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(jī)試運(yùn)行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會(huì)造成大量廢包裝產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)生產(chǎn)需求，研制開發(fā)了廢包藥粉（粒）回收機(jī)。

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

一、藥粉（粒）回收機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)思路

藥粉（粒）包裝多為袋式包裝，一般材質(zhì)為復(fù)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(jì)思路是受到剪切原理的啟發(fā)，采用兩根軸上交錯(cuò)排列的齒型刀片相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)，形似多組剪刀，沖擊、剪切、碾壓包材，達(dá)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(fēng)琴罩，散落到振動(dòng)篩選機(jī)中，通過篩選機(jī)的690次/分鐘高頻振動(dòng)，經(jīng)由2層80目的精細(xì)篩網(wǎng)分料，將篩網(wǎng)上層的復(fù)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(jī)結(jié)構(gòu)圖

整機(jī)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(jī)和振動(dòng)篩選機(jī)。振動(dòng)篩選機(jī)為整機(jī)外購(gòu)，其結(jié)構(gòu)主要由篩箱、振動(dòng)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(jiān)固可靠。電動(dòng)機(jī)通過三角膠帶傳動(dòng)，帶動(dòng)主軸按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，配在主軸上的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動(dòng)中，產(chǎn)生慣性力，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。減震彈簧底架用于支撐篩箱，并減輕傳給基礎(chǔ)的振動(dòng)。粉碎機(jī)是我們?cè)O(shè)計(jì)研發(fā)的重點(diǎn)，設(shè)備機(jī)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(guó)家食品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，符合FDA標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備投料箱處，設(shè)計(jì)為防塵料斗，有防塵蓋，蓋上開有狹長(zhǎng)投料孔，運(yùn)行時(shí)處于閉合狀態(tài)，能有效防止粉塵外溢，清潔時(shí)可打開防塵蓋安全門處理塞物。主電動(dòng)機(jī)選用CH2200-25-S-G2RD馬達(dá)減速機(jī)，電機(jī)功率為2.2kw，適用電壓為三相380V 50HZ-P4。傳動(dòng)形式采用同步帶傳動(dòng)，刀軸傳動(dòng)齒輪為一組20∶30傳動(dòng)比的直齒輪套組，可使齒型刀相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)形成差動(dòng)關(guān)系，有利于錯(cuò)齒間對(duì)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(qiáng)刀具傳動(dòng)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(yùn)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(fēng)琴罩下落至振動(dòng)篩選機(jī)中，進(jìn)行下一步的自動(dòng)篩選工作。

二、設(shè)備運(yùn)行中的故障及改進(jìn)調(diào)試方案

設(shè)備樣機(jī)在調(diào)試過程中出現(xiàn)了許多運(yùn)行問題，經(jīng)過多次的調(diào)整改進(jìn)，使設(shè)備工作趨于完美。如故障現(xiàn)象一，刀具組在相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)剪切、撕裂包材時(shí)，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(duì)運(yùn)動(dòng)等問題。通過反復(fù)試驗(yàn)，修配改進(jìn)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(yùn)行，同時(shí)排除了包材碾入刀縫造成的塞阻運(yùn)轉(zhuǎn)刀具的問題。

故障現(xiàn)象二，齒型刀具組相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)，為增加刀齒的撕裂、剪切效果，設(shè)計(jì)選用了不同齒數(shù)比的一組直齒輪組嚙合傳動(dòng)，使兩組刀具隨軸以不同轉(zhuǎn)速差動(dòng)切合，達(dá)到剪切藥袋目的。刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)比的不同會(huì)影響到包材撕裂、剪切效果。刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)比過大時(shí)，會(huì)形成錯(cuò)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(dòng)差動(dòng)比過小，兩刀具組轉(zhuǎn)速相近，會(huì)造成對(duì)包材撕裂力小，包材粉碎效果差，在振動(dòng)篩選時(shí)，包材內(nèi)殘留藥物多，使分離效果不好。經(jīng)過設(shè)計(jì)改進(jìn)，確定采用一組20∶30齒數(shù)比的直齒輪組為傳動(dòng)齒輪組，由馬達(dá)減速電機(jī)通過同步帶傳動(dòng)，帶動(dòng)小直齒輪同軸刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)20∶30齒數(shù)比齒輪組傳動(dòng)，帶動(dòng)另一刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)，形成相對(duì)反向差動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到增加刀齒撕裂、剪切效果。

圖2 直齒輪組傳動(dòng)

故障現(xiàn)象三，刀具組在運(yùn)轉(zhuǎn)工作中，刀具相對(duì)反向差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)剪切、撕裂包材，被粉碎物料可直接由粉碎腔室進(jìn)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(duì)設(shè)備樣機(jī)的調(diào)整改進(jìn)，設(shè)計(jì)研發(fā)出剔除囤積物隔板的梳理機(jī)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(jī)在試運(yùn)行過程中，針對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作可控性等，進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)，如在電機(jī)主動(dòng)軸和同步傳動(dòng)的從動(dòng)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(jìn)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(jī)共振。設(shè)備運(yùn)行中，出現(xiàn)劇烈顫動(dòng)甚至導(dǎo)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(yán)重會(huì)造成機(jī)器劇烈顫動(dòng)、停轉(zhuǎn)、傳動(dòng)皮帶損壞、電機(jī)燒壞，人員傷害等事故，因此要嚴(yán)格控制藥袋的投放量，實(shí)驗(yàn)證明其安全投放量控制在15～25袋/次之間，投放間隔≥2秒。對(duì)設(shè)備試運(yùn)行過程中檢測(cè)出的各項(xiàng)問題逐一進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，使設(shè)備運(yùn)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(jī)試運(yùn)行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會(huì)造成大量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)時(shí)費(fèi)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)反向運(yùn)動(dòng)，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(dòng)篩選機(jī)中，通過篩選機(jī)的高頻振動(dòng)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(jī)的特點(diǎn)：

快捷：設(shè)備處理廢包裝袋能力約為8袋/秒，即30000袋/小時(shí)。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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)與齒型刀具等運(yùn)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(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到GMP要求。

這種自動(dòng)剪切廢包，振動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，又使回收藥物工作過程符合國(guó)家藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在制藥包裝生產(chǎn)中，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2008

[2]G.C.科爾.制藥生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用與車間設(shè)計(jì).化學(xué)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(jī)試運(yùn)行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會(huì)造成大量廢包裝產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)生產(chǎn)需求，研制開發(fā)了廢包藥粉（粒）回收機(jī)。

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

一、藥粉（粒）回收機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)思路

藥粉（粒）包裝多為袋式包裝，一般材質(zhì)為復(fù)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(jì)思路是受到剪切原理的啟發(fā)，采用兩根軸上交錯(cuò)排列的齒型刀片相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)，形似多組剪刀，沖擊、剪切、碾壓包材，達(dá)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(fēng)琴罩，散落到振動(dòng)篩選機(jī)中，通過篩選機(jī)的690次/分鐘高頻振動(dòng)，經(jīng)由2層80目的精細(xì)篩網(wǎng)分料，將篩網(wǎng)上層的復(fù)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(jī)結(jié)構(gòu)圖

整機(jī)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(jī)和振動(dòng)篩選機(jī)。振動(dòng)篩選機(jī)為整機(jī)外購(gòu)，其結(jié)構(gòu)主要由篩箱、振動(dòng)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(jiān)固可靠。電動(dòng)機(jī)通過三角膠帶傳動(dòng)，帶動(dòng)主軸按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，配在主軸上的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動(dòng)中，產(chǎn)生慣性力，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。減震彈簧底架用于支撐篩箱，并減輕傳給基礎(chǔ)的振動(dòng)。粉碎機(jī)是我們?cè)O(shè)計(jì)研發(fā)的重點(diǎn)，設(shè)備機(jī)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(guó)家食品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，符合FDA標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備投料箱處，設(shè)計(jì)為防塵料斗，有防塵蓋，蓋上開有狹長(zhǎng)投料孔，運(yùn)行時(shí)處于閉合狀態(tài)，能有效防止粉塵外溢，清潔時(shí)可打開防塵蓋安全門處理塞物。主電動(dòng)機(jī)選用CH2200-25-S-G2RD馬達(dá)減速機(jī)，電機(jī)功率為2.2kw，適用電壓為三相380V 50HZ-P4。傳動(dòng)形式采用同步帶傳動(dòng)，刀軸傳動(dòng)齒輪為一組20∶30傳動(dòng)比的直齒輪套組，可使齒型刀相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)形成差動(dòng)關(guān)系，有利于錯(cuò)齒間對(duì)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(qiáng)刀具傳動(dòng)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(yùn)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(fēng)琴罩下落至振動(dòng)篩選機(jī)中，進(jìn)行下一步的自動(dòng)篩選工作。

二、設(shè)備運(yùn)行中的故障及改進(jìn)調(diào)試方案

設(shè)備樣機(jī)在調(diào)試過程中出現(xiàn)了許多運(yùn)行問題，經(jīng)過多次的調(diào)整改進(jìn)，使設(shè)備工作趨于完美。如故障現(xiàn)象一，刀具組在相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)剪切、撕裂包材時(shí)，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(duì)運(yùn)動(dòng)等問題。通過反復(fù)試驗(yàn)，修配改進(jìn)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(yùn)行，同時(shí)排除了包材碾入刀縫造成的塞阻運(yùn)轉(zhuǎn)刀具的問題。

故障現(xiàn)象二，齒型刀具組相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)，為增加刀齒的撕裂、剪切效果，設(shè)計(jì)選用了不同齒數(shù)比的一組直齒輪組嚙合傳動(dòng)，使兩組刀具隨軸以不同轉(zhuǎn)速差動(dòng)切合，達(dá)到剪切藥袋目的。刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)比的不同會(huì)影響到包材撕裂、剪切效果。刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)比過大時(shí)，會(huì)形成錯(cuò)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(dòng)差動(dòng)比過小，兩刀具組轉(zhuǎn)速相近，會(huì)造成對(duì)包材撕裂力小，包材粉碎效果差，在振動(dòng)篩選時(shí)，包材內(nèi)殘留藥物多，使分離效果不好。經(jīng)過設(shè)計(jì)改進(jìn)，確定采用一組20∶30齒數(shù)比的直齒輪組為傳動(dòng)齒輪組，由馬達(dá)減速電機(jī)通過同步帶傳動(dòng)，帶動(dòng)小直齒輪同軸刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)20∶30齒數(shù)比齒輪組傳動(dòng)，帶動(dòng)另一刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)，形成相對(duì)反向差動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到增加刀齒撕裂、剪切效果。

圖2 直齒輪組傳動(dòng)

故障現(xiàn)象三，刀具組在運(yùn)轉(zhuǎn)工作中，刀具相對(duì)反向差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)剪切、撕裂包材，被粉碎物料可直接由粉碎腔室進(jìn)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(duì)設(shè)備樣機(jī)的調(diào)整改進(jìn)，設(shè)計(jì)研發(fā)出剔除囤積物隔板的梳理機(jī)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(jī)在試運(yùn)行過程中，針對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作可控性等，進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)，如在電機(jī)主動(dòng)軸和同步傳動(dòng)的從動(dòng)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(jìn)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(jī)共振。設(shè)備運(yùn)行中，出現(xiàn)劇烈顫動(dòng)甚至導(dǎo)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(yán)重會(huì)造成機(jī)器劇烈顫動(dòng)、停轉(zhuǎn)、傳動(dòng)皮帶損壞、電機(jī)燒壞，人員傷害等事故，因此要嚴(yán)格控制藥袋的投放量，實(shí)驗(yàn)證明其安全投放量控制在15～25袋/次之間，投放間隔≥2秒。對(duì)設(shè)備試運(yùn)行過程中檢測(cè)出的各項(xiàng)問題逐一進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，使設(shè)備運(yùn)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(jī)試運(yùn)行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會(huì)造成大量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)時(shí)費(fèi)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)反向運(yùn)動(dòng)，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(dòng)篩選機(jī)中，通過篩選機(jī)的高頻振動(dòng)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(jī)的特點(diǎn)：

快捷：設(shè)備處理廢包裝袋能力約為8袋/秒，即30000袋/小時(shí)。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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)與齒型刀具等運(yùn)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(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到GMP要求。

這種自動(dòng)剪切廢包，振動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，又使回收藥物工作過程符合國(guó)家藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在制藥包裝生產(chǎn)中，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2008

[2]G.C.科爾.制藥生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用與車間設(shè)計(jì).化學(xué)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(jī)試運(yùn)行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會(huì)造成大量廢包裝產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)生產(chǎn)需求，研制開發(fā)了廢包藥粉（粒）回收機(jī)。

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

一、藥粉（粒）回收機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)思路

藥粉（粒）包裝多為袋式包裝，一般材質(zhì)為復(fù)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(jì)思路是受到剪切原理的啟發(fā)，采用兩根軸上交錯(cuò)排列的齒型刀片相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)，形似多組剪刀，沖擊、剪切、碾壓包材，達(dá)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(fēng)琴罩，散落到振動(dòng)篩選機(jī)中，通過篩選機(jī)的690次/分鐘高頻振動(dòng)，經(jīng)由2層80目的精細(xì)篩網(wǎng)分料，將篩網(wǎng)上層的復(fù)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(jī)結(jié)構(gòu)圖

整機(jī)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(jī)和振動(dòng)篩選機(jī)。振動(dòng)篩選機(jī)為整機(jī)外購(gòu)，其結(jié)構(gòu)主要由篩箱、振動(dòng)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(jiān)固可靠。電動(dòng)機(jī)通過三角膠帶傳動(dòng)，帶動(dòng)主軸按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，配在主軸上的偏心質(zhì)量在轉(zhuǎn)動(dòng)中，產(chǎn)生慣性力，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。減震彈簧底架用于支撐篩箱，并減輕傳給基礎(chǔ)的振動(dòng)。粉碎機(jī)是我們?cè)O(shè)計(jì)研發(fā)的重點(diǎn)，設(shè)備機(jī)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(guó)家食品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，符合FDA標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備投料箱處，設(shè)計(jì)為防塵料斗，有防塵蓋，蓋上開有狹長(zhǎng)投料孔，運(yùn)行時(shí)處于閉合狀態(tài)，能有效防止粉塵外溢，清潔時(shí)可打開防塵蓋安全門處理塞物。主電動(dòng)機(jī)選用CH2200-25-S-G2RD馬達(dá)減速機(jī)，電機(jī)功率為2.2kw，適用電壓為三相380V 50HZ-P4。傳動(dòng)形式采用同步帶傳動(dòng)，刀軸傳動(dòng)齒輪為一組20∶30傳動(dòng)比的直齒輪套組，可使齒型刀相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)形成差動(dòng)關(guān)系，有利于錯(cuò)齒間對(duì)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(qiáng)刀具傳動(dòng)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(yùn)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(fēng)琴罩下落至振動(dòng)篩選機(jī)中，進(jìn)行下一步的自動(dòng)篩選工作。

二、設(shè)備運(yùn)行中的故障及改進(jìn)調(diào)試方案

設(shè)備樣機(jī)在調(diào)試過程中出現(xiàn)了許多運(yùn)行問題，經(jīng)過多次的調(diào)整改進(jìn)，使設(shè)備工作趨于完美。如故障現(xiàn)象一，刀具組在相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)剪切、撕裂包材時(shí)，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(duì)運(yùn)動(dòng)等問題。通過反復(fù)試驗(yàn)，修配改進(jìn)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(yùn)行，同時(shí)排除了包材碾入刀縫造成的塞阻運(yùn)轉(zhuǎn)刀具的問題。

故障現(xiàn)象二，齒型刀具組相對(duì)反向運(yùn)動(dòng)，為增加刀齒的撕裂、剪切效果，設(shè)計(jì)選用了不同齒數(shù)比的一組直齒輪組嚙合傳動(dòng)，使兩組刀具隨軸以不同轉(zhuǎn)速差動(dòng)切合，達(dá)到剪切藥袋目的。刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)比的不同會(huì)影響到包材撕裂、剪切效果。刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)比過大時(shí)，會(huì)形成錯(cuò)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(dòng)差動(dòng)比過小，兩刀具組轉(zhuǎn)速相近，會(huì)造成對(duì)包材撕裂力小，包材粉碎效果差，在振動(dòng)篩選時(shí)，包材內(nèi)殘留藥物多，使分離效果不好。經(jīng)過設(shè)計(jì)改進(jìn)，確定采用一組20∶30齒數(shù)比的直齒輪組為傳動(dòng)齒輪組，由馬達(dá)減速電機(jī)通過同步帶傳動(dòng)，帶動(dòng)小直齒輪同軸刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)20∶30齒數(shù)比齒輪組傳動(dòng)，帶動(dòng)另一刀具組轉(zhuǎn)動(dòng)，形成相對(duì)反向差動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到增加刀齒撕裂、剪切效果。

圖2 直齒輪組傳動(dòng)

故障現(xiàn)象三，刀具組在運(yùn)轉(zhuǎn)工作中，刀具相對(duì)反向差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)剪切、撕裂包材，被粉碎物料可直接由粉碎腔室進(jìn)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(duì)設(shè)備樣機(jī)的調(diào)整改進(jìn)，設(shè)計(jì)研發(fā)出剔除囤積物隔板的梳理機(jī)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(jī)在試運(yùn)行過程中，針對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作可控性等，進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化改進(jìn)，如在電機(jī)主動(dòng)軸和同步傳動(dòng)的從動(dòng)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(jìn)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(jī)共振。設(shè)備運(yùn)行中，出現(xiàn)劇烈顫動(dòng)甚至導(dǎo)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(yán)重會(huì)造成機(jī)器劇烈顫動(dòng)、停轉(zhuǎn)、傳動(dòng)皮帶損壞、電機(jī)燒壞，人員傷害等事故，因此要嚴(yán)格控制藥袋的投放量，實(shí)驗(yàn)證明其安全投放量控制在15～25袋/次之間，投放間隔≥2秒。對(duì)設(shè)備試運(yùn)行過程中檢測(cè)出的各項(xiàng)問題逐一進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，使設(shè)備運(yùn)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(jī)試運(yùn)行、生產(chǎn)操作失誤等原因，會(huì)造成大量不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。根據(jù)國(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(fèi)時(shí)費(fèi)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)反向運(yùn)動(dòng)，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(dòng)篩選機(jī)中，通過篩選機(jī)的高頻振動(dòng)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(jī)的特點(diǎn)：

快捷：設(shè)備處理廢包裝袋能力約為8袋/秒，即30000袋/小時(shí)。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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)與齒型刀具等運(yùn)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(guó)家藥品衛(wèi)生生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到GMP要求。

這種自動(dòng)剪切廢包，振動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，又使回收藥物工作過程符合國(guó)家藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在制藥包裝生產(chǎn)中，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2008

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