全自动硬胶囊充填机虚拟样机的研究

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全自动胶囊充填机作为一种典型的制药设备广泛应用于药企当中,该机器能对胶囊的自动传送、播囊、充填、锁合等工序在整机上循环作业。因而运动精密性和机构之间关联性非常高,其运动学和动力学特性关系到整个机器工作性能的发挥。基于传统的设计方法已经赶不上市场发展要求,必须采用一种新的产品设计方法——虚拟样机技术,全数字化的产品开发方式,可以替代物理样机的研发和测试,减少研究成本和缩短时间,因此虚拟样机技术广泛应用于工程领域。本文正是利用虚拟样机技术对全自动硬胶囊充填机进行仿真研究。本文的主要做了以下工作:(1)在查阅了国内外大量文献资料的基础上,对设计胶囊充填机主要研究内容、国内外研究现状与发展趋势进行了全面综述,阐明了研究的重要性与意义。(2)结合丹东某企业的NJP2400胶囊充填机的结构模型,对其结构进行设计及改进,设计出本文的NJP4000(充填速度为4000粒/min)型胶囊充填机,并且利用Pro/E软件对NJP4000型充填机中的主传动系统、播囊机构、胶囊输送分度机构及剂量充填机构进行建模以及对整机进行虚拟装配和干涉检查,以此来验证NJP4000充填机结构设计的合理性。(3)本文利用Pro/E与ADAMS的接口程序Mech/Pro对整机样机模型添加约束,而后将其导入ADAMS里建立胶囊充填机的虚拟样机模型,对胶囊充填机的主要机构进行运动学和动力学分析,得出在充填过程中各个关键部件运动的特性曲线及变化,最后对整机进行仿真分析,得出在不同时刻充填过程的时间配合和主要部件是否发生干涉,以此来检测整机设计的可行性。(4)应用有限元方法对胶囊充填机主传动系统的主轴进行静力和模态分析,由于传动主轴在充填过程中起着非常重要的作用,它的变形和振动都会对充填过程有着很大影响,因此对主轴的有限元分析很有必要。本文基于虚拟样机分析的结果,将其结果在ANSYS分析中作为条件,得出相应的位移变形和应力分布,以及对主轴的模态分析,对轴的结构设计提供了依据。
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