傳送裝置向下運(yùn)動，然后往回運(yùn)動，進(jìn)行下一次動作。該機(jī)構(gòu)設(shè)計為純機(jī)械設(shè)計，要嚴(yán)格要求與其他動作的時間和空間同步化，因此在設(shè)計方面要求很高的精度。紙盒傳送裝置如圖2.2.3-4所示。
連桿
紙盒
送盒架
圖2.2.3-4 紙盒傳送裝置
2．3 本章小結(jié)
本章主要是對裝訂機(jī)進(jìn)行了總體設(shè)計。對電機(jī)進(jìn)行了選擇，對各傳動零件進(jìn)行選材和設(shè)計計算，保證傳動的準(zhǔn)確性。通過立式包裝機(jī)總體設(shè)計方案和總體設(shè)計計算繪制總裝配圖。
第3章 設(shè)計計算
對裝訂機(jī)的主要零件及傳動方式進(jìn)行相關(guān)計算。
3.1 齒輪傳動設(shè)計計算
1.選擇齒輪材料精度等級
齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，取硬度為235～255HB； 齒輪精度等級為8級。
2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計
由表查得
≥ (3.1)
初選=1.2
由表查得
==2.5
由表查得：=189.8
取=0.3 T1=35810
=60jLh=60×639.64×1×(8×300×10)=9.21×108
=/=9.21×108/3.31=2.78×108
查圖表得 =1.1, =1.1
取=1.0，=1.0，=0.92，=1.0
查圖表得 =590Mpa，=550MPa
由表查得 計算許用接觸應(yīng)力
= ZN1ZXZWZLVR ==597.3Mpa
= ZN2ZXZWZLVR ==556.6Mpa
將各結(jié)果帶入公式（3.1）
≥
==56.08mm
取=28，==3.38×28=95
===2.003mm
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2.25mm
=2.25×28=63mm
=63×(1-0.5×0.3)=53.55mm
===1.79
由表查得 取=1.1
==0.358
由表查得 取=1.02
===148.56mm
=0.3×148.56=44.56 取
===0.784
由圖表查得 =1.175
==1.1×1.02×1.175=1.32
=＜〔〕2 (3.2)
=2.5×189.8×
=491.74Mpa＜ 安全。
接觸疲勞強(qiáng)度足夠。
3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
由
=≤ (3.3)
=arctan=arctan=16.48O
==-16.48 O=73.52O
=28/cos116.48O =21.90
95/cos73.52O =250.28
按,
查圖表得 =2.85,=2.3
查圖表得 =1.55，=1.74
查圖表得 =220～230MPa,=170～180MPa
查圖表得 =1.0，=1.0
由表查得 =1.0
取=2.0，=1.4
代入式（3.3）中
===314MPa
===257MPa
將各數(shù)值代入公式（3.3）：
=
==85.86MPa<=314MPa安全
===77.78MPa〈=257MPa安全
3.2 軸的設(shè)計計算
1．軸的設(shè)計計算
（1）選擇軸的材料
軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。
（2）按扭矩初步估算軸端直徑
查閱文獻(xiàn)得 （3.4）
查表選取 =130
=40mm
軸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2.1.
圖3.2.1輸出軸的結(jié)構(gòu)示意圖
考慮軸端有一個鍵槽
=20×3﹪=18.77 取=30mm
該段軸長
=384mm
（3）初選滾動軸承
考慮裝拆調(diào)整方便起見，選用深溝球軸承。根據(jù)軸端尺寸和軸承的大概安裝位置，初選深溝球軸承6204。
（4）對軸進(jìn)行分析
對軸的壓軸力Q=670N
a．求垂直面內(nèi)的支反力
，
75R2H+28Fa1=90Q+136Fr1
=(136×397+90×670-28×117) /75 =1480
=0,=Fr1-Q-R2H =397-670-1480=-1753N
=Ft=61×1137=69357
b.求水平面內(nèi)的支反力
75R2V-(75+61)Ft=0
R2V=136×1137/75=2062N
∑Fy=0
R1V=397-2062=-1665N
求A，B，D三點水平面內(nèi)的彎矩
165Q-75R1V=165×670-75×1165=23175
226×670-136×1165+61×2062=118762
c．求合成彎矩
==13126
==137531
d．求當(dāng)量彎矩
取0.6
Mca1=M1=73126N·mm
===139199N·mm
=αT=0.6×35810=21486N·mm
（6）校核軸的靜強(qiáng)度
由當(dāng)量彎矩可以看出B點的彎矩最大，但該處的直徑卻較小，故應(yīng)驗算B點的強(qiáng)度。
查表及公式得
=27.25mm
27.25mm<30mm靜強(qiáng)度足夠
由于E點的彎矩較大，而直徑卻最小，所以還需驗算E點的靜強(qiáng)度。
E點處的當(dāng)量彎矩
=22.6+=28.4
=16.0mm
考慮鍵槽影響，需加大（3-5）%
=+3﹪=16.0+1.60×3﹪=16.5mm<20mm
故E剖面強(qiáng)度也足夠。
（7）校核軸的疲勞強(qiáng)度
a．判斷危險剖面
I-Ⅳ剖面均有應(yīng)力集中源，均有可能是危險剖面。其中I，Ⅱ，Ⅲ均為過渡圓角引起的應(yīng)力集中，但Ⅳ剖面的合成彎矩值較大。所以只驗算I，Ⅳ剖面的疲勞強(qiáng)度。
b．校核I剖面的疲勞強(qiáng)度。
I剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由表查得
=2.73 =1.96
由表查得：=0.83，=0.89
由表查得：=0.95
I剖面的扭剪應(yīng)力，應(yīng)力副和平均應(yīng)力為：
===6.6MPa
==/2=6.6/2=3.3MPa
由表查得0.21,由表查得275MPa
===25
===10.5MPa
==10.5MPa =0
===13.12
===11.62
取[S]=1.8，S＞[S]所以I剖面安全。
c.校核IV剖面的疲勞強(qiáng)度
由表查得
=8 =0.05
1.88 1.59
由表查得 =0.83 =0.89
由表查得
===2.17
===16.51
===2.15
由于S＞[S]=1.8，此設(shè)計在安全范圍內(nèi)。
3.3滾動軸承壽命計算
已知：6204AC軸承?；绢~定動載荷C=25.2KN，基本額定靜載荷
C0=29.5kw,e=0.68。
由前面計算得知，該對軸承的水平支反力分別為=1480N,=-1753N
垂直支反力分別為：=2062N,=-1665N
合成支反力：
===2418N
===2538N
=0.68=0.68×2418=1644.24N
=0.68=0.68×2538=1725.84N
+=1725.84+117=1842.84N>=1644.24N
=1842.84N,=1725.84N
/=1842.84/2418=0.76>e=0.68
=0.4,=1.67
軸承承受輕度載荷沖擊，支反力A處有彎矩。所以取=1.2
= (+)=1.2×(0.4×2418+1.67×1842.84)=3114N
/=1725.84/2538=0.68>e
=1,=0 ，==1.2×2538=3045.6N
> 計算軸承B的壽命
=13808.90h （3.6）
預(yù)期壽命:10年 。
13808.90/(8×300)=5.75
5年換一次軸承----壽命足夠。
3.4 鍵的選擇和校核
鏈輪裝在主軸軸端，需用鍵進(jìn)行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計計算得知：鏈輪材料為鋼，軸的材料為45鋼，鏈輪與軸的配合直徑為15mm，鏈輪45鋼，輪轂長為20mm。選擇最常用的圓頭（A型）平鍵，因為它具有結(jié)構(gòu)簡單，對中性好，裝拆方便等優(yōu)點。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長度由輪轂的寬度確定，查表得=5×5,=30mm。普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。由于鏈輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表查得=100MPa。
鍵的工作長度=-=30-5=25mm
擠壓面高度 h’=h/2=5/2=2.5mm
擠壓應(yīng)力==5.97＜
故安全。
3.5 本章小結(jié)
本章主要是對藥品包裝機(jī)進(jìn)行了總體設(shè)計計算。對電機(jī)進(jìn)行了選擇，對各傳動零件進(jìn)行選材和設(shè)計計算，保證傳動的準(zhǔn)確性。通過藥品包裝機(jī)總體設(shè)計方案和總體設(shè)計計算繪制總裝配圖。
30
第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1紙盒上料結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
4.11凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計計算
凸輪機(jī)構(gòu)采用力封閉式。運(yùn)動規(guī)律為雙停歇運(yùn)動，由文獻(xiàn)[29]表13.5-5查得改進(jìn)等速 。由結(jié)構(gòu)初定凸輪行程為100mm，推程運(yùn)動角Φ=120°，最大壓力角選用30°，由圖可算得基圓半徑=50mm。
推桿推程位移如下表所示。
=100mm，=120°
表4.1.1 推桿推程位移
δ/(°)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
s/mm
0
12.5
25
37.5
50
62.5
75
87.5
100
由式 =
=
其中 =90°，h=100mm，可計算得推桿回程位移，如下表所示。
表4.1.2 推桿回程位移
δ/(°)
0
15
30
45
60
75
90
s/mm
100
83.042
66.085
49.128
32.171
15.214
0
然后根據(jù)作圖法畫出凸輪的理論廓線和實際廓線。
4.12 氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計
當(dāng)帶吸嘴的軸到達(dá)最高位置時，氣閥通道接通，開始吸氣。當(dāng)軸到達(dá)最底位置時，氣閥通道被堵死，停止吸氣。氣閥的結(jié)構(gòu)圖如圖4.1.2所示。因為如果軸Ⅱ上是個通孔，只有保證這個通孔的中心線與氣道的中心線完全重合，這樣才能達(dá)到最大的吸氣程度。那么安裝精度要求就比較高。為了避免這些問題，本設(shè)計采用在軸Ⅱ上加工一個圓槽，這樣不管怎樣接觸，氣道都會打通。
當(dāng)軸Ⅱ在凸輪的作用下作上下運(yùn)動時，軸Ⅱ會發(fā)生轉(zhuǎn)動，為了解決這個問題，本設(shè)計設(shè)計了導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。軸Ⅱ在彈簧的作用下，在凸輪回程的時候也能回到初始位置，而在導(dǎo)向桿的作用下，能沿著直線運(yùn)動，不會發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
軸Ⅰ
導(dǎo)向桿
氣道
凸輪
軸Ⅱ
彈簧
管
圖4.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)圖
4.13 擋爪機(jī)構(gòu)設(shè)計
托紙盒的架上帶有擋爪，當(dāng)盒被吸下來時，擋爪繞軸Ⅱ向下轉(zhuǎn)動，盒被吸走時，擋爪在拉伸彈簧的作用下又回到最初位置。這樣防止紙盒在被吸下來的過程中遭到損壞。擋爪結(jié)構(gòu)圖如圖4.1.3所示。
機(jī)架
軸Ⅰ
軸Ⅱ
彈簧
圖4.1.3 擋爪結(jié)構(gòu)圖
4.2藥板上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計
（1）槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計
藥板由傳送帶傳送到工作架的位置，而傳送帶的間歇傳送是由槽輪帶動的。根據(jù)結(jié)構(gòu)，初定槽輪的槽數(shù) =6，中心距 =150mm，圓銷半徑 =5mm。
槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角 2==120°，
槽間角 ==60°，主從動件圓銷中心半徑 ==75mm
與的比值 ==0.5，槽輪外圓半徑 ==130mm
槽輪槽深 =59.9mm
主動件輪轂直徑 =140mm
鎖止弧半徑 =70mm，則取 =60mm
鎖止凸弧張角 ==240°
槽輪結(jié)構(gòu)圖如圖4.2-1所示。
槽輪
撥銷
軸Ⅲ和軸承
軸Ⅰ
軸Ⅱ
鎖止弧
圖4.2-1 槽輪結(jié)構(gòu)圖
（2）齒輪齒條設(shè)計計算
a.齒輪設(shè)計
齒數(shù) =200 ，模數(shù) =1，則 ==200mm
壓力角 =20°，變位系數(shù) =0 ，齒頂隙系數(shù)
齒頂高 ==1
齒根高 ==1.25
齒頂圓直徑 ==202mm
b.齒條設(shè)計
齒條總長 =120mm ，==1
4.3紙盒上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計
（1）撥桿設(shè)計
當(dāng)盒被推盒裝置推走后，撥桿將紙盒的舌頭蓋上，隨即紙盒隨著傳送裝置被送到指定工序等待裝盒。撥桿結(jié)構(gòu)圖如圖4.3-1所示。
內(nèi)六角螺釘
工作臺
推力軸承
軸
緊定螺釘
摩擦輪
撥桿
圖4.3-1 凸輪結(jié)構(gòu)圖
（2）蓋盒裝置設(shè)計
當(dāng)完成盒蓋的上翻和下壓的過程后，紙盒被傳送到指定工序時，一個旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。蓋盒裝置結(jié)構(gòu)圖如圖4.3-2所示。
螺釘Ⅰ
螺釘Ⅱ
鍵
墊片
撥桿
圖4.3-2 旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)
4.4循環(huán)圖結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、 機(jī)構(gòu)循環(huán)圖
1．吸盒機(jī)構(gòu)
0
120
180
270
360
Φ
圖4.4-1 吸盒機(jī)構(gòu)循環(huán)圖
2．送盒機(jī)構(gòu)
0
90
270
360
Φ
圖4.4-2送盒機(jī)構(gòu)循環(huán)圖
圖4.4-2 送盒機(jī)構(gòu)循環(huán)圖
3．推藥板機(jī)構(gòu)
29
0
210
360
Φ
圖4.4-3送藥板機(jī)構(gòu)循環(huán)圖
二、機(jī)器循環(huán)圖
吸盒機(jī)構(gòu)
送盒機(jī)構(gòu)
推藥板機(jī)構(gòu)
0
0
0
120
180
240
270
360
360
90
△Φ1
△Φ2
290
360
210
29
Φ(°)
Φ(°)
Φ(°)
其中△Φ1=10°，△Φ2=20°。
4.5本章小結(jié)
本章主要進(jìn)行了三大部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計，紙盒上料機(jī)構(gòu)、藥板上料機(jī)構(gòu)、裝盒機(jī)構(gòu)
的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，和氣閥、擋爪、齒輪齒條、槽輪、撥桿、蓋盒等裝置進(jìn)行細(xì)化設(shè)計，并完成了幾大部分的循環(huán)機(jī)構(gòu)圖，利與使用者對產(chǎn)品生產(chǎn)的了解。
結(jié) 論
裝訂機(jī)屬于高技術(shù)、高智能、高競爭的機(jī)電一體化產(chǎn)品，高技術(shù)成果都會在包裝機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。裝訂機(jī)可分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平和打批號等功能。因此在設(shè)計過程中還要考慮機(jī)械潤滑、機(jī)械安全運(yùn)行、包裝衛(wèi)生等功能。我國國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)雖然在近十幾年來獲得了快速的發(fā)展，但其面臨的問題依然不少。在國內(nèi)制藥裝備行業(yè)中藥品自動裝盒機(jī)的制造商之中，技術(shù)含量和質(zhì)量較高的制造商寥寥無幾，且大多停留在半自動或中低速水平，同國外的同類產(chǎn)品相比，無論在裝備的發(fā)展水平、技術(shù)含量和應(yīng)用推廣方面都不盡人意。在市場分配中，國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)只是在中低檔市場上略占優(yōu)勢，而高檔市場幾乎全部被國外產(chǎn)品所占據(jù)。
在進(jìn)行設(shè)計初始階段時應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的可行性。一方面是市場的考慮，包括產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品原料、制造費用的考慮；另一方面是產(chǎn)品加工的考慮，包括現(xiàn)有加工能力、加工工藝、加工性能及周邊配套行業(yè)的考慮。
本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容為藥品裝盒機(jī)的上料裝置設(shè)計、藥板裝盒裝置設(shè)計。完成的主要工作有：綜述；藥品裝盒機(jī)的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略；確定總體方案、包裝工藝，物料的運(yùn)動方式采用垂直與水平相結(jié)合的方式，從而縮短了機(jī)器的尺寸；設(shè)計紙盒上料機(jī)構(gòu)，利用負(fù)壓吸盤對紙盒進(jìn)行分離、輸送，吸盤由凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，上下移動；設(shè)計藥板上料機(jī)構(gòu)，通過槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒形帶對藥板進(jìn)行定量輸送；設(shè)計裝盒機(jī)構(gòu)，將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi)，同時完成紙盒的折疊封合。
本設(shè)計充分考慮了機(jī)械動力學(xué)分析，使機(jī)械運(yùn)行平穩(wěn)。設(shè)計過程參考了各類包裝機(jī)械設(shè)計的長處，同時借鑒了其它機(jī)械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機(jī)的設(shè)計。本機(jī)器包裝能力為50～120盒/分。
為實現(xiàn)預(yù)定的功能，我們需要使用不同的機(jī)構(gòu)。這一過程中需綜合考慮整機(jī)的各個部分，使設(shè)計的產(chǎn)品在滿足使用要求的同時，結(jié)構(gòu)簡單、實用。糖果包裝機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)選擇和組合適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動原理，充分考慮實現(xiàn)特定運(yùn)動所需機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，凸輪連桿機(jī)構(gòu)。同時還應(yīng)運(yùn)用分離傳動技術(shù)，綜合考慮傳動軸和傳動系統(tǒng)的設(shè)計問題。設(shè)計過程中應(yīng)盡量減少不確定性因素造成的影響，使機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)。設(shè)計時還應(yīng)對機(jī)械進(jìn)行動力學(xué)分析，以提升機(jī)械運(yùn)行速度和平穩(wěn)性。另外還應(yīng)考慮包裝機(jī)械的多樣、可調(diào)、容錯、可擴(kuò)展、平穩(wěn)性以及美觀化，追求機(jī)械輕巧但穩(wěn)定。設(shè)計過程可參考各類包裝機(jī)械設(shè)計的長處，同時借鑒別的機(jī)械，如塑料機(jī)械、印刷機(jī)械的優(yōu)點。除進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計外.還應(yīng)考慮各功能另外的實現(xiàn)途徑，如真空、電器控制等，以期最優(yōu)組合該產(chǎn)品。
本機(jī)總體上具有較高的性價比，具有很強(qiáng)的競爭力和很好的發(fā)展前景。此外包裝機(jī)械也可以有一些附加功能，如包裝盒中加入量杯、藥勺等工具，以方便用戶使用。在機(jī)種的開發(fā)方面可以設(shè)計較為先進(jìn)的機(jī)械，如無菌包裝機(jī)械、保鮮包裝機(jī)械等。還可以開發(fā)藥品包裝前處理成套設(shè)備和后處理配套設(shè)備。
由于經(jīng)驗不足，本設(shè)計存在不足之處，有些地方考慮不夠周到，這些問題都有待進(jìn)一步解決。
3
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