昆明理工大学
《包装机械》课程论文
泡罩包装机
姓 名： 钟家连
学 号： [1**********]5
学 院： 机电工程学院
专 业： 包装工程专业
年 级： 2012
指导教师： 何祖顺
年 月 日
摘要
本文阐述了泡罩包装、泡罩包装机的定义及分类，及常见三种泡罩包装机的工作原理和所用材料。最后详述了板辊式铝塑自动泡罩包装机结构、工作原理及主要装置。
关键词：泡罩包装；板辊式；工作原理；主要装置
目 录
摘要…………………………………………………………………………（I ）
一、概述……………………………………… （１）
（一）泡罩包装定义……………………………（1）
（二）泡罩包装机定义„„„„„„„„„…………（1）
（三）泡罩包装机分类„„„„„„„„„…………（1）
二、泡罩包装机主要装置………………………………………… （1）
（一）步进装置………………………………………（1）
（二）成型装置………………………………………（3）
（三）冲切装置………………………………………（3）
三、板辊式铝塑泡罩包装机……………………………………… （4）
（一）机械结构和工作原理………………………………………（4）
（二）传动系统………………………………………（11）
（三）气动系统………………………………………（12） 参考文献………………………………………………（13）
一、 概述
（一） 泡罩包装定义
泡罩包装又称水眼泡包装，简称为PTP(press though packaging)，是药品包装的主要形式之一，适用于片剂、胶囊、栓剂、丸剂等固体制剂药品、非黏性食品及一些电子产品的机械化包装。泡罩包装是将产品封合在透明塑料薄片形成的泡罩与底板（用纸板、塑料薄膜或薄片，铝箔或他们的复合材料制成）之间的一种包装方法。泡罩包装最初主要用于药品包装。现在除了药品片剂、胶囊栓剂等医药产品的包装外，泡罩包装还广泛应用于食品、化妆品、玩具、礼品、工具和机电零配件的销售包装。
（二） 泡罩包装机定义
泡罩包装机是以透明塑料薄膜或薄片形成泡罩，用热封合，粘合等方法将产品封合在泡罩与底板之间的机器。药用铝塑泡罩包装机又称热塑成型泡罩包装机，用来包装各种几何形状的口服固体药品—平素片、糖衣片、胶囊、滴丸等。药品泡罩包装机是将塑料硬片加热、成型、药品充填，与铝箔热封合、打字(批号) 、压断裂线、冲裁和输送等多种功能在同一台机器上完成的高效包装机械。
（三） 泡罩包装机分类
我国自行设计的铝塑泡罩包装机分为平板式铝塑泡罩包装机、辊筒式铝塑泡罩包装机、板辊式铝塑泡罩包装机3类。
1. 平板式铝塑泡罩包装机
该机是将无毒PVC 卷料连续板式加热、连续板式正压吹塑成形、连续板式热封、连续打印批号和冲切的全自动包装机械。特点：一、热封平整美观，泡罩挺扩；二、模具加工容易，成本较低；三、可包装较大几何尺寸的产品；四、行程可调，更换模具零件较少。缺点：一是调整麻烦，在生产时有不同步现象；二是较浪费材料；三是热和面积较大，三是各工位的凸轮、辊轮磨损较快，且更换不方便，使用时间长，噪声会增大。
其工作原理是 PVC 片通过预热装置预热软化，在成型装置中吹入高压空气或先以冲头预成型再加高压空气成型泡窝，PVC 泡窝片通过上料机时自动充填药品于泡窝内，在驱动装置作用下进入热封装置，使得 PVC片与铝箔在一定温度和压力下封合，最后由冲裁装置冲剪成规定尺寸的板块。
该包装机使用PVC 片材宽度有170mm 和210mm 等，PVC 泡窝片运行速度最高可达2m ／min ，最高冲裁次数30次／min ，各工位都是间歇运动。热封合是上下模具平面接触，为了保证封合质量，要有足够的温度和压力以及封合时间，所以平板式泡罩包装机不易实现高速运转，热封消耗功率较大，封合牢固程度不如滚式封合效果好，适用于中小批量药品包装和特殊形状物品包装。平板式泡罩包装机最大特点是泡窝拉伸比大，泡窝深度可达35mm ，满足了大蜜丸、医疗器械等的包装需要。
2. 辊筒式铝塑泡罩包装机
该机是将无毒PVC 卷料连续辊式贴体加热、连续辊式真空吸塑成形、连续辊式热封、连续打印批号和冲切的全自动包装机械。特点：一是采用连续辊式贴体加热，热传递均匀迅速，较低温就可成形良好，因此对PVC 包装材料有较强的适用性，一般不会出现PVC 材料拉窄和吸漏现象；而是采用辊式连续热封，热封压力较低，且网纹辊表面加工成交叉网状，密封效果好；三是除冲切工位（曲柄连杆机构）往复运动外，其他部位均为连续旋转运动，因此工作平稳，故障率低，维修方便；四是结构简单，调整方便，价格较低。缺点：对加热辊和吸塑辊的平行度及径向跳动要求较高，一般径跳不超过0.05mm ，否则PVC 成形后将出现翘曲现象，热封后板面不平。
其工作原理是卷筒上的PVC 片穿过导向辊，利用辊筒式成型模具的转动将 PVC 片匀速放卷，半圆弧形加热器对紧贴于成型模具上的 PVC 片进行加热软化，成型模具上的泡窝孔转动到适当的位置与机器的真空系统相通，将已软化的PVC 片瞬时吸塑成型。成型的 PVC 片通过料斗或上料机时，药片充填入泡窝。连续转动的热封合装置中的主动辊表面上制有与成型模具相似孔型，主动辊拖动充有药片的 PVC 泡窝片向前移动，外表面带有网纹的热压辊压在主动辊上，利用温度和压力将盖材(铝箔) 与 PVC 片封合。封合后的 PVC 泡窝片利用一系列的导向辊，间歇运动通过打字装置时在设定的位置打出批号及生产日期，通过冲裁装置时冲切出成品板块，由输送机传送到下道工序，完成泡罩包装。该种机型的 PVC 片材宽度为 130mm 和 250mm 等，PVC 泡窝片运行速度 2.5～3.5m ／min ， 冲裁次数 28～40 次／min 。滚筒式泡罩包装机是属于真空吸塑成型，连续包装，生产效率较高；双辊滚动热封合，在封合处近似于线接触，瞬间封合消耗动力小，传导到药品的热量很少，而且封合效果好。但真空吸塑成型的泡罩壁厚不匀，不适合深泡窝成型。该包装机具有结构简单、操作维修方便等优点，适合于同一品种大批量包装作业，主要用来包装各种规格的糖衣片、素片、胶囊、胶丸等固体口服药品。
3. 板辊式铝塑泡罩包装机
该机是将无毒PVC 卷料连续板式加热、连续板式正压吹塑成形、连续辊式热封、连续打印批号和冲切的全自动包装机械。特点：一是具有板式正压吹塑成形和辊式热封的优点；二是同步性能好，便于调整，操作简单，维修方便。
滚板式泡罩包装机是综合了滚筒式和平板式包装机的优点，克服了两种机型的不足。它采用平板式成型模具，压缩空气成型，使得成型泡罩的壁厚均匀、坚固，适合于各种药品包装。滚筒式连续封合时PVC 片和铝箔在封合处为线接触，在较低的压力下可以获得理想的封合效果。有高速运转的打字、打孔(断裂线) 和无横边废料冲裁机构。因此，滚板泡罩包装机 具有高效率、节省包装材料、泡罩质量好等特点。整机是由送塑机构、加热部分、成型部分、步进机构、充填台、上料机、热封部分、打字、压断裂线部分、冲裁机构、盖材机构、气动系统、冷却系统、电控系统、传动机构和机架15个部分组成。
二、泡罩包装机主要装置
（一）步进装置
能实现进给运动的机构很多。如棘轮机构、槽轮机构、连杆机构、凸轮机构等。下面就各种机构逐一地加以论述。
1. 凸轮、连杆复合机构
在凸轮、连杆复合机构中，凸轮又分为平面凸轮和端面凸轮两种形式。
1．1 平面凸轮、连杆复合机构对于类似DPB2lOA 箱式结构板式泡罩包装机而言，一般采用如图l 所示的结构形式，即由凸轮、摆杆组成的复合结构。当主轴带动凸轮做连续旋转运动时。摆臂在凸轮的作用下带动轴I 沿着圆周方向做一定角度的间歇摆动，并将这个间歇摆动通过链轮I 、链轮Ⅱ传至摆杆。使摆杆做一定角度的间歇摆动，摆杆又通过连杆带动气夹I 沿导向杆做间歇往复运动，即进给运动。进给距离的大小根据板块尺寸的不同是可调的。即调节调整座到轴Ⅱ之间的距离。
图l 步进装置结构简图
l 一气夹Ⅱ 2一气夹I 3一连杆4一摆杆5一调整座 6一凸轮7一主轴8一摆臂9一轴I lO一链轮I ll一链轮Ⅱ 12一轴Ⅱ 13一导向杆
1．2 端面凸轮、连杆复合机构
其中滚轮的轴用螺母固定在摆杆I 上。滚轮能绕滚轮轴转动。当端面凸轮做连续回转运动时。摆杆I 在凸轮的作用下做一定角度的摆动运动。摆杆I 的摆动又通过滚轮带动摆杆Ⅱ做一定角度的摆动运动。从而推动动夹持做直线往复运动，即进给运动。进给的距离靠调整杆的安装位置来调整。端面凸轮、连杆复合机构在DPB250板式机的进给装置中得到了很好的应用。
2棘轮机构
棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动：当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转，常在固定构件上加装止逆棘爪。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。对于类似DPTl30辊板式泡罩包装机而言。进给装置是采用棘轮机构来实现的。棘轮机构是由棘轮、棘爪、摇杆、曲柄等组成。为了使运动可靠，
棘爪上 装有很小的弹簧。以使它始终紧贴于棘轮齿面上。曲柄转动推动摇杆同方向摆动。棘爪随着推动棘轮转过一个齿，然后摇杆返回。为推动下一个齿做好准备。这种机构的特点是运动可靠，结构比较简单，行程可以调节。但高速时有冲击和噪音。棘轮机构有如下缺点：①驱动杆只能向一个方向摆动时驱动棘轮；②棘轮只能单向运动；③棘轮的转角必须是相邻两齿所夹中心角的倍数，也就是说，棘轮的转角不能连续改变(称为有级改变) ；④驱动杆回摆时，驱动棘爪在棘轮齿背上滑过，因而存在噪声。
3．槽轮机构
对于类似DPAl30A 辊式泡罩包装机来讲, 进给装置是采用槽轮机构来实现的。槽轮机构又称为马尔他机构。它由滚轮、拨盘和具有径向槽的从动槽轮组成。槽轮机构结构简单。工作可靠，在进入和退出啮合时。槽轮的运动要比棘轮的运动较为平稳。但由于槽轮每次转过的角度与槽轮的槽数有关。要改变其转角的大小，必须更换具有相应槽数的槽轮，所以槽轮机构多用来实现不需要经常调整转动角度的转位运动。此外，因槽轮的槽数不能过多，故槽轮的转角较大，当要求问歇转动的转角很小时。则不宜使用槽轮机构。槽轮机构一般应用于转速较高，要求间歇地转动一定角度的分度装置中。但是由于槽轮转动过程中有较大的角加速度。因此不宜用于转速过高的场合。尤其是从动系统的转动惯性量较大时，将引起较大的惯性力矩。槽轮机构在DPAl30A 泡罩包装机的进给装置中得到了很好的应用。
4. 链条传动及其他结构
对于普通类型的包装机，成型膜的进给一般采用棘轮、槽轮、凸轮、连杆等机构来实现，而DB420A 多功能包装机的成型膜进给装置与众不同。它由电机带动两条平行的链子向前传动，两条链子的内侧附有弹簧夹紧机构用以夹紧成型膜片。这样电机带动链子向前传动的同时。完成了成型膜的向前进给运动。
（二）成型装置
成型装置是板式机的重要装置。泡罩成形是利用冲模和气体压力的复合运动或直接用气体压力成型完成。当下模在凸轮作用下上升到高点时（即上模与下模合模时），冲模在气缸作用下，对受热软化的薄膜进行冲压，并在接近下模（凹模）底部时，打开换向阀使压缩空气进入模腔内，在气体压力下，使 PVC片紧贴在凹模上完成成型。随后下模下降，退料钉迫使成型后的泡罩脱离下模。合模压力依靠碟形弹簧来调整。转动手柄，通过一对锥齿轮副及丝杆、丝母的传动，使成型装置在导轨上实现纵向移动，达到同步调节
（二）冲切装置
冲切装置是泡罩包装机械中的最后一道工作程序。是把封合、打印好的成型膜片按预定的数量和排列形式冲切成板块的装置。从传动上看，主要有两种形式，一种是凹模固定，凸模运动，完成冲切过程。另一种与之相反。从冲切的结果看，分为有横边冲切和无横边冲切。有横边冲切即冲切下来的废料有横边。需要收废料装置。板块的四个圆角相同。无横边冲切即冲切下来的废料没有横边。纵向废
料边被切刀切碎。板块的四个圆角不一样．因为冲切时没有横边，板块是一个接一个冲切下来的。板块的四个圆角若相同，步进距离稍有误差。就会出现羊角。影响板块的美观，造成废品率高。所以要清除羊角，应该把凸凹模四个相等的圆角改成下边两个大于上边两个。这样在冲切时把形成的羊角部位切掉。保持了板块外观的完美。凸凹模一般采用高碳合金工具钢，这种材料热处理后变形小，硬度高，HRc58—60，最适合制作切刀和冲裁的凸凹模。
DPHl90冲裁装置如下图所示为DPHl90泡罩包装机的冲裁机构，凸模通过螺钉与固定座板连在一起。凹模、上连接板、导柱组成一个整体。彼此之间没有相对运动。曲轴通过连杆带动凹模做上、下往复运动，来完成板块的冲切。
图2 DPHl90冲裁装置
1一关节轴承2一内凸轮3一直线轴承4一曲轴5一导柱 6一固定座板7一连杆8一上连接板9一弹簧 10一退废料板 1l一凹模 12一凸模 13一推料杆
三、 DPH-130板辊式铝塑泡罩包装机
（一）机械结构和工作原理
1. PVP放卷（见图3）
聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP ，是一种非离子型高分子化合物，是N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色，且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类，工业级、医药级、食品级3种规格，相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品，并以其优异独特的性能获得广泛应用。
（1）放卷辊由电机带动运转，压辊紧压在放卷辊上，由于夹持步进的作用使PVP 逐渐减少，从而将摆杆抬起，凸轮组也相应旋转一个角度，是微动开关控制电机的开启和停止。
（2）调整两个凸轮的交错位置，可延长或减少点击的运转时间（即PVP 放出的多少）。
（3）左右移动配重块，使摆杆右端重量略大于配重块的重量。
图3 PVP放卷示意图
1. PVP 卷 2.导辊 3.限位板 4.摆杆 5.限位辊 6.托杆 7.凸轮组8. 配重块 9.
微动开关 10.压辊 11.放卷辊 12.导辊 13.限位辊
2． PVP成型（见图4）
（1）成型模：模具上的孔窝依所包药品而设计，孔窝底部有排气孔， 模具上装有退料钉，使成型后的PVP 与模具脱开。
（2）吹模：模具上层位吹气孔道，下层为冷却水道。
（3）吹模底面导位键定位，不作调整。
（4）安装成型模时，模具右侧面应与吹模右侧面对齐，且成型模与大板要平行。
（5）分别调节平衡压力调压阀和成型压力调压阀，使平衡压力位 0.45-0.5Mpa。
图4 PVP成型示意图
1. 成型模 2.吹气孔道 3冷却水道
3. 夹持步进（见图5）
（1）夹持步进有两对气缸，一对安装在支架的托板上，不运动（定夹持），一对安装在滑动座得托板上，作往复间歇运动。
（2）根据PVC 宽度，分别调整没对气缸之间的距离，使其能夹住PVC 两侧边，且PVC 中心至大板150mm 。
（3）加热板右侧的停车夹持气缸的调整方法同上述方法。
（4）夹持步进距离需变化时，可对丝杆和滑块位置进行调整。
图5 夹持步进示意图
1. 丝杠 2.滑块 3.摆杆 4.定夹持 5.滑动轴 6.动夹持
（5）平台主动辊直径发生变化时，需对平台高度进行调整。将平台底下的支座进行调整，是平台上的平面与主动辊外径同高。
图6平台示意图
1. 支座2. 平台3. 平台主动辊
4. PTP放卷（见图7）
药品的铝塑料泡罩包装又称水包眼包装，英文名为“Press Through Package ”，简称“PTP ”包装
（1）分别调整内、外锥套的位置，使其将PTP 膜孔顶紧。
（2）旋转外端把手，是轴筒向里（或向外）移动，PTP 中心至大板150mm 。
（3）调整刹车轮的制动力达最佳状态。
（4）调整配重块位置，使PTP 张力适合。
图7 PTP放卷示意图
1. 刹车轮 2.内锥套 3.原丝4. 外锥套5. 压紧套6. 扳手7. 把手8. 配重块9. 螺母
10. 摆杆
5. 热封合(图8)
（1）热压辊内装有8支并联的加热管，设定温度为2600℃-2800℃, 封合压力为0.4-0.45Mpa 。热压辊安装于支架上，支架轴穿在支撑轴的轴套内，支承轴的另一端安装摆臂与气缸连接。当气缸活塞杆伸出时，热压辊落下，压在主动辊上，压力的大小可通过调节热压力调压阀来实现；调节气缸上的单向节流阀，使热压辊落下时不与主动辊产生冲撞；调节支架上的调节螺栓，使热压辊与主动辊接触处为一条直线。
（2）主动辊：主动辊上有孔窝，PVC 上的泡罩与孔窝相吻合，主动辊转动时靠泡罩拉动PVC 前进。
图8热封和示意图
1. 主动辊 2.热压辊3. 支架轴4. 螺栓5. 调节压力阀6. 支撑轴
6. 拉模辊（见图9）
冲模一般为落料冲孔，拉模一般为拉深成型（不落料）。穿膜片时先松开锁紧螺母，旋转把手使压辊离开拉膜辊，膜片穿入后再旋紧把手和锁紧螺母，是压
辊紧压在拉膜辊上。
图9拉膜辊调整示意图
1．膜辊 2.档圈 3.螺栓 4.压辊 5.滑座6. 锁紧螺母7. 把手
7. 导向装置（见图10）
（1）依PVC 上泡罩排列的宽度，调整导向块在支座上的位置。靠泡罩进行导向，使PVC 中心距大板150mm ，是打字压印在板块的左右方向不偏移。
（2）调整压紧辊支座的位置，使压紧辊紧压在导向块上，使打字压印是膜片不上下窜动。
图10导向装置调整示意图
1. 压紧辊2. 导向块3. 定位
8. 打字压印（见图11）
（1）依泡罩在PVC 上排列的宽度，调整导轮间的距离，靠泡罩导向，是PVC 中心距大板150mm 。上下方向调整滑块的位置，是打字压印在板块上下方向的正确位置。
（2）分别调整打字调整板上的顶丝是字码清晰压痕深浅一致。
（3）打字压印温度设定在1500℃ -1800℃。
图11打字压印位置调整示意图
1. 打字调整板2. 顶丝3. 把和螺栓4. 压印调整板5. 把手6. 锁紧螺母7. 滑块8. 调
整辊
9. 步进辊
（1）左右方向移动支板得位置，是步进辊外径与冲裁上的导辊板相切，松开支板上的把合螺栓，旋转调整螺杆，使步进辊在左右方向移动—）。膜片在向下方向运动时无卡滞现象，再紧固支板上的把合螺栓。
（2）旋转调节螺母，是刹车轮制动力达最佳状态，步进辊只许向前间歇转动，不许向后倒转。
10. 冲裁
（1）冲裁主要有凸模，明模，横切刀，刀膜板，倒料板等组成，驱动轴往复一次冲裁一次板块，同时将废料边切碎。
（2）冲裁为无横边冲裁，板块的下角R 值略大些，避免板块下角出现羊角。入要求板块四角一致时，则需有很废料边料。
（二）、 传动系统
1. 传动原理
（1）减速机转一周，冲裁冲切一次，打字压印一次，主动辊转1／6周，成型1／2次，拉膜辊转1／3周，此时主动辊圆周上排六板，成型膜纵排2板。
（2）当成型凸轮有低点向高点转动时摆杆下端向左摆动，使夹持步进链轮逆时
针转动，动夹持向前运动。反之，凸轮由高点向低点转动时，动夹持靠弹簧拉力返回，并使滚轮始终不脱离凸轮。
2. 传动系统的调整
（1）调整挂链条的调整架上的螺杆长度，可改变夹持步进机构中的摆杆初始位置（一般处于水平状态）。
（2）调整弹簧的拉力，使动加持前进时平稳，返回时迅速，并使滚轮与凸轮始终接触。
（3）间歇步进机构中连杆或曲柄的长度可是棘爪的初始位置发生变化，使冲裁冲切出符合要求的板块。
（4）冲裁凸膜向前运动，距凹膜20-25mm 时，棘爪拨动棘轮，使步进辊开始向冲裁传送膜片。
3. 停准位置
成型模与吹模张开20-25mm ，打字压印和冲裁张开25-30mm 。
（三）气动系统
气动系统原理图
图12气动原理示意图
1空压机2气动三联件3过滤器4二位二通电磁阀5管路调速器6调压阀7二位二通电磁阀8调压阀9二位五通电磁阀10气缸11调压阀12二位五通电磁阀13
消声器14气缸15调速阀16气缸17调速阀
气动原理：
调节加热板气缸和热封气缸上的单向节流阀，使加热板或热压辊抬起和下落时无撞击。调节调压阀，使平衡气囊压力为0.45MPa-0.5 Mpa 。成型吹气压力为0.35-0.4MPa ，热风压力为0.4-0.5Mpa 。冷风器机喷气嘴为停机时吹风，开机时停止吹风。停车吹风压力大小可以调节气路上的调速阀。加热板右侧的停机夹持气缸，挺及时夹持，开机时松开。过滤器要经常防水，防止水分进入气路中。夹持步进所用的二位五通阀，实际起二位三通作用。
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