（优秀毕业全套设计）圆柱模具式软胶囊剂设计

显然固体药物粉末的形态大小密度含水量等，均会对基质吸附率有影响，从而影响软胶囊的大小。

.软胶囊主机功能原理分析针对软胶囊生产中影响软胶囊形成质量的因素，根据对软胶囊制做流程的初步了解，可以总体上确定软胶囊生产过程中所需参数及各个参数之间的关系。

第应给予考虑的是软胶囊成形和装量的主要工作部分，即模具。

模具承担着软胶囊制做最重要的工作任务。

软胶囊的形状大小直接取决于模具型腔的大小与形状。

模具形成药斗的时间要配合注药的时间，模具的准确啮合直接影响到软胶囊成形及其密封的成功率。

而形成以上诸多功能的条件是模具的合理转动因为以上功能是在模具转动过程中才能够完成的。

滚动模具的转动速度是首先需要考虑的物理参数，模具的转速直接决定软胶囊的生产。

转动过快会导致明胶由于张力过大拉扯撕破，或不能形成良好的密封，或不能保证注满合适的药量。

转动过慢则影响软胶囊制作的效率。

所以模具需要满足的功能原理是能够保证合理的转速能够实现型腔的吻合。

第二，要考虑到注药系统。

注药系统需要保证的是实现药物连续的供给，保证供药的压力是否能满足药液在规定时间喷出的要求，药量的控制更是需要考虑的重要因素。

因此，供药系统要满足的功能原理是在规定频率下实现连续供药保证注药时合理的压力，既要满足时间，也要能够通过液压撑起胶使胶囊成形饱满药量供给要准确。

第三，拉网轴和胶皮滚是明胶供给的重要部分，也是软胶囊制作不可分割的部分。

胶皮轮的转动实现明胶带的传送，源源不断的传送才能保证胶囊的包装。

拉网轴则要在模具下方通过转动抻住明胶带，保证胶带的平整。

胶皮轮的转速直接控制胶带，即软胶囊囊皮的供给，要配合软胶囊生产的效率，配合模具的转动速率。

而拉网轴则要有稍快的转动速度，以保证胶带受到适当的拉伸，但转动过快则会造成胶带的撕裂。

所以，拉网轴和胶皮轮缩影满足的功能原理是有合理的转速保证胶带供给保证对胶带适当的拉抻，为胶带平整，厚度均匀提供条件。

.软胶囊机工作的同步性上面所提到的功能原理涉及到软胶囊制做的主要部分，也是应当满足的主要功能原理。

他们是三个组成软胶囊生产的要素，而三个因素之间必须要绝对精确的配合，才能保证软胶囊的成形和注药。

因此还要考虑三个因素之间的时间同步性。

下面给出前两者的功能原理结构图.，以考虑运动参数之间的合理布置。

以为确定机械系统奠定基础。

其中预设供料泵为轴向柱塞泵。

胶带药液图.软胶囊形成功能结构图根据功能结构图对时间同步性进行合理布置，以取得最高的生产效率。

即模具转动形成合适药斗时，供料泵柱塞单侧运动到位形成注药。

值得注意的是，形成的药斗开口既不应该太大，要完成部分密封，开口也不应小，要足以使药液通过。

在完成排胶囊密封后，下排结构形成药斗时，柱塞泵刚好向反侧运动到位，完成个往返，同时进行对第二排的打药。

如此循环往复，实现了软胶囊的连续生产。

也就是说，保证机械系统的同步性是软胶囊压制法的前提和条件。

结合以上分析粗略估计，软胶囊整个的形成过程约为.秒，其中合理的注药时间约为秒，依靠操作人员的经验，难以精确控制，因为如果模具模腔变小或转速增加，则实际的合理注药时间区域更短，所以由此可以凸显机械设计中首先应当考虑的是运动的同步性。

第三章系统方案设计.机械系统总体设计工艺要求和设计要求工艺要求软胶囊生产能力粒电机功率要求.主机尺寸要求设计要求考虑因素考虑到要求生产能力较高，设计应能实现连续不断的生产，包括连续供药，供胶以及药物密封剪切。

考虑到空间尺寸要求，软胶囊不能过多使用电动机，较大限度的预留维修检查工作状态的空间，合理利用空闲位置。

结构要求简单合理，可以较简单的实现调节控制。

由于软胶囊应用广泛，用途不尽相同，要求可以制造不同形状以及规格。

设计方案制定与评选这是最后条，但也是最重要的条，就是保证系统的时间同步性。

设计方案的提出和选定.设计方案的提出根据以上所提出的设计应考虑要素，特提出两个方案以供筛选，其中未被选中的方案将自动成为备选方案或未来发展方案。

方案采用单电动机机械传动，圆柱模具式软胶囊机。

如图.所示。

模具，胶皮轮，拉网轴驱动，柱塞泵打药均由主电机控制。

主电机工作，通过减速装置和机械传动，主要是齿轮传动比传动，控制模具与胶皮轮协调工作，胶皮轮负责传送作为胶囊包装的胶皮，拉网轴保证胶皮平整并处于竖直状态，最终模具吻合实现密封。

同时通过机械传动控制柱塞泵打药时间，在模具密封时间内完成注药。

密封胶囊全过程仅使用台电机控制，通过机械运动的同步性来实现软胶囊的制作。

图.单电机驱动方案图方案二采用全独立伺服电机驱动。

作为该方案，对些相关组件如左右模具左右胶皮轮拉网轴采用各自独立的驱动装置，通过控制系统来解决同步问题的技术方案。

供料泵和机头之间，采用气动离合器的方式进行调整。

总体来讲，全独立驱动方案也就是将软胶囊机中还与主机共用个驱动装置的供料泵与主机分开驱动。

采用交流异步电机伺服控制原理，在柱塞开始注药的位置进行旋转编码转换，变为相应的圆周上的点，以便与柱塞注药时间相对应。

主电机启动后，带动模具进行旋转运动。

当检测装置检测到模具上的零位标志后，便向发出次零位信号。

在收到信号后，向伺服器发出信号控制异步交流电机开始工作，自动寻找与主电机随动的零点。

当零点被确认后，伺服控制器锁定转速比，保持主电机与供料泵电机的同步，自动校对注药时间过程完成。

.方案的选定对于以上三种方案进行比较得出结论。

方案方案中胶囊机采用单电机驱动各组件之间通过机械传动的方式来实现其协调动作。

机械传动具有同步效果好的突出优点，能够满足使用要求。

但该方法除了调整时对人的依赖性较强的缺点外，还由于加工精度特别是形位公差要求高，带来生产成本和对检验设备的要求也较高而且在转速提升后，由于明胶膜是具有弹性的，会出现拉明胶膜或明胶膜下垂的现象。

方案二采用全独立驱动方案可以解决方案所存在的问题。

作为该方案，对些相关组件如左右胶皮轮拉网轴采用各自独立的驱动装置，通过控制系统来解决同步问题的技术方案，较好的解决了主机转速发生变化时，机械传动对明胶膜产生影响这问题。

虽然方案具有控制精度高，可靠性强，能源损耗低等突出优点，但采用多个伺服步进电机工作，成本较高，且需要较复杂的电路控制以及多个传感器实现同步运作。

在维修方面也比较复杂。

基于这些因素，普遍采用全独立驱动方案进行大规模生产不太容易在近日内实现。

而且方案还处于试验阶段，技术尚待于成熟。

通过上述两个方案的比较，方案同步性高，便于控制。

可实现简单有效的机构运动匹配并可以较快速连续工作并保证较好的成品率，在成本与维修成本方面相对较低，便于普及生产。

因而选择方案，单电机控制软胶囊机主机。

.软胶囊机主机机械系统参数设计模具参数设计模具的设计包括材质外形尺寸型腔尺寸等。

模具属于标配零件，在制作软胶囊时应根据所制软胶囊数量大小以及形状选用不同规格的模具。

在本设计中，为使计算方便，采用模具尺寸为外径内径长度型腔规格软胶囊规格模具上型腔排列为排，共个，也就是说，模具每转过圈，生产个软胶囊。

型腔将滚模圆截面平均分为份，也可以说，模具每转过，将有个软胶囊产生，那么个柱塞泵将完成喷药次。

模具每转过，柱塞泵往返运动次。

按照之前设计，曲柄连杆的转动部分，也就是齿轮转动部分旋转周，即，柱塞泵往返次，由此可算出模具转速与柱塞泵带动齿轮转速之比为ν。

实际生产中，为了最大限度的利用空间，不定将型腔每排同数量排布，模具设计可以如下图，型腔周边带齿，用于剪切胶囊。

图.实际生产中模具电动机参数选用在之前的设计中，我们已经选用了三相异步电动机。

由于电机转速比较高，特选用电动机规格如下最大功率.，最大转速电动机配以的减速比后输出功率为.，同时配以变频器，最大实际输出转速为。

第四章系统结构设计.主机总体结构设计软胶囊机主机总体结构如图.所示，各部分名称在图中已经表明。

机头部分内置减速装置以及各级齿轮传动控制模具胶皮轮拉网轴转动，同时以锥齿轮传输电机转矩至上层供料泵，实现台电机控制，各部分机械机构同步协调配合运转。

在第二章的工作原理设计中，已经基本阐述了机械系统的结构设计意图，就是满足各部分功能原理设计，以及各部分之间的同步性设计需求。

按照方案的设计，我们将分为几个部分，逐对如胶囊机主机的机械系统进行结构上的设计及其分析。

图.软胶囊机主机总体结构图.减速箱结构设计减速箱位于软胶囊机主机的机头内部。

机头部分下部安放电动机。

减速箱在软胶囊机主机内有非常重要的作用，如图.所示。

减速箱主要功能包括控制模具胶皮轮以及拉网轴转动向上层供料泵传送电机扭矩。

图.减速箱整体图可见，减速箱除了承载着控制软胶囊成形的大部分机构的运转功能，还同时向供料泵提供能量传送，起到了承上启下的作用。

在软胶囊机主机的机械系统中，减速箱机构在其中扮演重要角色。

减速箱采用最大输出功率为.，最大输出转速为的减速电机作为驱动。

主要控制模具的转动以及明胶层的传送和拉抻。

而首先的作用应是对模具转动的转速进行控制，实现模具的相对转动。

如下面图.和图.机构部分所示，电机由带传动将扭矩传输至蜗杆，此时蜗杆获得电机输出转速。

经过级蜗杆蜗轮减速，通过与涡轮同轴的齿轮啮合主动轮完成第二级减速的同时，将所需求的转速赋予主动齿轮轴上固定的模具。

主动轮与相同参数的从动轮啮合，从动轮与另模具通过联轴器连接，上述两齿轮配合转动，使两模具以相同转速，图.减速箱机构图.减速箱机构为了保证机构设备的技术指标能够最大限度符合工艺要求，应在两轴上进行精度设计。

譬如将两端轴承的同轴度控制在.范围内。

并以两轴承安装位置为基准，控制两模具安装位置的形位公差，使模具安装后的精度满足工艺要求。

其次，分析轴承自身游隙，制定适当的轴承安装公差，是轴承游隙控制在指定范围之内。

值得注意的是，两模具除了应在同轴度上保持定的精度，还有许多方面应予以校正。

譬如模具上型腔的完全吻合至关重要。

设计中在主动齿轮所在轴后端沿轴方向铣出道细槽。

主动轴后端法兰中固定可转动齿轮。

此齿轮为调节齿轮，上有与分度圆同心的两圆弧槽，槽中穿螺钉固定在箱壁上。

调节齿轮上铣有刻度，可根据模具所在位置，松动螺钉转动齿轮将指针刻度转到型腔完全吻合的角度后拧紧螺钉固定齿轮，指针刻度位置被随之固定。

将轴后端的细槽对准指针刻度，可以完成轴位置的校正，使模具转动后，保证工作中模具型腔完全扣合，实现胶囊生产。

从动齿轮以联轴器与模具相连接。

在开机之前，为能够使模具保持定距离以将明胶带从两模具中间穿过。

联轴器可设计为十字万向联轴器，可以在开机前偏移从动模具，在开机之后，在外力作用下使模具恢复正常位置。

蜗杆另端连接箱体外齿轮，经过两参数相同齿轮的传动将电机转速传至另横轴，横轴上固定锥齿轮，从而实现电机转速向上供料泵箱的传送。

胶皮轮与拉网轴的旋转以固定在主动轴以及从动轴上的齿轮向外啮合齿轮传递运动。

胶皮轮的转速应与模具大致相同。

拉网轴应适当快于模具转速。

.滚模结构设计图.模具示意图如图.所示滚模由轴，法兰盘，涨紧连接套，气嘴，轴承组成。

滚模上布有模孔图示为椭圆形胶囊所用型腔，型腔外缘有齿，胶囊规格为长，型腔扣合胶皮，在两片明胶膜受模具型腔的挤压粘合和剪切过程中，供料泵通过其柱塞的往复运动，经过喷体向两片明胶膜之间注药，便可以形成软胶囊了。

型腔内开直径为的小孔，小孔通至模具内部管道中，在胶层贴紧型腔内壁时可以排除孔内空气。

在胶层要求较硬较厚时如制作彩弹，液压不足以撑起胶皮，通过管道抽真空，可使胶皮贴紧孔壁，保持胶囊造型。

管道通过前端气嘴连接至抽真空泵中。

前端端盖中间为圆环