陳世莊

摘 要：在制藥包裝生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)調(diào)試、更換材料、新機試運行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會造成大量廢包裝產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準要求，廢包裝產(chǎn)品不可直接廢棄，需采取藥物和包材分離、內(nèi)裝藥品必須回收安全管理、妥善處置措施。所以應生產(chǎn)需求，研制開發(fā)了廢包藥粉（粒）回收機。

關(guān)鍵詞：設(shè)計思路 故障現(xiàn)象及改進 研發(fā)目的及意義

一、藥粉（粒）回收機設(shè)備設(shè)計思路

藥粉（粒）包裝多為袋式包裝，一般材質(zhì)為復合膜等材料。傳統(tǒng)廢包材的回收通常采用人工操作，用特定剪刀，剪開包裝袋，將藥物回收，工作效率低。本設(shè)備的設(shè)計思路是受到剪切原理的啟發(fā)，采用兩根軸上交錯排列的齒型刀片相對反向運動，形似多組剪刀，沖擊、剪切、碾壓包材，達到破壞包裝的目的。撕碎的包裝材料和藥粉（粒）經(jīng)落料通道和減振風琴罩，散落到振動篩選機中，通過篩選機的690次/分鐘高頻振動，經(jīng)由2層80目的精細篩網(wǎng)分料，將篩網(wǎng)上層的復合膜碎屑混合物和篩網(wǎng)下層藥物成功分離，經(jīng)由不同出料口排出、收集物料。

圖1 藥粉（粒）回收機結(jié)構(gòu)圖

整機設(shè)備由兩大部分構(gòu)成，如圖1所示，分別為包裝袋粉碎機和振動篩選機。振動篩選機為整機外購，其結(jié)構(gòu)主要由篩箱、振動器、減震彈簧底架三部分組成。篩箱及底架采用焊接結(jié)構(gòu)，堅固可靠。電動機通過三角膠帶傳動，帶動主軸按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，配在主軸上的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動中，產(chǎn)生慣性力，從而使整個機構(gòu)產(chǎn)生振動。減震彈簧底架用于支撐篩箱，并減輕傳給基礎(chǔ)的振動。粉碎機是我們設(shè)計研發(fā)的重點，設(shè)備機殼內(nèi)部與藥品接觸部分各器件均采用SUS304不銹鋼材質(zhì)制造，表面平滑，符合國家食品生產(chǎn)標準，符合FDA標準。設(shè)備投料箱處，設(shè)計為防塵料斗，有防塵蓋，蓋上開有狹長投料孔，運行時處于閉合狀態(tài)，能有效防止粉塵外溢，清潔時可打開防塵蓋安全門處理塞物。主電動機選用CH2200-25-S-G2RD馬達減速機，電機功率為2.2kw，適用電壓為三相380V 50HZ-P4。傳動形式采用同步帶傳動，刀軸傳動齒輪為一組20∶30傳動比的直齒輪套組，可使齒型刀相對反向運動形成差動關(guān)系，有利于錯齒間對包材形成剪切、撕裂操作。刀具為環(huán)型刀片，刀片直徑為φ85㎜，厚度8㎜，采用外部棱邊為刃口的90°尖齒，齒數(shù)為36齒。刀片中心為方孔，采用方軸連接，增強刀具傳動力。刀具組是采用直徑為φ50㎜，中心為25×25方孔，厚度8㎜的間隔塊串接組成的，齒位間隙誤差在0.015㎜以內(nèi)，此間隙誤差小于包材厚度，既能靈活嚙合齒位，又可避免包材碾入刀縫，塞阻運轉(zhuǎn)刀組操作。廢包袋通過齒刀沖擊、剪切、碾壓等因素綜合作用將藥袋撕裂破壞，碎包料和藥粉（粒）可直接由粉碎腔室落下，經(jīng)落料管和減振風琴罩下落至振動篩選機中，進行下一步的自動篩選工作。

二、設(shè)備運行中的故障及改進調(diào)試方案

設(shè)備樣機在調(diào)試過程中出現(xiàn)了許多運行問題，經(jīng)過多次的調(diào)整改進，使設(shè)備工作趨于完美。如故障現(xiàn)象一，刀具組在相對反向運動剪切、撕裂包材時，出現(xiàn)包材拉伸變薄，碾入配合組刀縫，造成纏繞，阻塞刀具相對運動等問題。通過反復試驗，修配改進刀具配合組件，修正齒間位配合間隙小于0.015㎜的裝配組合和提高齒面加工質(zhì)量，減小表面粗糙度等技術(shù)手段，使刀具組既能保證靈活運行，同時排除了包材碾入刀縫造成的塞阻運轉(zhuǎn)刀具的問題。

故障現(xiàn)象二，齒型刀具組相對反向運動，為增加刀齒的撕裂、剪切效果，設(shè)計選用了不同齒數(shù)比的一組直齒輪組嚙合傳動，使兩組刀具隨軸以不同轉(zhuǎn)速差動切合，達到剪切藥袋目的。刀具組轉(zhuǎn)動差動比的不同會影響到包材撕裂、剪切效果。刀具組轉(zhuǎn)動差動比過大時，會形成錯齒剪切力小，使包材滑向轉(zhuǎn)速慢的刀具組邊，浮阻在刀具組上部，不隨刀具組轉(zhuǎn)入粉碎腔落入落料通道，造成上腔阻塞。轉(zhuǎn)動差動比過小，兩刀具組轉(zhuǎn)速相近，會造成對包材撕裂力小，包材粉碎效果差，在振動篩選時，包材內(nèi)殘留藥物多，使分離效果不好。經(jīng)過設(shè)計改進，確定采用一組20∶30齒數(shù)比的直齒輪組為傳動齒輪組，由馬達減速電機通過同步帶傳動，帶動小直齒輪同軸刀具組轉(zhuǎn)動，再經(jīng)20∶30齒數(shù)比齒輪組傳動，帶動另一刀具組轉(zhuǎn)動，形成相對反向差動運轉(zhuǎn)，達到增加刀齒撕裂、剪切效果。

圖2 直齒輪組傳動

故障現(xiàn)象三，刀具組在運轉(zhuǎn)工作中，刀具相對反向差動轉(zhuǎn)動剪切、撕裂包材，被粉碎物料可直接由粉碎腔室進入落料管道排出，干燥的工作環(huán)境使部分包材碎片產(chǎn)生靜電吸附性，被囤積在刀具間粉碎腔中，隨刀具組回轉(zhuǎn)到刀具切合入料端，擁堵刀具切合入口，影響刀具正常剪切包材工作，降低篩分效率。通過對設(shè)備樣機的調(diào)整改進，設(shè)計研發(fā)出剔除囤積物隔板的梳理機構(gòu)。如圖3所示，將按刀具組間距尺寸配作的剔物隔板，安裝在刀具組下側(cè)邊，并保證有較寬裕的落料空間，被囤積在刀具間粉碎腔中的碎包材，受到固定隔板的阻擋梳理，自行滑落到落料通道中，使粉碎工作區(qū)保持通暢無阻。

圖3 剔物隔板安裝結(jié)構(gòu)

設(shè)備樣機在試運行過程中，針對設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作可控性等，進行了進一步的優(yōu)化改進，如在電機主動軸和同步傳動的從動軸上增設(shè)安裝了調(diào)整套，更方便調(diào)整主、從帶輪的平行度。改進料腔結(jié)構(gòu)，易于落料，不存阻角。調(diào)整設(shè)備部件連接剛性，減弱整機共振。設(shè)備運行中，出現(xiàn)劇烈顫動甚至導致停轉(zhuǎn)等突發(fā)情況，經(jīng)故障診斷分析，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于藥袋一次性投放過多，造成齒刀切削工作超載，情況嚴重會造成機器劇烈顫動、停轉(zhuǎn)、傳動皮帶損壞、電機燒壞，人員傷害等事故，因此要嚴格控制藥袋的投放量，實驗證明其安全投放量控制在15～25袋/次之間，投放間隔≥2秒。對設(shè)備試運行過程中檢測出的各項問題逐一進行改進和調(diào)整，使設(shè)備運行工作更加優(yōu)化合理。

三、設(shè)備研發(fā)的目的及意義

在制藥包裝生產(chǎn)過程中，由于新包材的試生產(chǎn)、更換包裝材料、熱封性不良、新包裝機試運行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會造成大量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準要求，不合格產(chǎn)品需采取藥物和包材分離、內(nèi)裝藥品必須回收處理的措施。以往的處理方式是采用人工操作的方法，用剪刀剪開包裝袋，將藥物回收。這樣的操作方式需安排多名操作人員，既費時費力，又容易造成藥品生產(chǎn)環(huán)境污染。如何降低藥物回收生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并符合藥品生產(chǎn)標準要求，是亟待解決的問題。

根據(jù)制藥行業(yè)生產(chǎn)的特殊性，研制開發(fā)出了廢包藥粉（粒）回收設(shè)備。設(shè)備研發(fā)的主要目的為采用多組齒型刀相對反向運動，將廢包裝袋剪裂，破壞的包材和藥物，經(jīng)落料通道，散落到振動篩選機中，通過篩選機的高頻振動篩網(wǎng)的精確篩濾，將碎包材和藥粉（粒）分離開來。

廢包藥粉（粒）回收機的特點：

快捷：設(shè)備處理廢包裝袋能力約為8袋/秒，即30000袋/小時。操作效率大幅度增加。

安全：設(shè)備投放廢包裝，采用開有投料口的防塵料斗，操作者在設(shè)備運轉(zhuǎn)時不會與齒型刀具等運轉(zhuǎn)零部件接觸，提高了生產(chǎn)安全性。

衛(wèi)生：設(shè)備內(nèi)部與藥物接觸的各器件，均采用SUS304不銹鋼材料制造，表面平滑，完全符合國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準，達到GMP要求。

這種自動剪切廢包，振動篩選分離，回收藥粉（粒）的設(shè)備，既能大大提高生產(chǎn)效率，降低操作人員勞動強度，又使回收藥物工作過程符合國家藥品生產(chǎn)標準，在制藥包裝生產(chǎn)中，具有廣泛的實際應用意義。

參考文獻：

[1]機械設(shè)計實用手冊編委會.機械設(shè)計實用手冊.機械工業(yè)出版社，2008

[2]G.C.科爾.制藥生產(chǎn)設(shè)備應用與車間設(shè)計.化學工業(yè)出版社， 2008（4）endprint

摘 要：在制藥包裝生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)調(diào)試、更換材料、新機試運行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會造成大量廢包裝產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準要求，廢包裝產(chǎn)品不可直接廢棄，需采取藥物和包材分離、內(nèi)裝藥品必須回收安全管理、妥善處置措施。所以應生產(chǎn)需求，研制開發(fā)了廢包藥粉（粒）回收機。

關(guān)鍵詞：設(shè)計思路 故障現(xiàn)象及改進 研發(fā)目的及意義

一、藥粉（粒）回收機設(shè)備設(shè)計思路

藥粉（粒）包裝多為袋式包裝，一般材質(zhì)為復合膜等材料。傳統(tǒng)廢包材的回收通常采用人工操作，用特定剪刀，剪開包裝袋，將藥物回收，工作效率低。本設(shè)備的設(shè)計思路是受到剪切原理的啟發(fā)，采用兩根軸上交錯排列的齒型刀片相對反向運動，形似多組剪刀，沖擊、剪切、碾壓包材，達到破壞包裝的目的。撕碎的包裝材料和藥粉（粒）經(jīng)落料通道和減振風琴罩，散落到振動篩選機中，通過篩選機的690次/分鐘高頻振動，經(jīng)由2層80目的精細篩網(wǎng)分料，將篩網(wǎng)上層的復合膜碎屑混合物和篩網(wǎng)下層藥物成功分離，經(jīng)由不同出料口排出、收集物料。

圖1 藥粉（粒）回收機結(jié)構(gòu)圖

整機設(shè)備由兩大部分構(gòu)成，如圖1所示，分別為包裝袋粉碎機和振動篩選機。振動篩選機為整機外購，其結(jié)構(gòu)主要由篩箱、振動器、減震彈簧底架三部分組成。篩箱及底架采用焊接結(jié)構(gòu)，堅固可靠。電動機通過三角膠帶傳動，帶動主軸按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，配在主軸上的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動中，產(chǎn)生慣性力，從而使整個機構(gòu)產(chǎn)生振動。減震彈簧底架用于支撐篩箱，并減輕傳給基礎(chǔ)的振動。粉碎機是我們設(shè)計研發(fā)的重點，設(shè)備機殼內(nèi)部與藥品接觸部分各器件均采用SUS304不銹鋼材質(zhì)制造，表面平滑，符合國家食品生產(chǎn)標準，符合FDA標準。設(shè)備投料箱處，設(shè)計為防塵料斗，有防塵蓋，蓋上開有狹長投料孔，運行時處于閉合狀態(tài)，能有效防止粉塵外溢，清潔時可打開防塵蓋安全門處理塞物。主電動機選用CH2200-25-S-G2RD馬達減速機，電機功率為2.2kw，適用電壓為三相380V 50HZ-P4。傳動形式采用同步帶傳動，刀軸傳動齒輪為一組20∶30傳動比的直齒輪套組，可使齒型刀相對反向運動形成差動關(guān)系，有利于錯齒間對包材形成剪切、撕裂操作。刀具為環(huán)型刀片，刀片直徑為φ85㎜，厚度8㎜，采用外部棱邊為刃口的90°尖齒，齒數(shù)為36齒。刀片中心為方孔，采用方軸連接，增強刀具傳動力。刀具組是采用直徑為φ50㎜，中心為25×25方孔，厚度8㎜的間隔塊串接組成的，齒位間隙誤差在0.015㎜以內(nèi)，此間隙誤差小于包材厚度，既能靈活嚙合齒位，又可避免包材碾入刀縫，塞阻運轉(zhuǎn)刀組操作。廢包袋通過齒刀沖擊、剪切、碾壓等因素綜合作用將藥袋撕裂破壞，碎包料和藥粉（粒）可直接由粉碎腔室落下，經(jīng)落料管和減振風琴罩下落至振動篩選機中，進行下一步的自動篩選工作。

二、設(shè)備運行中的故障及改進調(diào)試方案

設(shè)備樣機在調(diào)試過程中出現(xiàn)了許多運行問題，經(jīng)過多次的調(diào)整改進，使設(shè)備工作趨于完美。如故障現(xiàn)象一，刀具組在相對反向運動剪切、撕裂包材時，出現(xiàn)包材拉伸變薄，碾入配合組刀縫，造成纏繞，阻塞刀具相對運動等問題。通過反復試驗，修配改進刀具配合組件，修正齒間位配合間隙小于0.015㎜的裝配組合和提高齒面加工質(zhì)量，減小表面粗糙度等技術(shù)手段，使刀具組既能保證靈活運行，同時排除了包材碾入刀縫造成的塞阻運轉(zhuǎn)刀具的問題。

故障現(xiàn)象二，齒型刀具組相對反向運動，為增加刀齒的撕裂、剪切效果，設(shè)計選用了不同齒數(shù)比的一組直齒輪組嚙合傳動，使兩組刀具隨軸以不同轉(zhuǎn)速差動切合，達到剪切藥袋目的。刀具組轉(zhuǎn)動差動比的不同會影響到包材撕裂、剪切效果。刀具組轉(zhuǎn)動差動比過大時，會形成錯齒剪切力小，使包材滑向轉(zhuǎn)速慢的刀具組邊，浮阻在刀具組上部，不隨刀具組轉(zhuǎn)入粉碎腔落入落料通道，造成上腔阻塞。轉(zhuǎn)動差動比過小，兩刀具組轉(zhuǎn)速相近，會造成對包材撕裂力小，包材粉碎效果差，在振動篩選時，包材內(nèi)殘留藥物多，使分離效果不好。經(jīng)過設(shè)計改進，確定采用一組20∶30齒數(shù)比的直齒輪組為傳動齒輪組，由馬達減速電機通過同步帶傳動，帶動小直齒輪同軸刀具組轉(zhuǎn)動，再經(jīng)20∶30齒數(shù)比齒輪組傳動，帶動另一刀具組轉(zhuǎn)動，形成相對反向差動運轉(zhuǎn)，達到增加刀齒撕裂、剪切效果。

圖2 直齒輪組傳動

故障現(xiàn)象三，刀具組在運轉(zhuǎn)工作中，刀具相對反向差動轉(zhuǎn)動剪切、撕裂包材，被粉碎物料可直接由粉碎腔室進入落料管道排出，干燥的工作環(huán)境使部分包材碎片產(chǎn)生靜電吸附性，被囤積在刀具間粉碎腔中，隨刀具組回轉(zhuǎn)到刀具切合入料端，擁堵刀具切合入口，影響刀具正常剪切包材工作，降低篩分效率。通過對設(shè)備樣機的調(diào)整改進，設(shè)計研發(fā)出剔除囤積物隔板的梳理機構(gòu)。如圖3所示，將按刀具組間距尺寸配作的剔物隔板，安裝在刀具組下側(cè)邊，并保證有較寬裕的落料空間，被囤積在刀具間粉碎腔中的碎包材，受到固定隔板的阻擋梳理，自行滑落到落料通道中，使粉碎工作區(qū)保持通暢無阻。

圖3 剔物隔板安裝結(jié)構(gòu)

設(shè)備樣機在試運行過程中，針對設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作可控性等，進行了進一步的優(yōu)化改進，如在電機主動軸和同步傳動的從動軸上增設(shè)安裝了調(diào)整套，更方便調(diào)整主、從帶輪的平行度。改進料腔結(jié)構(gòu)，易于落料，不存阻角。調(diào)整設(shè)備部件連接剛性，減弱整機共振。設(shè)備運行中，出現(xiàn)劇烈顫動甚至導致停轉(zhuǎn)等突發(fā)情況，經(jīng)故障診斷分析，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于藥袋一次性投放過多，造成齒刀切削工作超載，情況嚴重會造成機器劇烈顫動、停轉(zhuǎn)、傳動皮帶損壞、電機燒壞，人員傷害等事故，因此要嚴格控制藥袋的投放量，實驗證明其安全投放量控制在15～25袋/次之間，投放間隔≥2秒。對設(shè)備試運行過程中檢測出的各項問題逐一進行改進和調(diào)整，使設(shè)備運行工作更加優(yōu)化合理。

三、設(shè)備研發(fā)的目的及意義

在制藥包裝生產(chǎn)過程中，由于新包材的試生產(chǎn)、更換包裝材料、熱封性不良、新包裝機試運行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會造成大量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準要求，不合格產(chǎn)品需采取藥物和包材分離、內(nèi)裝藥品必須回收處理的措施。以往的處理方式是采用人工操作的方法，用剪刀剪開包裝袋，將藥物回收。這樣的操作方式需安排多名操作人員，既費時費力，又容易造成藥品生產(chǎn)環(huán)境污染。如何降低藥物回收生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并符合藥品生產(chǎn)標準要求，是亟待解決的問題。

根據(jù)制藥行業(yè)生產(chǎn)的特殊性，研制開發(fā)出了廢包藥粉（粒）回收設(shè)備。設(shè)備研發(fā)的主要目的為采用多組齒型刀相對反向運動，將廢包裝袋剪裂，破壞的包材和藥物，經(jīng)落料通道，散落到振動篩選機中，通過篩選機的高頻振動篩網(wǎng)的精確篩濾，將碎包材和藥粉（粒）分離開來。

廢包藥粉（粒）回收機的特點：

快捷：設(shè)備處理廢包裝袋能力約為8袋/秒，即30000袋/小時。操作效率大幅度增加。

安全：設(shè)備投放廢包裝，采用開有投料口的防塵料斗，操作者在設(shè)備運轉(zhuǎn)時不會與齒型刀具等運轉(zhuǎn)零部件接觸，提高了生產(chǎn)安全性。

衛(wèi)生：設(shè)備內(nèi)部與藥物接觸的各器件，均采用SUS304不銹鋼材料制造，表面平滑，完全符合國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準，達到GMP要求。

這種自動剪切廢包，振動篩選分離，回收藥粉（粒）的設(shè)備，既能大大提高生產(chǎn)效率，降低操作人員勞動強度，又使回收藥物工作過程符合國家藥品生產(chǎn)標準，在制藥包裝生產(chǎn)中，具有廣泛的實際應用意義。

參考文獻：

[1]機械設(shè)計實用手冊編委會.機械設(shè)計實用手冊.機械工業(yè)出版社，2008

[2]G.C.科爾.制藥生產(chǎn)設(shè)備應用與車間設(shè)計.化學工業(yè)出版社， 2008（4）endprint

摘 要：在制藥包裝生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)調(diào)試、更換材料、新機試運行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會造成大量廢包裝產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準要求，廢包裝產(chǎn)品不可直接廢棄，需采取藥物和包材分離、內(nèi)裝藥品必須回收安全管理、妥善處置措施。所以應生產(chǎn)需求，研制開發(fā)了廢包藥粉（粒）回收機。

關(guān)鍵詞：設(shè)計思路 故障現(xiàn)象及改進 研發(fā)目的及意義

一、藥粉（粒）回收機設(shè)備設(shè)計思路

藥粉（粒）包裝多為袋式包裝，一般材質(zhì)為復合膜等材料。傳統(tǒng)廢包材的回收通常采用人工操作，用特定剪刀，剪開包裝袋，將藥物回收，工作效率低。本設(shè)備的設(shè)計思路是受到剪切原理的啟發(fā)，采用兩根軸上交錯排列的齒型刀片相對反向運動，形似多組剪刀，沖擊、剪切、碾壓包材，達到破壞包裝的目的。撕碎的包裝材料和藥粉（粒）經(jīng)落料通道和減振風琴罩，散落到振動篩選機中，通過篩選機的690次/分鐘高頻振動，經(jīng)由2層80目的精細篩網(wǎng)分料，將篩網(wǎng)上層的復合膜碎屑混合物和篩網(wǎng)下層藥物成功分離，經(jīng)由不同出料口排出、收集物料。

圖1 藥粉（粒）回收機結(jié)構(gòu)圖

整機設(shè)備由兩大部分構(gòu)成，如圖1所示，分別為包裝袋粉碎機和振動篩選機。振動篩選機為整機外購，其結(jié)構(gòu)主要由篩箱、振動器、減震彈簧底架三部分組成。篩箱及底架采用焊接結(jié)構(gòu)，堅固可靠。電動機通過三角膠帶傳動，帶動主軸按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，配在主軸上的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動中，產(chǎn)生慣性力，從而使整個機構(gòu)產(chǎn)生振動。減震彈簧底架用于支撐篩箱，并減輕傳給基礎(chǔ)的振動。粉碎機是我們設(shè)計研發(fā)的重點，設(shè)備機殼內(nèi)部與藥品接觸部分各器件均采用SUS304不銹鋼材質(zhì)制造，表面平滑，符合國家食品生產(chǎn)標準，符合FDA標準。設(shè)備投料箱處，設(shè)計為防塵料斗，有防塵蓋，蓋上開有狹長投料孔，運行時處于閉合狀態(tài)，能有效防止粉塵外溢，清潔時可打開防塵蓋安全門處理塞物。主電動機選用CH2200-25-S-G2RD馬達減速機，電機功率為2.2kw，適用電壓為三相380V 50HZ-P4。傳動形式采用同步帶傳動，刀軸傳動齒輪為一組20∶30傳動比的直齒輪套組，可使齒型刀相對反向運動形成差動關(guān)系，有利于錯齒間對包材形成剪切、撕裂操作。刀具為環(huán)型刀片，刀片直徑為φ85㎜，厚度8㎜，采用外部棱邊為刃口的90°尖齒，齒數(shù)為36齒。刀片中心為方孔，采用方軸連接，增強刀具傳動力。刀具組是采用直徑為φ50㎜，中心為25×25方孔，厚度8㎜的間隔塊串接組成的，齒位間隙誤差在0.015㎜以內(nèi)，此間隙誤差小于包材厚度，既能靈活嚙合齒位，又可避免包材碾入刀縫，塞阻運轉(zhuǎn)刀組操作。廢包袋通過齒刀沖擊、剪切、碾壓等因素綜合作用將藥袋撕裂破壞，碎包料和藥粉（粒）可直接由粉碎腔室落下，經(jīng)落料管和減振風琴罩下落至振動篩選機中，進行下一步的自動篩選工作。

二、設(shè)備運行中的故障及改進調(diào)試方案

設(shè)備樣機在調(diào)試過程中出現(xiàn)了許多運行問題，經(jīng)過多次的調(diào)整改進，使設(shè)備工作趨于完美。如故障現(xiàn)象一，刀具組在相對反向運動剪切、撕裂包材時，出現(xiàn)包材拉伸變薄，碾入配合組刀縫，造成纏繞，阻塞刀具相對運動等問題。通過反復試驗，修配改進刀具配合組件，修正齒間位配合間隙小于0.015㎜的裝配組合和提高齒面加工質(zhì)量，減小表面粗糙度等技術(shù)手段，使刀具組既能保證靈活運行，同時排除了包材碾入刀縫造成的塞阻運轉(zhuǎn)刀具的問題。

故障現(xiàn)象二，齒型刀具組相對反向運動，為增加刀齒的撕裂、剪切效果，設(shè)計選用了不同齒數(shù)比的一組直齒輪組嚙合傳動，使兩組刀具隨軸以不同轉(zhuǎn)速差動切合，達到剪切藥袋目的。刀具組轉(zhuǎn)動差動比的不同會影響到包材撕裂、剪切效果。刀具組轉(zhuǎn)動差動比過大時，會形成錯齒剪切力小，使包材滑向轉(zhuǎn)速慢的刀具組邊，浮阻在刀具組上部，不隨刀具組轉(zhuǎn)入粉碎腔落入落料通道，造成上腔阻塞。轉(zhuǎn)動差動比過小，兩刀具組轉(zhuǎn)速相近，會造成對包材撕裂力小，包材粉碎效果差，在振動篩選時，包材內(nèi)殘留藥物多，使分離效果不好。經(jīng)過設(shè)計改進，確定采用一組20∶30齒數(shù)比的直齒輪組為傳動齒輪組，由馬達減速電機通過同步帶傳動，帶動小直齒輪同軸刀具組轉(zhuǎn)動，再經(jīng)20∶30齒數(shù)比齒輪組傳動，帶動另一刀具組轉(zhuǎn)動，形成相對反向差動運轉(zhuǎn)，達到增加刀齒撕裂、剪切效果。

圖2 直齒輪組傳動

故障現(xiàn)象三，刀具組在運轉(zhuǎn)工作中，刀具相對反向差動轉(zhuǎn)動剪切、撕裂包材，被粉碎物料可直接由粉碎腔室進入落料管道排出，干燥的工作環(huán)境使部分包材碎片產(chǎn)生靜電吸附性，被囤積在刀具間粉碎腔中，隨刀具組回轉(zhuǎn)到刀具切合入料端，擁堵刀具切合入口，影響刀具正常剪切包材工作，降低篩分效率。通過對設(shè)備樣機的調(diào)整改進，設(shè)計研發(fā)出剔除囤積物隔板的梳理機構(gòu)。如圖3所示，將按刀具組間距尺寸配作的剔物隔板，安裝在刀具組下側(cè)邊，并保證有較寬裕的落料空間，被囤積在刀具間粉碎腔中的碎包材，受到固定隔板的阻擋梳理，自行滑落到落料通道中，使粉碎工作區(qū)保持通暢無阻。

圖3 剔物隔板安裝結(jié)構(gòu)

設(shè)備樣機在試運行過程中，針對設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作可控性等，進行了進一步的優(yōu)化改進，如在電機主動軸和同步傳動的從動軸上增設(shè)安裝了調(diào)整套，更方便調(diào)整主、從帶輪的平行度。改進料腔結(jié)構(gòu)，易于落料，不存阻角。調(diào)整設(shè)備部件連接剛性，減弱整機共振。設(shè)備運行中，出現(xiàn)劇烈顫動甚至導致停轉(zhuǎn)等突發(fā)情況，經(jīng)故障診斷分析，這一現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于藥袋一次性投放過多，造成齒刀切削工作超載，情況嚴重會造成機器劇烈顫動、停轉(zhuǎn)、傳動皮帶損壞、電機燒壞，人員傷害等事故，因此要嚴格控制藥袋的投放量，實驗證明其安全投放量控制在15～25袋/次之間，投放間隔≥2秒。對設(shè)備試運行過程中檢測出的各項問題逐一進行改進和調(diào)整，使設(shè)備運行工作更加優(yōu)化合理。

三、設(shè)備研發(fā)的目的及意義

在制藥包裝生產(chǎn)過程中，由于新包材的試生產(chǎn)、更換包裝材料、熱封性不良、新包裝機試運行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會造成大量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準要求，不合格產(chǎn)品需采取藥物和包材分離、內(nèi)裝藥品必須回收處理的措施。以往的處理方式是采用人工操作的方法，用剪刀剪開包裝袋，將藥物回收。這樣的操作方式需安排多名操作人員，既費時費力，又容易造成藥品生產(chǎn)環(huán)境污染。如何降低藥物回收生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，并符合藥品生產(chǎn)標準要求，是亟待解決的問題。

根據(jù)制藥行業(yè)生產(chǎn)的特殊性，研制開發(fā)出了廢包藥粉（粒）回收設(shè)備。設(shè)備研發(fā)的主要目的為采用多組齒型刀相對反向運動，將廢包裝袋剪裂，破壞的包材和藥物，經(jīng)落料通道，散落到振動篩選機中，通過篩選機的高頻振動篩網(wǎng)的精確篩濾，將碎包材和藥粉（粒）分離開來。

廢包藥粉（粒）回收機的特點：

快捷：設(shè)備處理廢包裝袋能力約為8袋/秒，即30000袋/小時。操作效率大幅度增加。

安全：設(shè)備投放廢包裝，采用開有投料口的防塵料斗，操作者在設(shè)備運轉(zhuǎn)時不會與齒型刀具等運轉(zhuǎn)零部件接觸，提高了生產(chǎn)安全性。

衛(wèi)生：設(shè)備內(nèi)部與藥物接觸的各器件，均采用SUS304不銹鋼材料制造，表面平滑，完全符合國家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標準，達到GMP要求。

這種自動剪切廢包，振動篩選分離，回收藥粉（粒）的設(shè)備，既能大大提高生產(chǎn)效率，降低操作人員勞動強度，又使回收藥物工作過程符合國家藥品生產(chǎn)標準，在制藥包裝生產(chǎn)中，具有廣泛的實際應用意義。

參考文獻：

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[2]G.C.科爾.制藥生產(chǎn)設(shè)備應用與車間設(shè)計.化學工業(yè)出版社， 2008（4）endprint