1、前言
自問世以來，由于其優(yōu)良的性能而在我國得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是目前我國生產(chǎn)線尚為手動(dòng)或半自動(dòng)紙筒裝藥，與*水平相比甚為落后。由于包裝對(duì)象是易燃易爆的物質(zhì)，所以對(duì)包裝機(jī)中的物料傳輸、定量、封膜、結(jié)扎都有苛刻的要求。其中如何連續(xù)控量輸送更是制約自動(dòng)化包裝機(jī)難以取得進(jìn)展的關(guān)鍵。
鑒于上述原因，為能實(shí)現(xiàn)自主開發(fā)自動(dòng)包裝機(jī)，我們較全面地剖析了德國Ploy－elip公司的自動(dòng)灌裝系統(tǒng)，特別對(duì)zui關(guān)鍵的部件雙螺桿，從曲面、線形、導(dǎo)程、螺距、頭數(shù)以及制造精度、材質(zhì)、受力進(jìn)行詳細(xì)的測繪和理論分析。
2、輸送雙螺桿泵的概述
泵送過程是連續(xù)生產(chǎn)工藝中*的重要的組成部分。然而泵送過程又是含水相對(duì)比較容易發(fā)生事故的過程。
的泵送設(shè)備大致分三種：活塞式，單螺桿，雙螺桿。
雙螺桿傳輸因其連續(xù)穩(wěn)定、可靠性好以及易實(shí)現(xiàn)定量控制而在國外有較廣泛的應(yīng)用。
雙螺桿泵，其zui初的目的是克服筒壁處的打滑現(xiàn)象。雙螺桿泵一般由泵體、螺桿、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、供料裝置等幾部分組成，其中螺桿是此類輸送泵的關(guān)鍵工作部件，它的幾何參數(shù)和曲面形狀是影響雙螺桿泵系統(tǒng)特性直接因素。
3、螺桿設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1主要性能
zui終成品的設(shè)計(jì)參數(shù)：
（1）裝藥直徑：（a）32mm±1mm;（b）35mm±1mm
（2）裝藥密度：0.9-1.30g/cm3
（3）裝藥精度：（a）150g±2g;（b）200g±3g
（4）生產(chǎn)能力：1200kg/h
（5）包裝材料：復(fù)合塑料膜
3.2螺桿直徑
雙螺桿泵中的螺桿直徑是一個(gè)基本而重要的參數(shù)。螺桿直徑的大小在很大程度上反映出泵的規(guī)格大小、生產(chǎn)能力的大小，因?yàn)楸玫妮斔湍芰εc螺桿直徑的平方成正比。其它參數(shù)也都與它有關(guān)，例如，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速一定，它決定了螺桿的圓周速度進(jìn)而決定了螺槽中物料的剪切速率以及螺桿外徑和泵體內(nèi)壁之間間隙中的剪切速率。
嚙合異向旋轉(zhuǎn)平行雙螺桿泵和嚙合同向旋轉(zhuǎn)頂螺桿泵的螺桿直徑主要根據(jù)對(duì)擠出量大小和用于生產(chǎn)的制品的截面大小要求來確定。如果有標(biāo)準(zhǔn)系列可循應(yīng)選擇與標(biāo)準(zhǔn)系列上規(guī)定的或相近的螺桿直徑。另外，還應(yīng)考慮到減速箱輸出軸的中心距和螺槽深度。這是因?yàn)槁輻U直徑、兩螺桿中心距與螺槽深度有內(nèi)在。例如，在相同的中心距下，可以有不同的螺桿直徑因而有不同的螺槽深度。
3.3中心距
雙螺桿泵的兩根螺桿之間的中心距是一個(gè)重要參量。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)雙螺桿泵時(shí)，從制定總體方案到具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它決定了如下幾何關(guān)系，并因而決定了有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)：
1、傳動(dòng)系統(tǒng)輸出軸（與螺桿相連）及有關(guān)齒輪的尺寸，決定螺桿上的有效扭矩的大?。?/div>
2、推力軸承外徑尺寸的大小，決定zui大的機(jī)頭設(shè)計(jì)壓力應(yīng)取多大；
3、螺桿的外徑和根徑。決定兩螺桿的嚙合程度、螺槽深度和雙螺桿泵的zui大理論輸送量。
對(duì)非嚙合雙螺桿泵（一般指相切型）中心距等于兩螺桿的半徑之和。對(duì)于嚙合型同向雙螺桿泵和嚙合型異向雙螺桿泵，中心矩〔A）、螺桿直徑（D）、螺槽深度〔h〕之間的關(guān)系為
A=D一 h
3.4螺桿轉(zhuǎn)速范圍
這是一個(gè)很重要的特征參數(shù)在一定程度上反映了雙螺桿泵的輸送能力，不同類型雙螺桿泵的螺桿轉(zhuǎn)速范圍不同。
雙螺桿泵的螺桿轉(zhuǎn)速，除了像單螺桿泵那樣取決于對(duì)擠出量的要求、加工物料的特性和zui終制品的質(zhì)量以外，還受螺桿旋轉(zhuǎn)方向的影響。
嚙合異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿泵工作時(shí)，在嚙合區(qū)的壓延間隙內(nèi)有壓延效應(yīng)，該壓延效應(yīng)隨螺桿轉(zhuǎn)速的提高而加劇，會(huì)將螺桿壓向泵體內(nèi)壁，引起螺桿泵體的過度磨損，因而也不能將螺桿轉(zhuǎn)速開得很高。嚙合異向雙螺桿泵的螺桿轉(zhuǎn)速范圍一般在2～60r/min。螺桿直徑越大，zui高轉(zhuǎn)速越低。
3.5輸送量（產(chǎn)量）
輸送量是包裝過程中的工藝要求。它與螺桿構(gòu)型、螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)。
擠出量等于單位時(shí)間內(nèi)螺桿轉(zhuǎn)速與一個(gè)C形小室（嚙合型雙螺桿擠出）體積的二倍的乖積再乘上螺紋頭數(shù)，即
式中m一螺紋頭數(shù)
n一螺桿轉(zhuǎn)速
V一一個(gè)C形小室的體積
這里應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)不同類型的雙螺桿泵對(duì)應(yīng)不同螺紋形式的雙螺桿，C形小室的計(jì)算方法是不同的。
3.6螺桿曲面
螺桿泵依靠螺套與螺桿相互嚙合空間的容積變化來輸送物料。在輸入的過程中介質(zhì)很少有激烈的湍動(dòng)和抗動(dòng)。螺桿泵對(duì)所輸送的物料保護(hù)得很好，此為我們選擇螺桿泵作為得輸送裝置的理由之一。然而如何設(shè)計(jì)配合間隙均勻，阻力愈小的螺桿部分的曲面既是關(guān)鍵所在也是難點(diǎn)所在。往往是通過嚴(yán)格計(jì)算配合豐富的經(jīng)驗(yàn)積累。一旦曲面設(shè)計(jì)不好勢必造成兩螺桿配合的面之間的間隙在旋轉(zhuǎn)的過程中不均勻。更甚至發(fā)生面與面的貼合，發(fā)生干摩擦，產(chǎn)生大量的熱量。
為此，國內(nèi)還沒有能生產(chǎn)要求如此高的螺桿的廠商。這次我們借用逆向功能的新手段直接對(duì)德國Poly-elip公司制造的包裝機(jī)械的螺桿進(jìn)行測繪。利用三坐標(biāo)測量儀對(duì)螺桿的曲面獲取n個(gè)離散空間點(diǎn)數(shù)據(jù)，再將測繪到的數(shù)據(jù)通過UG進(jìn)行曲面的擬合處理得到三維造型如圖2。這樣就可借用數(shù)控機(jī)床將該螺桿加工出來。
3.7螺桿的校核
3.8泵體的設(shè)計(jì)
嚙合同向雙螺桿泵的擠壓系統(tǒng)采用組合式螺桿是組合的，泵體也是組合的（即其泵體也是由若干段泵體元件組合而成）。綜觀國內(nèi)外同向雙螺桿泵，雖然各廠家生產(chǎn)的泵體段的長度不盡相同，但大致為（3～4）D，也有為（5～7.5）D、根據(jù)泵體段的功能不同，它們有不同的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)擠出過程和工藝的需要。將不同功能、不同結(jié)構(gòu)形狀的若干泵體段用不同的方法把它們組合而成一根整體泵體，與相應(yīng)的組合螺桿裝在一起，成為擠壓系統(tǒng)。
為保證泵體內(nèi)壁與螺桿及泵蓋端與螺桿軸向頂端不發(fā)生干摩擦，必須留有一定的間隙和防止軸向竄動(dòng)。泵體上開有防堵槽，防堵槽通過小孔與進(jìn)料口相通。當(dāng)由于某些不正常操作發(fā)生腔內(nèi)壓力過高時(shí)，則因內(nèi)外壓差作用內(nèi)腔高壓的會(huì)往防堵槽回流到進(jìn)口端，以保證穩(wěn)定可靠的工作。
4、結(jié)束語
目前國內(nèi)的泵送設(shè)備通常采用活塞式和單螺桿泵。本次設(shè)計(jì)選用國內(nèi)很少有人采用的雙螺桿泵結(jié)構(gòu)，其輸送的連續(xù)性和穩(wěn)定性較前兩種*，是一種比較理想的的泵送設(shè)備。
本次設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是 減少了開、停車對(duì)生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的擾動(dòng)，使生產(chǎn)處于一個(gè)較長期的穩(wěn)定狀態(tài)， 能確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。 降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度, 減少了生產(chǎn)過程中人為因素的影響和發(fā)生事故概率, 更有利于安全生產(chǎn)
手機(jī)版
制藥網(wǎng)手機(jī)版
制藥網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：zyzhan
預(yù)告 
預(yù)告 
預(yù)告 
