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1、一前言一前言干粉压片机是指利用传动系统将电动机的转速降低带动执行机构对粉末物质采取上 下进行加压而成片状。根据干粉压片机的传动系统和执行机构不同，干粉压片机可以分 为单片式压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机以及旋转式 包芯压片机。干粉压片机的使用行业很广泛。如制药厂、电子元件厂、陶瓷厂、化工原料厂等等，而且压片机还能用来做冲压设备。压片机在欧美出现的较早。而在国内到1949年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式33冲压片机；1951年，根据美国16冲压片机改制成国产18冲压片机，这是国内制造的最早制药机械；1957年，设计制造了 ZP25-4型压片机；1960年，自行设
2、计制造成功60-30型压片机，具有自动旋转、压片的功能。同年还设计制造了 ZP33型、ZP19型压片机。 “七五”期间，航空航天部206所 HZP26高速压片机研制成功。1980年，上海第一制药机械厂设计制造了 ZP-21W 型压片机，达到国际上世纪80年代初的先进水平，属国内首创产品。1987年，引进联邦德国 Fette 公司微机控制技术，设计制造了 P3100-37型旋转式压片机，具有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，封闭结构严密、净化程度达到 GMP 要求。1997年,上海天祥健台制药机械有限公司研发了ZP100系列旋转式压片机、GZPK100系列高速旋转式压片机。进
3、入21世纪，随着 GMP 认证的深入，完全符合 GMP 的 ZP 系列旋转式压片机相继出现：上海的 ZP35A、山东聊城的ZP35D 等。高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于300000片/小时，最大预压力20kN，最大主压力80kN 或10080kN。譬如，北京国药龙立科技有限公司的 GZPLS-620系列高速旋转式压片机、上海天祥健台制药机械有限公司的 GZPK3000系列高速旋转式压片机、北京航空制造工程研究所的 PG50系列高速旋转式压片机等。随着制造加工工艺水平、自动化控制技术的提高以及压片机使用厂家各种不同的特殊需求，各种特殊用途的压
4、片机也相继出现。譬如，实验室用ZP5旋转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型 ZPYG51系列旋转式压片机等。 国内压片机的现状：（1）压片机规格众多、数量大；（2）操作简单；（3）技术含量较低，技术创新后力不足。国外压片机的现状：高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。目录目录 一一. .压片机工作原理及工艺流程压片机工作原理及工艺流程33 1.11.1 工艺参数工艺参数33 1.21.2 工艺流程工艺流程33 二设计要求及参数二设计要求及参数44 2.12.1 上冲头，下冲头，送料筛的设计要求上冲头，下冲头，送料筛
5、的设计要求44 2.22.2 设计要求设计要求44 三设计过程三设计过程55 3.13.1 上冲头方案分析上冲头方案分析55 3.23.2 下冲头设计方案下冲头设计方案66 3.33.3 料筛设计方案料筛设计方案77 3.43.4 总方案示意图总方案示意图88 3.53.5 方案选取方案选取99 3.63.6 综合运动协作关系综合运动协作关系99 四单元机构参数计算四单元机构参数计算1010 4.14.1 上冲头设计上冲头设计1010 4.24.2 下冲头设计下冲头设计1212 4.34.3 用解析法对上冲头进行分析用解析法对上冲头进行分析1313 4.44.4 用图解法对上冲头进行分析用图解
6、法对上冲头进行分析1515 五机构运动模拟仿真五机构运动模拟仿真1717 六心得体会六心得体会2020 七参考书目七参考书目2020一压片机工作原理及工艺流程一压片机工作原理及工艺流程1.1.工艺参数工艺参数（1）冲头压力 150 （2）生产率每分钟片 （3）将陶瓷干粉或煤粉料压制成厚度为 5mm r=34mm 的圆形片坯。 (4) 机器运转不均匀系数 2.2.工艺流程工艺流程(1) 干粉料均匀筛入团筒形型腔(图 a)； (2) 下冲头下沉 3mm，预防上冲头进入型腔时将粉料扑出(图 b)； (3) 上、下冲头同时加压(图 c)，并保压一段时间； (4) 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯(
7、图 d)； (5) 料筛推出片坯。干粉压片机的工艺过程图干粉压片机的工艺过程图二设计要求及参数二设计要求及参数1上冲头、下冲头、送料筛的设计要求上冲头、下冲头、送料筛的设计要求 （1） 上冲头完成往复自移运动（铅锤上下），下移至终点后有短时间的停歇，起保 压作用，保压时间为 0.4S 左右。因冲头上升后要留有料筛进人的空间，故冲 头行程为 90100mm 。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能（图 a）； （2） 下冲头先下沉 3 mm，然后上升 8 mm,加压后停歇保压，继而上升 16 mm ，将成 形片坯顶到与台内平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移 21 mm ， 到待料位置（
8、图 b）； （3）料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔 后，料筛在台面上右移约 4550 mm ，推卸片坯（图 c）。上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见表 3 2 2设计要求设计要求（1） 压片成形机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。（2） 画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟定运动循环图时，执行构件的动作起止位 置可根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不 能出现干涉。（3） 设计凸轮机构，自行确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径， 计算凸轮廓线。（4） 设计计算齿轮机构。（5） 对连杆
9、机构进行运动设计。并进行连杆机构的运动分析，绘出运动线图。如果是采用 连杆机构作为下冲压机构，还应进行连杆机构的动态静力分析，计算飞轮转动惯量。三设计过程三设计过程3.1 上冲头方案分析上冲头方案分析序号方案简图优缺点方案 1用涡轮蜗杆带动偏心飞轮转动，连杆带动上 冲头走往复运动。 制造水平要求高，且达不到设计要求。方案 2杆 1 带动杆 2 运动，杆 2 使滑块往复运 动，同时带动杆 3 运动，从而达到所要 求的上冲头的运动。此方案可以满足保 压要求，但是上冲头机构制作工艺复杂， 磨损较大，且需要加润滑油，工作过程 中污损比较严重。方案 3此方案使用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机 构串接而成，结构
10、简单、轻盈，能满足 保压要求，并能够轻松达到上冲头的行 程要求。3.23.2 下冲头设计方案下冲头设计方案序号方案简图优缺点方案 1此方案可以满足保压要求，但下冲头机 构制过于简单。不能达到要求。方案 2凸轮旋转带动滚子运动，使杆 1 与杆 2 运动，使下冲头上下往复运动，完全能 达到保压要求。但是有磨损，运动不利 索。方案 3此方案使用凸轮机构结构简单、轻盈， 能满足保压要求，并能够轻松达到上冲 头的行程要求。3.33.3料筛设计方案料筛设计方案序号方案简图优缺点方案 1凸轮结构轮廓线变化较大可能不能满足 压力角要求方案 2送料机构选用圆柱凸轮机构，触头带动 料筛左右来回移动送料筛。料筛前设
11、计 有斜铲方便推送成行片胚，当上下冲头 完成压片，上冲头退回最高点及下冲头 顶出片胚时料筛带着料想右移动。到达 圆筒形腔口铲除片胚，同时左右小范围 的筛动之后向做退回装料方案 3能够满足所需要求。3.43.4 总方案示意图总方案示意图 方案一示意图方案一示意图 方案三示意图方案三示意图3.53.5 方案选取方案选取由于压片成形机的工作压力较大，行程较短，一般采用肘杆式增 力冲压机构作为主体机构。它是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串接 而成。先设计摇杆滑块机构，为了保压，要求摇杆在铅垂位置的2 范围内滑块的位移量0.4mm。方案 3 中，料筛采用凸轮机构，可使其 达到往复振动的运动效果；下冲头也采
12、用凸轮机构，可达到保压效果， 且此方案的稳定性较好，故选用此方案。 3.63.6 综合运动协作关系：综合运动协作关系：四四 单元机构参数计算单元机构参数计算4.14.1 上冲头设计上冲头设计选取 =1 代入公式r 2sin2cos14 . 022得 r328 选取 r=165 L =r 上冲头分析简图上冲头分析简图=1651=165可知行程的计算公式为:h=L-rcos+-r22)sin(rL 此时 h=100 求得的摆角为 45.8满足 3 个要求 （1（ 滑块有 90100 的行程（2（ 曲柄的转角在 60 度左右（3（ 在 178-182 的范围内滑块的位移不大于 0.4mm(近似停歇)
13、（3 3）通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度）通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度h1. 通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度如图所示，AB 为曲柄，BC 为连杆，DC 为摇杆；DC2 是摇杆在摆角最大时的位置；DC1 是摇杆铅垂时的位置；由题意: AC1 = AB+ BC AC2 = BC-ABAB= 71 ，BC = 226 检验曲柄存在条件.AD=233mm. 满足杆长之和定理，即 AD+ABCD+BC,确保了曲柄的存在。各杆及机架尺寸如下表（单位 mm）4.24.2 下冲头设计下冲头设计杆 AB杆 BC杆 CD杆 CE机架 AD71226165165233图图 1-91-9 上冲头运动分析简图上冲头运动分析简图r=|ds/d/tan-s|序号凸轮 1 的转动角度推杆的运动规律18090等加速下降 3mm290110近休
