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壓片機生產過程中的工藝過程及原理
添加時間:2017/06/02

壓片機的工藝過程及原理

沖模是壓制藥片的壓片機模具,上、下沖的工作端面形成片劑的表面形狀,中??讖郊礊樗幤闹睆?。

沖模是壓片機的主要工作元件,通常一副沖模包括上沖、中模、下沖三個零件,上下沖的結構相似,其沖頭直徑也相等,上、下沖的沖頭直徑和中模的??紫嗯浜?,可以在中??字凶杂缮舷禄瑒?,但不會存在可以泄漏藥粉的間隙。

按沖模結構形狀可劃分為圓形、異形(包括多邊形及曲線形)。沖頭端面的形狀有平面形、斜邊形、淺凹形、深凹形及綜合形等,平面形、斜邊形沖頭用于壓制扁平的圓柱體狀片劑,淺凹形用于壓制雙凸面片劑,深凹形主要壓制包衣片劑的芯片,綜合形主要用于壓制異形片劑。為了便于識別及服用藥品,在沖模端面上也可以刻制出藥品名稱、劑量及縱橫的線條等標志。壓制不同劑量的片劑,應選擇大小適宜的沖模。

壓片機的工作過程

壓片機的工作過程可以分為如下步驟:

1、下沖的沖頭部位(其工作位置朝上)由中??紫露松烊胫心?字?,封住中??椎?;

2、利用加料器向中??字刑畛渌幬?;

3、上沖的沖頭部位(其工作位置朝下)自中??咨隙寺淙胫心??,并下行一定行程,將藥粉壓制成片;

4、上沖提升出孔。下沖上升將藥片頂出中???,完成一次壓片過程;

5、下沖降到原位,準備下一次填充。

壓片機制片原理

1.劑量的控制

各種片劑有不同的劑量要求,大的劑量調節是通過選擇不同沖頭直徑的沖模來實現的。在選定沖模尺寸之后,微小的劑量調節是通過調節下沖伸入中??椎纳疃?,從而改變封底后的中??椎膶嶋H長度,達到調節???br/>
中藥物的填充體積的目的。因此,在壓片機上應具有調節下沖在??字械脑嘉恢玫臋C構,以滿足劑量調節要求。

2.藥片厚度及壓實程度控制

藥物的劑量是根據處方及藥典確定的,不可更改。為了貯運、保存和崩解時限要求,壓片時對一定劑量的壓力也是有要求的,它也將影響藥片的實際厚度和外觀。壓片時的壓力調節是必不可少的。這是通過調節上沖在??字械南滦辛縼韺崿F的。有的壓片機在壓片過程中不單有上沖下行動作,同時也可有下沖的上行動作,由上、下沖相對運動共同完成壓片過程。但壓力調節多是通過調節上沖下行量的機構來實現壓力調節與控制的。

壓片機的分類

壓片機可分為單沖壓片機和多沖旋轉式壓片機。

單沖壓片機是通過凸輪(或偏心輪)連桿機構(類似沖床的工作原理),使上、下沖產生相對運動而壓制藥片。單沖式并不一定只有一副沖模工作,也可以有兩副或更多,但多副沖模同時沖壓,由此引起機構的穩定性及可靠性要求嚴格,結構復雜,不多采用。單沖壓片機是間歇式生產,間歇加料,間歇出片,生產效率較低,適用于試驗室和大尺寸片劑生產。

多沖旋轉式壓片機是將多副沖模呈圓周狀裝置在工作轉盤上,各上、下沖的尾部由固定不動的升降導軌控制。當上、下沖隨工作轉盤同步旋轉時,又受導軌控制做軸向的升降運動,從而完成壓片過程。這時壓片機的工藝過程是連續的,連續加料、連續出片。就整機來看,受力較為均勻平穩,在正式生產中被廣泛使用。多沖旋轉式壓片機多按沖模數目來編制機器型號,如俗稱19沖、33沖壓片機等。

壓片機現狀

新型壓片機是藥物片劑生產中最重要機型。國外壓片機主要發展在智能及超微單元控制及封密條件下生產。有些甚至適用了磁粉離合器和磁粉制動器等傳動設備。沖頭數高達72沖和96沖,產量高達6972片/分。這些都是機電一體化的產品。外觀、片子質量、壓片的單位壓力都能明確顯示,對差片能自動刪除。

目前國內壓片機仿制加自制研究相結合,已生產出機電一體的高速、全程控、能自動刪片的密閉操作的72沖旋轉式壓片機、單沖壓片機和花籃式壓片機,已能滿足國內市場需求,并出口至東南亞各國。

與傳統壓片機的沖臺相比,新的沖臺組件的最重要的設備維護上的優點來自于所需的零部件數量的大大減少,所有的這些部件只有不到原來的15%,減少了糾偏環節。大大節約了貯存和部件管理以及維護保養這些零部件的費用。同時,使用新的測功機組件不需要對壓片機進行進一步的改進,也不需要新的工具,因此更換新的沖模盤并不會增加生產廠家對壓片機的依賴性。這種新的沖模盤組件符合EU和TSM的標準,因此標準的組件仍可應用。

無論是圓形的,還是異形的模腔均在這整體的臺板上直接加工出來,這種新穎結構的最大好處是:

1)原結構需要72個零件,現只需要9-15個零件。零件數大大減少,并減少丟失的可能;

2)原來中模裝配時容易產生誤差,中模緊定螺釘也是一種容易損壞的零件;

3)改變壓片產品時,更換模板速度更快;

4)改進后的結構清洗更方便;

5)傳統的中模安裝不良,會引起模具發熱,而現在則不會。

多沖旋轉壓片機

多沖旋轉壓片機的主要工作部件有:      

1.工作轉盤

2.加料機構

3.填充調節機構

4.上下沖的導軌裝置

5.壓力調節機構

工作轉盤

旋轉壓片機有一個繞豎直軸線旋轉的工作轉盤。轉盤外緣分為三層,在每層上均布加工有多個(與副數相同)同心的通孔。其上下兩層的孔直徑相同,尺寸與上下沖外徑為間隙配合。中間一層孔的直徑與中模外徑配合。中模5裝入轉盤中層的孔中,并利用中模頂絲4將中模與工作轉盤緊固一體。在工作轉盤的下層外緣,有與其緊配合一體的蝸輪2與主傳動系統中的蝸桿10相嚙合,帶動工作轉盤作旋轉運動。當工作轉盤旋轉時,也帶動上、下沖及中模作旋轉運動。在工作轉盤旋轉的同時,受各自導軌控制上、下沖在轉盤孔中作上下軸向運動,以完成壓片及出片的工作。轉盤旋轉一周共拖帶沖模經過加料機構、填充機構、壓力機構、出片機構以完成連續壓片的工藝流程。

加料機構

沖壓片機的加料機構是月形柵式加料機構,月形柵式加料器固定在機架上,工作時它相對機架不動。其下底面與固定在工作轉盤上的中模上表面保持一定間隙(約0.05~0.1mm),當旋轉中的中模從加料器下方通過時,柵格中的藥物顆粒落入??字?,彎曲的柵格板造成藥物多次填充的形式。加料器的最末一個柵格上裝有刮料板,它緊貼于轉盤的工作平面,可將轉盤及中模上表面的多余藥物刮干和帶走。月形柵式加料器多用無毒塑料或銅材鑄造而成。

加料過程:固定在機架上的料斗7將隨時向加料器布撒和補充藥粉,填充軌的作用是控制劑量,當下沖升至最高點時,使??讓χ瘟习逡院?,下沖再有一次下降,以便在刮料板刮料后,再次使??字械乃幏壅饘?。

裝有強迫式加料器的旋轉壓片機是近代發展的一種加料器,為密封型加料器,于出料口處裝有兩組旋轉刮料葉,當中模隨轉盤進入加料器的覆蓋區域內時,刮料葉迫使藥物顆粒多次填入中模??字?。這種加料器適用于高速旋轉壓片機,尤其適于壓制流動較差的顆粒物料,可提高劑量的精確度。

填充調節機構

在旋轉式壓片機上調節藥物的填充劑量主要是靠填充軌,轉動刻度調節盤4,即可帶動軸6轉動,與其固聯的蝸桿軸也轉動。蝸輪轉動時,其內部的螺紋孔使升降桿3產生軸向移動,與升降桿3固聯的填充軌也隨之上下移動,即可調節下沖在中??字械奈恢?,從而達到調節填充量的要求。

上下沖的導軌裝置

旋轉式壓片機的壓片、成型是靠上、下沖相向運動完成的。上、下沖的軸向移動則是靠上、

下沖的導軌控制的。上沖導軌可由多塊導軌拼接而成一個回形導軌盤,展開為180’,表示該機是雙出片的,另180度仍有相同的導軌,轉盤一周產出兩粒藥片。導軌盤緊固于不轉的芯軸上部,上沖的尾部縮徑處與上沖導軌的曲線凸緣接觸。上沖導軌的凸緣的截面形狀將與上沖縮徑的截面吻合,當上沖隨工作轉盤旋轉時,將受制于導軌的控制而產生軸向運動。    下沖的導軌較為簡單,鑲嵌于機架體  上,下沖靠重量及上沖的壓力壓緊在下沖  導軌面上。    根據沖模中物體的受力情況,上沖的  下行導軌按余弦曲線設計,使上沖的始、末  加速度為零,以減少沖擊作用和提高沖模  的使用壽命。當上沖在上行軌1中行走時,  壓片剛剛結束,上沖由低向高慢慢提升,逐  漸由中??字型顺?,并達最高點。當上沖  在平行軌2中開始行走時,下沖在下沖上 行軌上提升,逐步達到最高點,頂出藥片。  當上沖于下行軌3中保持在最高處時,下  沖已開始下落,其后下沖于填充軌上運行,  此間中??淄耆┞对诩恿掀鞯母采w區,  完成加料過程。當上沖達到下行軌4的控  制區,上沖逐漸下行進入中???,進行壓  片過程,此時下沖雖于最低處但始終沒有  脫離中???,故孔底始終是封住的。

壓力調節機構

在旋轉式壓片機上真正對藥物實施壓力并不是靠上沖導軌。上、下沖于加壓階段,正置于機架上的一對上、下壓輪處(此時上沖尾部脫開上沖導軌)。  

(1)偏心調節壓力機構為一種偏心調節壓力機構,上壓輪3裝在一個偏心軸5上。通過調節螺母12,改變壓縮彈簧8的壓力,并同時改變搖臂1的擺角,從而改變偏心軸5的偏心方位,以達到調節上壓輪的最低點位置,也就改變了上沖的最低點位置。當沖模所受壓力過大時,緩沖彈簧受力過大,使微動開關14動作,使機器停車,達到過載保護的作用。

另一種下壓輪偏心調節機構,當松開緊定螺釘16,利用梅花把手12旋動蝸桿軸2,轉動蝸輪14,也可改變偏心軸8的偏心方位,以達到改變下壓輪最高點位置的目的,從而調節了壓片時下沖上升的最高位置。

(2)杠桿調節壓力機構,上、下壓輪分別裝在上、下  壓輪架2、17上,菱形壓輪架的一端分別與調節機構相聯,另一端與固定支架13聯接。調節  手輪l,可改變上壓輪架的上下位置,從而調節上沖進入中??椎纳疃?。調節片厚調節手柄4  使下壓輪架上下運動,可以調節片劑厚度及硬度。壓力由壓力油缸16控制。這種加壓及壓力調節機構可保證壓力穩定增加,并在最大壓力時可保持一定時間,對顆粒物料的壓縮及空氣的排出有一定的效果,因此適用于高速旋轉壓片機。

旋轉壓片機的傳動系統

現有的各種旋轉壓片機的傳動機構大致相同,其共同點是都利用一個旋轉的工作轉盤,由工作轉盤拖帶著上、下沖,經過加料填充、壓片、出片等動作機構,并靠上、下沖的導軌和壓輪控制沖模作上下往復動作,從而壓制出各種形狀及大小的片劑藥物?,F以ZP—33型旋轉壓片機為例說明其傳動過程,工作轉盤傳動由二級皮帶和一級蝸輪蝸桿組成。電動機1帶動無級變速轉盤2轉動,由皮帶將動力傳遞給無級變速盤4,再帶動同軸的小皮帶輪5轉動。大小皮帶輪之間使用三角皮帶連接,可獲得較大速比。大皮帶輪通過摩擦離合器使傳動軸9旋轉。傳動軸裝在軸承托架內,一端裝有試車手輪11供手動盤車之用,另一端裝有圓錐形摩擦離合器,并設有開關手柄控制開車和停車。當摘開離合器時,皮帶輪將空轉,工作轉盤脫離開傳動系統靜止不動。當需要手動盤車時亦可摘開離合器,利用試車手輪11轉動工作轉盤,可用來安裝沖模,檢查壓片機各部運轉情況和排除故障。需要特別指出旋轉壓片機上無級變速盤及摩擦離合器的正常工作均由彈簧壓力來保證,當機器某個部位發生故障,使其負載超過彈簧壓力時,就會發生打滑,避免機器受倒煙重損壞。

單沖壓片機

加料機構

單沖壓片機的加料機構由料斗和加料器組成,二者由撓性導管連接,料斗中的顆粒藥物通過導管進入加料器。由于單沖壓片機的沖模在機器上的位置不動,只有沿其軸線的往復沖壓動作,而加料器有相對中??椎奈恢靡苿?,因此需采用撓性導管。常用的加料器有擺動式靴形加料器及往復式靴形加料器。

1.擺動式靴形加料器

此加料器外形如一靴子,由凸輪帶動做左右擺動。加料器底面與中模上表面保持微?。so.1mm)間隙,當擺動中出料口對準中??讜r,藥物借加料器的抖動自出料口填入中???,當加料器擺動幅度加大后,加料口離開了中???,其底面即將中模上表面的顆粒刮平。此后,中??茁冻?,上沖開始下降進行壓片,待片劑于中模內壓制成型后,上沖上升脫離開中模???,同時下沖也上升,并將片頂出中模???;在加料器向回擺動時,將壓制好的片劑撥到盛器中,并再次向中模??字刑畛渌幏?。這種加料器中的藥粉隨加料器同時不停擺動,由于藥粉的顆粒不均勻及不同原料的比重差異等,易造成藥粉分層現象。

2.往復式靴形加料器

這種加料器的外形也如靴子,其加料和刮平、推片等動作原理和擺動式加料器一樣。所不同的是加料器于往復運動中,完成向中??字刑畛渌幬镞^程。加料器前進時,加料器前端將前個往復過程中由下沖捅出中??椎乃幤频绞⑵髦?;同時,加料器覆蓋了中模???,出料口對準中模???,顆粒藥物填滿???;當加料器后退時,加料器的底面將中模上表面的顆粒刮平;其后,??撞课宦冻?,上、下沖相對運動,將中??字蟹哿撼伤幤?,此后上沖快速提升,下沖上升將藥片頂出???,完成一次壓片過程。

填充調節機構

在壓片機上通過調節下沖在中??字械纳烊肷疃葋砀淖兯幬锏奶畛淙莘e。當下沖下移,??變瓤杖莘e增大,藥物填充量增加,片劑劑量增大。相反,下沖上調時,??變热莘e減小,片劑劑量也減少。在下沖套6上裝有填充調節螺母9,旋轉螺母9即可使下沖上升或下降。當確認調節位置合適時,將螺母以銷固定。這種填充調節機構又稱為直接式調節機構,螺母的旆轉量盲接反應出中??兹莘e的變化量。

壓力調節機構

單沖壓片機是利用主軸上的偏心凸輪旋轉帶動上沖做上下往復運動完成壓片過程的,通過調節上沖與曲柄相連的位置,從而改變沖程的起始位置,可以達到上沖對??字兴幬锏膲簩嵆潭?。也可以通過復合偏心機構,改變總偏心距的方法,達到調節上沖對??字兴幬锏臎_擊壓力的目的。前一種可以叫做螺旋式調節,后一種稱為偏心距式調節。

(一)螺旋式壓力調節機構

螺旋式壓力調節的壓片機。當進行壓力調節時,先松開螺母6,旋轉上沖套7,上沖向上移時,片劑厚度加大,沖壓壓力減??;上沖下移時,可以減小片厚,增大沖壓壓力。調整達到要求時,緊固螺母6即可。

(二)偏心距式壓力調節機構

通過調節偏心距調節壓力的壓片機。主軸4上所裝的偏心輪5具有另一個偏心套3,需要調節壓力時,旋轉調節蝸桿2,使偏心套3(其外緣加工有蝸輪齒)在偏心輪5上旋轉,從而使總偏心距增大或減小,可以達到調節壓片壓力的目。

出片機構

在單沖壓片機上,利用凸輪帶動撥叉8上下往復運動,從而使下沖大幅度上升,而將壓制成的藥片從中??字许敵?。下沖上升的最高位置也是需要調節的,如果下沖頂出過高,會發生加料器撥藥片動作和下沖運動發生干涉,從而造成下沖損壞現象;如果下沖頂出過低,藥片不能完全露出中模上表面,容易發生藥片打碎現象。這個調節是通過螺母7來完成的,旋轉螺母7可以改變它在下沖套上的軸向位置,從而改變撥叉8對其作用時間的早晚和空程大小。當調節適當時,應將螺母7用銷鎖固。

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