全隔離防護(hù)回轉(zhuǎn)式放射性液體自動(dòng)稀釋分裝系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

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1、 目 錄 摘 要 1 1前 言 3 1.1課題產(chǎn)生背景 3 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3 1.3 可行性論證 4 2分功能求解方案 6 2.1系統(tǒng)黑箱法求解 6 2.2 分裝機(jī)分功能求解 6 2.3 評(píng)價(jià)與決策 7 3 回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)總體設(shè)計(jì) 9 3.1 分裝機(jī)布局設(shè)計(jì) 9 3.2 電機(jī)的選擇及動(dòng)力學(xué)計(jì)算 14 3.2.1步進(jìn)電機(jī)和蠕動(dòng)泵的選擇 14 3.2.2伺服電機(jī)的選擇 14 3.3總體結(jié)構(gòu)方案 17 4產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)用化設(shè)計(jì) 18 4.1 分裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 4.2分裝機(jī)橫向運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20

2、 4.3 重要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 4.3.1 回轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 4.3.1 機(jī)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 4.3.2儲(chǔ)液瓶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 4.4 零件強(qiáng)度校核計(jì)算 22 5 加工裝配檢驗(yàn) 25 5.1加工工藝過程 25 5.2裝配工藝過程 27 5.3保養(yǎng)與維護(hù) 30 6結(jié)論與展望 31 總結(jié)與體會(huì) 32 致謝詞 33 【參考文獻(xiàn)】 34 摘 要 此畢業(yè)設(shè)計(jì)介紹了一種新型生產(chǎn)用全隔離防護(hù)回轉(zhuǎn)式放射性液體自動(dòng)稀釋分裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在熱室中將定量的放射性液體液體和生理鹽水混合，自動(dòng)稀釋到規(guī)定的濃度，并將稀釋好的液體精確計(jì)量分裝到西林瓶中。利用熱室對(duì)同位

3、素的放射性照射采取全方位防輻射屏蔽，除用機(jī)械手裝取西林瓶外，整個(gè)稀釋分裝過程自動(dòng)完成，并且實(shí)行全自動(dòng)的生產(chǎn)過程管理。 傳統(tǒng)的稀釋分裝過程均由人工操作完成，難以滿足放射性液體用于醫(yī)療的要求，就需要提高生產(chǎn)效率。因此，為了滿足放射性液體用于醫(yī)療的各種要求，研制滿足臨床應(yīng)用的稀釋分裝設(shè)備已成為一個(gè)突出的問題，它需要解決傳統(tǒng)收工稀釋作業(yè)人員受到高強(qiáng)度放射源的輻射傷害的問題，其自動(dòng)化程度和分裝精度要高，提出放射性稀釋分裝設(shè)備有著十分現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用意義。因此提出回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)中在之前的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)有了更多的創(chuàng)新和自動(dòng)化，解決了以往稀釋分裝一體化問題沒有有效的解決的問題。 通過對(duì)

4、回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)介紹，其中分裝機(jī)運(yùn)動(dòng)要求設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，選用伺服電機(jī)精確控制回轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和滑塊橫向運(yùn)動(dòng)的方案，設(shè)計(jì)了伺服電機(jī)與回轉(zhuǎn)盤的連接，伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)盤橫向運(yùn)動(dòng)，由于涉及到機(jī)械手放取西林瓶，所以要使用限位開關(guān)控制其橫向移動(dòng)。根據(jù)放射性液體的稀釋分裝的要求，設(shè)計(jì)出回轉(zhuǎn)裝置，橫向運(yùn)動(dòng)裝置，蠕動(dòng)泵裝配，此次設(shè)計(jì)主要是放射性稀釋分裝機(jī)上進(jìn)一步的改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)高效率、高精度、自動(dòng)化生產(chǎn)需求。 【關(guān)鍵詞】 自動(dòng)化 放射性 回轉(zhuǎn)式 Abstract The graduation des

5、ign this paper introduces a new production with full isolation protection rotary radioactive dilute liquid automatic packaging system, the system is used for quantitative in the hot chamber of radioactive liquid liquid mixed with normal saline, automatically diluted to the concentration, and will di

6、lute good liquid precise metering divide among serving schering bottles. Using the hot chamber for isotope radioactive radiation an anti-radiation shielding, besides using manipulator pack to take schering bottles, the dilution repackaging process automatically, and the fully automated production pr

7、ocess management. Traditional dilution repackaging process are completed by manual operation, difficult to meet the requirements of radioactive liquid for medical use, you need to improve production efficiency. , therefore, in order to meet the various requirements of radioactive liquid for medical

8、 and development meet the clinical application of dilution packing equipment has become a prominent problem, it needs to solve traditional dilution workers work high intensity source of radiation damage, the degree of automation and packing accuracy is higher, the proposed radioactive dilution repac

9、kaging application has the extremely realistic significance. Therefore rotary radioactive liquid dilution racking machine design is put forward, in the design before, on the basis of structure have more innovation and automation, dilute the packing there is no effective integration problem solved ev

10、er solve the problem. Diluted by rotary radioactive liquid racking machine structure and motion is introduced, including racking machine movement requires design and structural design is the core of the whole design, choose accurate control servo motor back to rotary rotary motion and slider latera

11、l movement of the scheme, design of the servo motor connected to the back wheel, servo motor driven ball screw back wheel lateral movement, because involves the manipulator for schering bottles, so lets use the limit switch control its lateral movement. According to the requirements of radioactive l

12、iquid dilution packing design the rotary device, lateral movement device, the peristaltic pump assembly, this design is mainly radioactive dilution packing machine for further improvement, in order to realize the high efficiency, high precision, automation production requirements. 【Key words】 Auto

13、mation Radioactive Rotar 1前 言 1.1課題產(chǎn)生背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化控制越來越多，它節(jié)省勞動(dòng)力，降低成本，提高生產(chǎn)效率，其作用顯而易見。目前，使用放射性液體進(jìn)行病癥診斷、治療技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床。醫(yī)院所用放射性液體從生產(chǎn)廠家買來時(shí)是放裝特制鉛罐中的西林瓶中。由于用于病人治療的放射性液體濃度極低，而且量少，所以醫(yī)院必須對(duì)高濃度放射性液體進(jìn)行二次稀釋后才能提供病人服用。傳統(tǒng)的稀釋分裝過程均由人工操作完成，難以滿足放射性液體用于醫(yī)療的要求，就需要提高生產(chǎn)效率。因此，為了滿足放射性液體用于醫(yī)療的各種要求，研制滿足臨床應(yīng)用的稀釋分裝設(shè)備已成為

14、一個(gè)突出的問題，它需要解決傳統(tǒng)收工稀釋作業(yè)人員受到高強(qiáng)度放射源的輻射傷害的問題，其自動(dòng)化程度和分裝精度要高，提出放射性稀釋分裝設(shè)備有著十分現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用意義。 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 中國制劑設(shè)備隨著制劑工藝的法展和新型品種的日益增長(zhǎng)而發(fā)展。一些新型先進(jìn)的制劑的設(shè)備的出現(xiàn)又將先進(jìn)的工藝轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)動(dòng)力，促進(jìn)了制藥工業(yè)整體水平的提高。近年制劑設(shè)備新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了多種形式的稀釋分裝設(shè)備，如高效混合制粒機(jī)，高效自動(dòng)壓片機(jī)、大輸液生產(chǎn)線、口服液自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線、電子數(shù)控螺桿分裝機(jī)、水浴式滅菌柜、雙鋁熱封包裝機(jī)、電磁感應(yīng)封口機(jī)等。這些新設(shè)備的問世，為中國制劑生產(chǎn)提供了相當(dāng)數(shù)量的先進(jìn)或比

15、較先進(jìn)的制藥設(shè)備，一批高效、節(jié)能、機(jī)電一體化、符合GMP要求的高新技術(shù)產(chǎn)品為中國醫(yī)藥企業(yè)全面實(shí)施GMP奠定了設(shè)備基礎(chǔ)。就目前國內(nèi)外用于放射性液體藥物稀釋分裝的設(shè)備來看，具有以下的共同點(diǎn)和不足。 共同點(diǎn)： a. 稀釋分裝均采用了遠(yuǎn)距離控制技術(shù)、防輻射屏蔽技術(shù)，用于解決放射性液體稀釋時(shí)存在的放射性照射，同位素污染等問題。 b. 都很注重提高稀釋分裝的自動(dòng)化程度。 c. 都很注重提高稀釋分裝的定量精度。 d. 整機(jī)運(yùn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。 e. 采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)稀釋分裝過程進(jìn)行管理和控制 不足之處： a. 稀釋分裝一體化問題沒有有效的解決。 b. 結(jié)構(gòu)體積過大，成本高，只適合大型醫(yī)院

16、使用，普及面較小。 c. 采用先取樣后分裝的方法，病人需要幾種不同劑量，就需要取幾次樣，這使得操作過程復(fù)雜，效率低，同時(shí)也增加了混淆劑量出錯(cuò)的概率。 d. 大多設(shè)備不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示，患者對(duì)藥物的服用劑量難以確認(rèn)。 為適應(yīng)市場(chǎng)要求，研發(fā)新型醫(yī)用放射性液體稀釋分裝機(jī)的目標(biāo)是：新型機(jī)能很好的滿足醫(yī)用放射性液體的稀釋，保證分裝精度，同時(shí)能夠彌補(bǔ)以往產(chǎn)品的不足，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。我設(shè)計(jì)了回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)，能夠滿足用戶要求，真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣?dòng)化設(shè)備。 1.3 可行性論證 隨著社會(huì)飛速的發(fā)展，環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重，現(xiàn)代人的生活壓力和生存環(huán)境也越來越惡劣，所以我們的醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展也要

17、與時(shí)俱進(jìn)，醫(yī)療設(shè)備的先進(jìn)性和自動(dòng)化生產(chǎn)也將走向一個(gè)新的高度。而放射性液體在醫(yī)療事業(yè)中治療疾病有了很久的歷史，然而該方法具有簡(jiǎn)便、安全、治愈率高、復(fù)發(fā)率低的優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)采用同位素治療病人進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的跟蹤調(diào)查研究，并與一般人群癌癥自然發(fā)生率相比較，未見白血病、癌癥、畸胎的發(fā)生率增高，而且甲狀腺癌的發(fā)生率明顯低于一般人群的自然發(fā)生率。無論從理論上，還是從實(shí)踐上都證明：放射性液體治療疾病是一種異常安全的治療方法。雖然放射性液體對(duì)一些復(fù)雜的疾病有很好的治療效果，但是放射性液體初始濃度一般很高，而用于病人治療的放射性液體濃度極低，而且量少，所以醫(yī)院必須對(duì)高濃度放射性液體進(jìn)行二次稀釋后才能提

18、供病人服用。傳統(tǒng)的稀釋分裝過程均由人工操作完成，難以滿足放射性液體用于醫(yī)療的要求，就需要提高生產(chǎn)效率。因此，為了滿足放射性液體用于醫(yī)療的各種要求，研制滿足臨床應(yīng)用的稀釋分裝設(shè)備已成為一個(gè)突出的問題， 所以在制藥過程中要有必要制藥設(shè)備，且要保證藥的完全性與穩(wěn)定性。由于病人的病情不同，對(duì)放射性液體的劑量也就要求不一樣，而普通的放射性液體稀釋分裝機(jī)卻不能達(dá)到此要求，因此我們需要一套精準(zhǔn)與自動(dòng)化為一體的機(jī)器。 現(xiàn)代機(jī)器也都向全自動(dòng)化、高速化和多樣化的趨勢(shì)發(fā)展。這也是當(dāng)前放射性液體稀釋分裝機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。該設(shè)備已經(jīng)由機(jī)械式發(fā)展到半自動(dòng)化式再到全自動(dòng)化式，發(fā)展極為迅速。為了滿足放射性液體用

19、于醫(yī)療的各種要求，研制滿足臨床應(yīng)用的稀釋分裝設(shè)備已成為一個(gè)突出的問題，它需要解決傳統(tǒng)收工稀釋作業(yè)人員受到高強(qiáng)度放射源的輻射傷害的問題，其自動(dòng)化程度和分裝精度要高，提出放射性稀釋分裝設(shè)備有著十分現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用意義?，F(xiàn)在國內(nèi)許多的醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)院都需要這種設(shè)備。因此本產(chǎn)品在市場(chǎng)的前景也是相當(dāng)樂觀的，也會(huì)受到廣大醫(yī)療機(jī)構(gòu)的支持，是一個(gè)有利人體健康和步入現(xiàn)代化醫(yī)療設(shè)備的重大意思。 液體自動(dòng)稀釋分裝系統(tǒng)每次需要連續(xù)對(duì)15瓶不同劑量要求的西林瓶進(jìn)行灌裝，分裝時(shí)間小于10分鐘，每瓶分裝體積計(jì)量誤差為0.5%。整機(jī)在熱室中工作，由機(jī)械手將西林瓶安裝到西林瓶工作臺(tái)或從工作臺(tái)取下，而且該動(dòng)作由人在熱室外對(duì)機(jī)械手進(jìn)行操

20、作完成，而西林瓶的供送、液體的稀釋分裝及回轉(zhuǎn)盤橫向運(yùn)動(dòng)均由熱室外單片機(jī)通過控制電機(jī)完成。從而保證了操作人員免受放射線的照射。 工作時(shí)由稀釋泵將高濃度放射性液體液體稀釋，并存放于儲(chǔ)液瓶中。工作時(shí)由稀釋泵將高濃度放射性液體稀釋，并存放于儲(chǔ)液瓶中。灌裝時(shí)西林瓶由西林瓶驅(qū)動(dòng)電機(jī)送至灌裝位置定位后，再由灌裝泵將定量的藥液灌入西林瓶。第一瓶灌裝完后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，將西林瓶移動(dòng)電機(jī)將下一瓶移動(dòng)到灌裝位置，準(zhǔn)備灌裝。 液體輸送系統(tǒng)包括稀釋液體的輸送和分裝液體的輸送，液體稀釋系統(tǒng)采用經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蠕動(dòng)泵分別將定量的生理鹽水和高濃度放射性液體輸入儲(chǔ)液瓶中混合。為保證液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，能順利灌入西林瓶中，液體

21、灌入西林瓶之前用兩個(gè)針頭插入儲(chǔ)液瓶，一個(gè)針頭用來輸送液體（灌裝針），另一個(gè)針頭用來消除儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)外的壓力差（排氣針），從而保持西林瓶?jī)?nèi)、外的氣壓始終一致，同時(shí)保證放射性液體的精確計(jì)量。單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蠕動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)，分別將定量的生理鹽水和高濃度放射性液體輸入儲(chǔ)液瓶中混合。每次輸送的液體體積由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和蠕動(dòng)泵的流量自動(dòng)換算而得，實(shí)現(xiàn)了分裝液體的精確計(jì)量，然后再用同位素活度檢測(cè)儀自動(dòng)檢測(cè)稀釋后液體的活度，以確保稀釋液體達(dá)到規(guī)定的濃度。 該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了放射性同位素的自動(dòng)稀釋分裝，解決了傳統(tǒng)手工稀釋和其他同類產(chǎn)品中存在的問題，其自動(dòng)化程度和性能都能很好地滿足放射性同位素稀釋分裝的要求。

22、在實(shí)際應(yīng)用中成功用于液體的稀釋分裝，滿足了全部的設(shè)計(jì)要求，該設(shè)備的應(yīng)用保護(hù)了作業(yè)人員免受高強(qiáng)度放射源的輻射傷害，達(dá)到了國家輻射防護(hù)規(guī)定和環(huán)保的要求，具有很高的社會(huì)效益。 2分功能求解方案 2.1系統(tǒng)黑箱法求解 對(duì)于要解決的問題，猶如對(duì)待一個(gè)不透明、不知其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“黑箱”。利用對(duì)位置系統(tǒng)的外部觀測(cè)，分析該系統(tǒng)與環(huán)境之間的輸入和輸出，通過輸入和輸出的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定系統(tǒng)的功能、特性，進(jìn)一步尋求該功能、特性所需具備的工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。黑箱法要求設(shè)計(jì)者不要首先從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這是一種設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)變。黑箱法有助于抓住問題的本質(zhì)、擴(kuò)大思路、擺脫傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的舊框框、獲得新穎的較高水平的設(shè)計(jì)方案。

23、 對(duì)于回轉(zhuǎn)式放射性稀釋分裝機(jī)的黑箱求解放如下圖： 熱量 震動(dòng)，噪聲 回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī) 高濃度放射性液體 鹽水 已稀釋液體 220V～ 單片機(jī)控制信號(hào) ----- ------ 稀釋濃度顯示 圖2.1分裝機(jī)黑箱圖 由此我們可以確定分裝機(jī)總共能：自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)放射性液體的稀釋，保證分裝精度。 2.2 分裝機(jī)分功能求解 在功能分析階段，我們

24、需要確定產(chǎn)品的分功能，通過分功能求解。這種功能關(guān)系說明系統(tǒng)的輸入和輸出以及內(nèi)部的轉(zhuǎn)換。 功能元 功能元分解 1 2 3 A回轉(zhuǎn)裝置 步進(jìn)電機(jī) 伺服電機(jī) 交流電機(jī) B橫向運(yùn)動(dòng)裝置 帶傳動(dòng) 齒輪齒條 滑塊導(dǎo)軌 C灌裝裝置 蠕動(dòng)泵 真空泵 D 行程控制 行程開關(guān) 機(jī)械自鎖 表2.1 肩頸腰多功能物理康復(fù)椅功能元解形態(tài)學(xué)矩陣 由上表可知，理論上可以組成3x3x2x2=36種方案 方案擬定： 方案一、A1—B3—C1—D2 方案二、A2—B1—C1—D1 方案三、A2—B3—C1—D1 2.3 評(píng)價(jià)與決策 回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分

25、裝機(jī)的評(píng)價(jià)目標(biāo)：穩(wěn)定性、價(jià)格、定位精度、工作壽命、分裝精度，來確定它的加權(quán)系數(shù)： 比較目標(biāo) 評(píng)價(jià)目標(biāo) 穩(wěn)定性 價(jià)格 定位精度 工作壽命 分裝精度 穩(wěn)定性 2 3 4 3 14 0.21 價(jià)格 4 3 3 4 13 0.12 定位精度 3 1 4 4 14 0.23 工作壽命 2 2 1 3 9 0.17 分裝精度 4 2 4 3 15 0.27 表2.2 加權(quán)系數(shù)評(píng)分表 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： 0 1

26、2 3 4 不合格 不重要 相同重要 重要 很重要 表2.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： 由此可判定穩(wěn)定性，價(jià)格，定位精度，工作壽命，分裝精度的重要性，其中分裝精度與定位精度最為重要。 穩(wěn)定性 價(jià)格 定位精度 工作壽命 分裝精度 有效值法 方案一 3 2 3 2 3 2.89 方案二 2 2 2 3 2 2.3 方案三 4 3 4 3 3 3.53 加權(quán)系數(shù) 0.32 0.255 0.21 0.17 0.045 表2.4 方案總評(píng)價(jià) 由此可見方案三>方案一>方案二 方案三的組合為A2—B3—C1—D1 該方案采

27、用：工作時(shí)由稀釋泵將高濃度放射性液體液體稀釋，并存放于儲(chǔ)液瓶中。工作時(shí)由稀釋泵將高濃度放射性液體稀釋，并存放于儲(chǔ)液瓶中。灌裝時(shí)西林瓶由西林瓶驅(qū)動(dòng)電機(jī)送至灌裝位置定位后，再由灌裝泵將定量的藥液灌入西林瓶。第一瓶灌裝完后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，將西林瓶移動(dòng)電機(jī)將下一瓶移動(dòng)到灌裝位置，準(zhǔn)備灌裝。 液體輸送系統(tǒng)包括稀釋液體的輸送和分裝液體的輸送，液體稀釋系統(tǒng)采用經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蠕動(dòng)泵分別將定量的生理鹽水和高濃度放射性液體輸入儲(chǔ)液瓶中混合。為保證液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，能順利灌入西林瓶中，液體灌入西林瓶之前用兩個(gè)針頭插入儲(chǔ)液瓶，一個(gè)針頭用來輸送液體（灌裝針），另一個(gè)針頭用來消除儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)外的壓力差（排氣針），從而保持

28、西林瓶?jī)?nèi)、外的氣壓始終一致，同時(shí)保證放射性液體的精確計(jì)量。單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)蠕動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)，分別將定量的生理鹽水和高濃度放射性液體輸入儲(chǔ)液瓶中混合。每次輸送的液體體積由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和蠕動(dòng)泵的流量自動(dòng)換算而得，實(shí)現(xiàn)了分裝液體的精確計(jì)量，然后再用同位素活度檢測(cè)儀自動(dòng)檢測(cè)稀釋后液體的活度，以確保稀釋液體達(dá)到規(guī)定的濃度。 3 回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)總體設(shè)計(jì) 3.1 分裝機(jī)布局設(shè)計(jì) 在總體布局設(shè)計(jì)中，關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和操作的方便性，以及機(jī)器的工作效率。在產(chǎn)品整個(gè)生命周期中，設(shè)計(jì)占有極其重要的位置它在很大程度上決定著產(chǎn)品的品質(zhì)和成本，而在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中布局設(shè)計(jì)起著重要作用。

29、在分析機(jī)械產(chǎn)品布局涉及因素的基礎(chǔ)上針對(duì)布局設(shè)計(jì)探討其求解原理提出了布局設(shè)計(jì)模型?；剞D(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)要滿足回轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和它的橫向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)西林瓶的供送，其中的動(dòng)作不能相互干涉，分裝精度由蠕動(dòng)泵裝置精確分裝。 在布局設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮結(jié)構(gòu)的緊湊性，其中我把總分裝機(jī)分為幾部分：1、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置 ，2、橫向運(yùn)動(dòng)裝置，3灌裝裝置，4、蠕動(dòng)泵裝置，還有重要零部件：機(jī)座，前后防護(hù)板，防護(hù)罩。 分裝機(jī)總體布局如圖3.1 圖3.1 分裝機(jī)總體布局圖 ① 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置布局設(shè)計(jì) 在回轉(zhuǎn)裝置中，要求回轉(zhuǎn)盤能夠精確的供送西林瓶，所以在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置中就要使用到伺服電

30、機(jī)，伺服電機(jī)由單片機(jī)控制其轉(zhuǎn)速，當(dāng)西林瓶灌裝結(jié)束后伺服電機(jī)接收到工作信號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，下一個(gè)西林瓶精確到達(dá)灌裝位置。 同時(shí)，伺服電機(jī)需要橫向移動(dòng)，所以回轉(zhuǎn)裝置需要一個(gè)連接橫向移動(dòng)的裝置，我把其固定在不銹鋼板上，回轉(zhuǎn)盤與主軸相連，主軸與軸承座配合，通過保持架與伺服電機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)。如圖3.2所示 圖3.2回轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)圖 ② 橫向運(yùn)動(dòng)裝置布局設(shè)計(jì) 在回轉(zhuǎn)盤上西林瓶已經(jīng)灌裝完畢，驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到橫向運(yùn)動(dòng)裝置中的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器將動(dòng)力傳給滾珠絲杠，滾珠絲杠帶動(dòng)滾珠螺母橫向運(yùn)動(dòng)，滾珠螺母與支撐架相連，支撐架固定在不銹

31、鋼板上，不銹鋼板又與滑塊固定，此時(shí)，在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置中，回轉(zhuǎn)盤是和板固定的，此時(shí)，已達(dá)到回轉(zhuǎn)盤橫向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到行程開關(guān)，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)到，等待西林瓶被取出。其橫向運(yùn)動(dòng)裝置如圖3.3顯示。 3.3橫向運(yùn)動(dòng)裝置 ③ 蠕動(dòng)泵裝置 蠕動(dòng)泵與聯(lián)軸器相連，電機(jī)與蠕動(dòng)泵使用保持架連接。在分裝機(jī)中，蠕動(dòng)泵與灌裝針膠管相連，蠕動(dòng)泵負(fù)責(zé)精確灌裝，對(duì)蠕動(dòng)泵的流量控制的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方式，一種是更換軟管，另一種是控制蠕動(dòng)泵電機(jī)的速度。對(duì)于本次設(shè)計(jì)采用固定軟管直徑，通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速來計(jì)算稀釋濃度，有利于生產(chǎn)的效率和便捷性。蠕動(dòng)泵整個(gè)裝置固定在機(jī)座的80X80的槽中，靠近儲(chǔ)液瓶和針架，方便軟管連接和灌裝。其裝置如圖3

32、.4所示。 ④ 防護(hù)裝置 在整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)中，最后為了防護(hù)和美觀要求，在分裝機(jī)的左右兩側(cè)加上防護(hù)板，在支撐板上安裝好防護(hù)罩，這樣減輕了機(jī)器日常維護(hù)的任務(wù)，整體感覺就變得很合理緊湊， 3.4蠕動(dòng)泵裝置 ⑤ 控制部分 計(jì)算機(jī)向單片機(jī)發(fā)出控制指令，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)兩臺(tái)蠕動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)，分別將定量的生理鹽水和高濃度放射性液體液體輸入儲(chǔ)液瓶中混合。每次輸送的液體體積由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和蠕動(dòng)泵的流量自動(dòng)換算而得，實(shí)現(xiàn)了分裝液體的精確計(jì)量，并防止受到污染。然后再用同位素活度檢測(cè)儀自動(dòng)檢測(cè)稀

33、釋后液體的活度，以確保稀釋液體達(dá)到規(guī)定的濃度。單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的通訊。但這兩大主要功能是互相關(guān)聯(lián)、密不可分的，因此在軟件設(shè)計(jì)中，不可能嚴(yán)格按這兩大功能來進(jìn)行模塊劃分。所以，把整個(gè)軟件劃分為：制備清單模塊、制備模塊、分裝模塊、分裝動(dòng)態(tài)信息模塊、分裝失敗清單模塊、分裝清單模塊和工單模塊，共7個(gè)部分。計(jì)算機(jī)的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件采用人機(jī)交互界面。 圖3.5計(jì)算機(jī)軟件模塊劃分圖 回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)的控制部分采用計(jì)算機(jī)和單片機(jī)二級(jí)控制的方式。其中，計(jì)算機(jī)承擔(dān)系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)處理和人機(jī)接口功能；單片機(jī)承擔(dān)動(dòng)作控制任務(wù)，并且具有

34、獨(dú)立的按鍵手動(dòng)控制功能?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)的生產(chǎn)過程管理?？刂圃砣鐖D3.5和圖3.6所示： 圖3.6 控制原理圖 3.2 電機(jī)的選擇及動(dòng)力學(xué)計(jì)算 步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。 伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精

35、度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。 3.2.1步進(jìn)電機(jī)和蠕動(dòng)泵的選擇 　　它的主要特點(diǎn)：1．一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。2．步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)；頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻

36、率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4．步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動(dòng)頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動(dòng)的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機(jī)不能正常啟動(dòng)，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。 它的主要特性：步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒有脈沖的時(shí)候，步進(jìn)電機(jī)靜止，如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)，就會(huì)以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。改變脈沖的順序，可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 根據(jù)設(shè)計(jì)需求的步進(jìn)電機(jī)，步距角為1.2。所以選擇型號(hào)為：86BYG350AL-0601 其參數(shù)

37、如下： 步距角：1.2 相電流：6.0 保持轉(zhuǎn)矩：2.5 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：1320 重量：3kg 外形尺寸： 858569 3.2.2伺服電機(jī)的選擇 總重量可取G=60N,角接觸球軸承=98%，彈性聯(lián)軸器=99%，各項(xiàng)摩擦損失=95% ，總傳動(dòng)效率 98%99%95%=92%。軸平均直徑d0=22mm，軸總長(zhǎng)度取L=153mm。 (1)、等效轉(zhuǎn)矩的計(jì)算： (2)、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算： 2）橫向運(yùn)動(dòng)裝置伺服電機(jī)的計(jì)算： 橫向運(yùn)動(dòng)裝置中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇伺服電機(jī)之前先選定滾珠絲杠。 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)

38、品。 滾珠絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，這是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，這項(xiàng)發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。 1)與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為1/3 由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾

39、動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。 2)高精度的保證 滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)溫度?濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制,由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。 3)微進(jìn)給可能 滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。 4)無側(cè)隙、剛性高 滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí),由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng))。 5)高速進(jìn)給可能 滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)

40、效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。 根據(jù)工作要求，選定滾珠絲杠的規(guī)格為： Db軸徑=30 mm 絲杠，Lb ：軸長(zhǎng)=200 mm ，P ：節(jié)距=5mm 總重量可取G=80N, 聯(lián)軸器=98%，各項(xiàng)摩擦損失=95% ，總傳動(dòng)效。 (1)、等效轉(zhuǎn)矩的計(jì)算： (2)、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算： 整理出兩個(gè)伺服電機(jī)參數(shù)如下： 型號(hào) 功率 額定電壓 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)速 60D4A04030-RC0 400 220 2.8 1.27 3000 80AEA07530-RJ0 750 220 4.4 2.4 3000 3.3總體結(jié)構(gòu)

41、方案 對(duì)于機(jī)座的設(shè)計(jì)十分重要，它不僅體現(xiàn)了整個(gè)分裝機(jī)的外觀，而且還反應(yīng)了整個(gè)機(jī)器的結(jié)構(gòu)是否緊湊，穩(wěn)定性高不高。 機(jī)座是使用鑄造的方法，選用材料鑄鋁，牌號(hào)101，成分簡(jiǎn)單，容易熔煉和鑄造，鑄造性能好，氣密性好、焊接和切削加工性能也比較好，但力學(xué)性能不高。適合鑄造薄壁、大面積和形狀復(fù)雜的、強(qiáng)度要求不高的各種零件，如泵的殼體、齒輪箱、儀表殼（框架）及家電產(chǎn)品上的零件等，主要采用砂型鑄造和金屬型鑄造。機(jī)座外形如圖3.7所示。 圖3.7機(jī)座結(jié)構(gòu) 綜上橫向運(yùn)動(dòng)裝置和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置以及蠕動(dòng)泵裝置，現(xiàn)在就剩下機(jī)座，能將這些裝置合理的組裝在一起。根據(jù)結(jié)構(gòu)

42、的合理和緊湊性，總體結(jié)構(gòu)方案如圖3.8所示： 圖3.8總體結(jié)構(gòu)方案 4產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)用化設(shè)計(jì) 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足作為產(chǎn)品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性和外觀造型等方面的要求。此外，還應(yīng)改善零件的受力，提高強(qiáng)度、剛度、精度和壽命。因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤或不合理，可能造成零部件不應(yīng)有的失效，使機(jī)器達(dá)不到設(shè)計(jì)精度的要求，給裝配和維修帶來極大的不方便。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮如下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 1.實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2.

43、滿足強(qiáng)度要求的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 3.滿足剛度結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 4.考慮加工工藝的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5.考慮裝配的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6.考慮造型設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則 4.1 分裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分裝機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)完成以下幾個(gè)基本要求： (1)回轉(zhuǎn)動(dòng)力的傳遞 電機(jī)通過單膜片聯(lián)軸器連接主軸，主軸的固定需要使用軸承座，滾動(dòng)軸承在軸承座中定心，其中軸承采用凸緣式端蓋、軸肩來定位，為了保證主軸和電機(jī)軸的同心，這個(gè)時(shí)候保持架就要加工出兩個(gè)凹槽，使得電機(jī)軸和軸承座同心，軸承座一邊與保持架固定，一邊與支撐板固定。 (2)精確回轉(zhuǎn)控制 1.回

44、轉(zhuǎn)盤2.支撐板3.軸承座4.保持架5.單膜片聯(lián)軸器6.伺服電機(jī) 圖4.1 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在軸承座與主軸的裝配中的，配合公差一定要遵循對(duì)應(yīng)要求，電腦和單片機(jī)控制伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)的時(shí)候才能快速響應(yīng)。 4.2分裝機(jī)橫向運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在橫向運(yùn)動(dòng)裝置中，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，為了將動(dòng)力傳遞給滑塊就需要中間使用連接架傳遞動(dòng)力。如果回轉(zhuǎn)電機(jī)和橫向電機(jī)在同一平面，則中間連接架就會(huì)過長(zhǎng)，剛度就會(huì)不夠，如果增加剛度，則重量就會(huì)相應(yīng)增加，于是在回轉(zhuǎn)電機(jī)下面開槽，這樣底面上移，連接架的長(zhǎng)度大大減短，強(qiáng)度相應(yīng)提升。支撐板與兩邊滑塊相連接，可以起到很好的支撐作用，可以使兩邊滑

45、塊同步帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤橫向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)裝置橫向運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌面安裝了左右行程開關(guān)，來控制回轉(zhuǎn)盤在一定范圍內(nèi)的移動(dòng)。當(dāng)滑塊碰到行程開關(guān)，伺服電機(jī)就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，下一個(gè)電機(jī)開始完成相應(yīng)的工作。 1.伺服電機(jī)2.滑塊導(dǎo)軌3.連接架4.行程開關(guān)5.擋塊6.滾珠絲杠7.滾珠絲杠支撐座8.單膜片聯(lián)軸器 圖4.2 橫向運(yùn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3 重要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 回轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了降低重量，同時(shí)要配合西林瓶的大小，如果使用機(jī)械加工，則其成本會(huì)大大提升很多，故采用鑄造?；剞D(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和機(jī)座相同，使用鑄造的方法，選用材料鑄鋁，牌號(hào)101，成分簡(jiǎn)單，

46、容易熔煉和鑄造，適合鑄造薄壁、大面積和形狀復(fù)雜的、強(qiáng)度要求不高的各種零件，主要采用砂型鑄造和金屬型鑄造?；剞D(zhuǎn)盤的中心固定在軸肩上，上面是M8X40的六角螺釘與主軸固定。 如若分裝機(jī)使用的時(shí)間很長(zhǎng)，可能會(huì)有灰塵或者其他雜質(zhì)將回轉(zhuǎn)盤弄臟，于是在每個(gè)西林瓶槽底都有一個(gè)清洗口，方便清洗，非常具有實(shí)用價(jià)值。回轉(zhuǎn)盤的背部使用筋結(jié)構(gòu)，提高回轉(zhuǎn)盤的強(qiáng)度，因?yàn)榛剞D(zhuǎn)盤受力不大，可以降低重量，節(jié)約材料。 圖4.3 回轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 機(jī)座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)座經(jīng)過鑄造后，為了保證灌裝精度還要進(jìn)行機(jī)加工才能進(jìn)行裝配，機(jī)座的底部為了減短回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與橫向運(yùn)動(dòng)之間的連接架的剛度要求，在底部開了槽，可以方便

47、回轉(zhuǎn)裝置橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)不與機(jī)座和橫向運(yùn)動(dòng)裝置相互干涉。在機(jī)座中，需要開槽保證蠕動(dòng)泵裝置的定位，儲(chǔ)液瓶的擺放位置，針架，限位開關(guān)的定位等，再下一章加工工藝的時(shí)候我們會(huì)講到這些孔的位置的確定，以及基準(zhǔn)的選擇。 4.3.2儲(chǔ)液瓶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 儲(chǔ)液瓶是儲(chǔ)存高濃度放射性液體和鹽水混合后的已稀釋溶液，蠕動(dòng)泵再將其分裝到各個(gè)西林瓶。由于防止儲(chǔ)液瓶有液體殘余，因此，它的底部就不能是平底，我將其設(shè)計(jì)成一個(gè)半圓狀底部，可以實(shí)現(xiàn)無殘余灌裝。 為保證液體在蠕動(dòng)泵的驅(qū)動(dòng)下，能順利灌入西林瓶中，液體從儲(chǔ)液瓶中抽出的結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)針頭插入，一個(gè)針頭用來輸送液體（灌裝針），另一個(gè)針頭用來消除西林瓶?jī)?nèi)外的壓力差（排氣針），從而保持

48、儲(chǔ)液瓶?jī)?nèi)、外的氣壓始終一致，同時(shí)保證稀釋液體的精確計(jì)量。瓶身和瓶蓋使用卡口配合，灌裝針與排氣針與橡膠塞配合，橡膠塞定位在瓶蓋上，過盈配合。如圖4.4所示： 圖4.4儲(chǔ)液瓶裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.4 零件強(qiáng)度校核計(jì)算 軸的校核計(jì)算 1、選擇軸的材料 該軸同樣選取45號(hào)鋼、調(diào)質(zhì)處理。查表 得：許用彎曲應(yīng)力，屈服極限。 MPa 2、初步確定軸的最小直徑 當(dāng)軸的支承距離為定時(shí)，無法有強(qiáng)度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計(jì)算公式： 選用4

49、5號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，查機(jī)設(shè)書表15-3，得A=112 初選聯(lián)軸器LH4，初定軸的最小直徑 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案，經(jīng)分析比較，各軸的直徑和長(zhǎng)度選用如下方案： 圖4.5主軸零件圖 1）聯(lián)軸器采用軸肩定位，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長(zhǎng)度L=25mm， 2）初步確定滾動(dòng)軸承 因軸承受徑向力和軸向力作用，高速轉(zhuǎn)速較小，載荷大，故選用深溝球軸承6010，，故,為了便于齒輪安裝，為了使齒輪有較好的軸向定位，取，，；軸承B=16mm，為了便于安裝，，其他長(zhǎng)度由軸2的計(jì)算方法求得 3）軸上零件的軸向定位 齒輪的軸向定位采用普通平鍵連接，根據(jù)，選擇軸上的鍵為，根據(jù)，

50、選擇與軸段7的鍵為，滾動(dòng)軸承與軸采用過度配合來保證，直徑公差m6； 軸承校核計(jì)算 已知軸承的預(yù)計(jì)壽命 L=28300=4800h 軸承的的壽命計(jì)算公式（13-5）： （1）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，7204C的 求出軸承受到的徑向載荷和 （2）求軸承的計(jì)算軸向力和 對(duì)于7204C軸承按表13—7 ，軸承內(nèi)部附加軸向力，其中 e為表13—5中的判斷系數(shù)，其值由的大小來確定，但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故設(shè)取，因此可以估算： 按式（13—11），得 （3）求兩軸承的當(dāng)量載荷P1和P2 因?yàn)? 由表13

51、—5可查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 故軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中無沖擊載荷，按表13—6，，取，則 （4）最后求驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)?，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算 5 加工裝配檢驗(yàn) 5.1加工工藝過程 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說明。 加工過程中，粗基準(zhǔn)的選用原則： 1、保證不加工表面

52、與加工表面相互位置要求原則。當(dāng)有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時(shí)，一般不選擇加工表面作為粗基準(zhǔn)。 2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應(yīng)選擇重要加工表面為粗基準(zhǔn)。 3、粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則。粗基準(zhǔn)的精度低，粗糙度數(shù)值大，重復(fù)使用會(huì)造成較大的定位誤差，因此，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)，通常只允許使用一次。 精基準(zhǔn)的選用原則： 1、基準(zhǔn)重合原則。盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。 2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能使用同一定位基準(zhǔn)加工個(gè)表面，以保證各表面的位置精度。如 3、互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個(gè)加工表面間的位置精度要求比較高的時(shí)候，可用互為基準(zhǔn)的原則 4、自為基準(zhǔn)的原

53、則。當(dāng)要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇加工表面作為自身的定位基準(zhǔn)。 5.1.1 支撐板的加工 在支撐板中，其中最主要的就是各個(gè)孔之間的位置關(guān)系，如圖5.1.1所示， 設(shè)計(jì)出以下的加工工藝： 圖5.1板零件圖 1.選擇毛坯 2.粗銑板上下表面 3.精銑板上下表面，達(dá)到Ra1.6 4.以板中心為粗基準(zhǔn)，加工通孔φ22 5.以φ22基準(zhǔn)加φ8孔，并保證同軸度偏差不大于0.02 6.以板中心為基準(zhǔn)，兩邊與滑塊的孔要求公差不應(yīng)大于0.02 7.加工φ9孔 8.對(duì)所加工的螺紋孔攻絲 9.質(zhì)量檢驗(yàn) 5.1.2 機(jī)座的加工 機(jī)座使用的是鑄造，鑄造鋁合金，從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)存在

54、應(yīng)力，消除應(yīng)力的辦法就是時(shí)效處理。鑄鋁合金時(shí)效溫度一般選在1705℃,時(shí)效時(shí)間一般為6～10h,考慮到適當(dāng)提高時(shí)效溫度可以相應(yīng)縮短時(shí)效時(shí)間,對(duì)合金進(jìn)行190℃時(shí)效處理。 機(jī)座上根據(jù)孔的位置關(guān)系和表面要求，設(shè)計(jì)其加工工藝如下： 1. 粗銑機(jī)座上下面，鉆地腳螺栓孔 2. 精銑機(jī)座上表面，放置導(dǎo)軌面粗糙度要求Ra1.6 3. 銑出儲(chǔ)液瓶槽和蠕動(dòng)泵槽 4. 根據(jù)如圖標(biāo)注尺寸鏈，加工剩下的M12，M3螺紋孔 圖5.2機(jī)座零件圖 5.2裝配工藝過程 裝配工作及其重要性： 在生產(chǎn)過程中，按圖紙及技術(shù)要求的規(guī)定，將經(jīng)檢查合

55、格的零件，通過各種形式連接起來，成為組件、部件，最終組成一臺(tái)整機(jī)的工藝過程，稱為裝配在裝配時(shí)，若零件間的配合不符合規(guī)定的技術(shù)要求，或各零部件之間的相互位置不正確，則裝配后必將影響機(jī)器的工作性能，使機(jī)器無法正常運(yùn)行。一臺(tái)裝配質(zhì)量差的機(jī)器必然精度低，性能差、壽命短。相反，盡管某些零部件質(zhì)量不高，但在裝配時(shí)經(jīng)過仔細(xì)的修配和調(diào)整，亦能裝配出性能良好的產(chǎn)品，因此裝配工作是一項(xiàng)非常重要的工作，必須認(rèn)真做好。作為維修工，如能熟悉和掌握一定的裝配知識(shí)，必能在很大程度上提高檢修工作的技術(shù)水平。 裝配工作的劃分： 1組件裝配 它是從設(shè)計(jì)圖紙中的一部分(部件)里分出來的通常有幾個(gè)零件連接組對(duì)為一個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件。

56、一般稱為裝配的基本單元。 2部件裝配 它是指以設(shè)計(jì)圖紙的一個(gè)部分為一個(gè)單元，將這個(gè)部分的所有零件和組件裝配成一體，成為一個(gè)完整機(jī)構(gòu)的過程。 3總裝配 它是指將零件、組件、部件連接成一臺(tái)整體機(jī)器或設(shè)備的過程。 4總裝試車 一般總裝完畢的機(jī)器或設(shè)備，都要求在總裝后進(jìn)行試車工作，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能投入使用。在試車過程中可對(duì)機(jī)器或設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)或解決裝配時(shí)未能發(fā)現(xiàn)的問題，保證其使用性能達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定要求。 在回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)中，我將其分為5部分：1、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置，2、橫向運(yùn)動(dòng)裝置，3、蠕動(dòng)泵裝置，4、灌裝裝置，5、防護(hù)裝置，在裝配的時(shí)候我們要按照一定的裝配工

57、藝順序，首先安裝橫向運(yùn)動(dòng)裝置，其中包括電機(jī)與支撐座，聯(lián)軸器，滾珠絲杠支撐座，滾珠螺母，支撐架的裝配，如圖3.1.3 其中，滾珠絲杠的裝配較為復(fù)雜，滾珠絲杠的安裝方式一般有四種：（1）一端固定，一端叫自由；（2）兩端固定；（3）一端固定，一端游動(dòng)；（4）兩端固定。其各安裝方式所使用的加工狀況如下：方式（2）適于低速回轉(zhuǎn)、絲杠較短的情況；方式（2）適用于中速回轉(zhuǎn)的情況；方式（3）適用于中速回轉(zhuǎn)、高精度的情況；方式（4）適用于高速回轉(zhuǎn)、高精度的情況。在橫向運(yùn)動(dòng)裝置中明顯屬于使用方式（1）。 滾珠絲杠安裝順序： 1)將絲杠螺母插入螺母支座后臨時(shí)鎖緊。（將絲母處在絲杠軸的中間位置） 2)將固定側(cè)

58、和支撐側(cè)的支撐單元臨時(shí)固定到基座上。 3)移動(dòng)工作臺(tái)至固定側(cè)支撐單元后，將支撐單元擰緊固定到基座上。 4)固定好后，將工作臺(tái)移動(dòng)至靠近固定側(cè)的行程盡頭附近，并將工作臺(tái)和螺母支座相互固定。 5)固定好絲母和螺母支座。 6)將第4步中固定的螺栓松開，再次將工作臺(tái)和螺母支座相互固定。推動(dòng)工作臺(tái)至固定支撐單元處調(diào)整其中心位置，使工作臺(tái)能順暢移動(dòng)，對(duì)于精密工作臺(tái)還需要將絲杠軸調(diào)整到與LM導(dǎo)軌平行的位置。 7)固定好后，確認(rèn)工作臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)，將工作臺(tái)移動(dòng)至支撐側(cè)。 8)移動(dòng)工作臺(tái)至支撐側(cè)支撐單元后，將擰緊支撐單元的固定螺栓。 9)固定好后，將工作臺(tái)移動(dòng)至靠近支撐側(cè)的行程盡頭附近，并再次

59、將工作臺(tái)和螺母支座松開后相互固定。 10)將工作臺(tái)移動(dòng)到固定側(cè)，左右移動(dòng)，確認(rèn)運(yùn)行狀態(tài)。往返移動(dòng)多次將工作臺(tái)調(diào)整到在全行程內(nèi)都能順暢運(yùn)行的狀態(tài)。 11)如果運(yùn)行中發(fā)生異響、阻塞的現(xiàn)象，請(qǐng)重復(fù)3)～10)的工序。 12)確認(rèn)精度和完全擰緊螺栓。 13)使用千分表確認(rèn)絲杠軸端外徑部分的跳動(dòng)、軸方向上的間隙，并依次完全擰緊螺母、螺母支座、固定側(cè)支撐單元、支撐座固定單元各處的螺栓。 14)將電機(jī)支座安裝在電機(jī)支撐座上。 15)用聯(lián)軸器連接電機(jī)和滾珠絲杠。 16)充分的試運(yùn)行。 電機(jī)支座、聯(lián)軸器的安裝精度影響工作臺(tái)的行走定位精度，同樣要充分注意絲杠的情況。 滾珠絲杠安裝完成后，就需要安

60、裝滑塊導(dǎo)軌了，這兩個(gè)東西在橫向運(yùn)動(dòng)裝置中是最重要的，它們決定了回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)的橫向移動(dòng)情況。 滑塊導(dǎo)軌安裝順序： 1）安裝面的檢查和打磨 2）確認(rèn)螺栓孔的間隙 3）安裝螺栓稍微擰緊后，以直線塊規(guī)為基準(zhǔn)，從軌道的一端開始，通過千分表一邊調(diào)試軌道側(cè)面基準(zhǔn)面的平行度，一邊擰緊安裝螺栓。 4）將基準(zhǔn)側(cè)的滑塊和從動(dòng)側(cè)的滑塊固定支撐板上，從動(dòng)側(cè)的滑塊稍微固定在支撐板上，在行程范圍內(nèi)移動(dòng)支撐板，一邊確認(rèn)滾動(dòng)阻力，一邊依次將從動(dòng)側(cè)軌道安裝螺栓固定。 在橫向裝置裝配完成之后，我們用連接架將板和滾珠絲杠螺母相連，用于帶動(dòng)滑塊移動(dòng)。然后進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置裝配。 在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置中，最重要的是主

61、軸與軸承座以及電機(jī)的裝配，在裝配過程中要注意軸的同軸度，先將主軸與軸承座裝配，再將軸承座與電機(jī)保持架裝配，主軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸相連，此時(shí)，軸承座再與支撐板相連，再安裝回轉(zhuǎn)盤。這些都完成之后，整個(gè)機(jī)器最重要的兩個(gè)部分已經(jīng)安裝完畢，接下來就可以進(jìn)行蠕動(dòng)泵裝配體裝配，將蠕動(dòng)泵主軸通過十字聯(lián)軸器與電機(jī)軸相連，中間保持架對(duì)心?；剞D(zhuǎn)盤應(yīng)該安裝之前一定要先將防護(hù)罩安上，但是不要擔(dān)心會(huì)忘記，因?yàn)槿绻苯友b回轉(zhuǎn)盤會(huì)顯得，軸肩突出的長(zhǎng)度過長(zhǎng)而顯得不勻稱，將防護(hù)罩安裝后就會(huì)顯得十分緊湊，當(dāng)然，裝配還是要注意裝配的工藝順序，防止出現(xiàn)混淆。 5.3保養(yǎng)與維護(hù) 1、 定期給滑塊導(dǎo)軌潤(rùn)滑； 2、 定期給支撐座潤(rùn)滑

62、； 3、 隔一段時(shí)間要對(duì)回轉(zhuǎn)盤進(jìn)行清洗； 4、 如果出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確要及時(shí)查看定位開關(guān)是否出現(xiàn)松動(dòng)或變形，及時(shí)調(diào)整； 5、 每半年對(duì)滾珠絲杠上的潤(rùn)滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤(rùn)滑脂，涂上新的潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑脂可采用鋰基潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)； 6、 設(shè)備內(nèi)外整潔，各滑動(dòng)面、絲杠、油孔等處無油污，各部位不漏油、不漏氣，設(shè)備周圍的切屑、雜物、臟物要清掃干凈 6結(jié)論與展望 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)從開始的資料整理到使用機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)器的功能分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，和零件強(qiáng)度計(jì)算，到最后的加工裝配工藝。在整個(gè)過

63、程中，我學(xué)習(xí)到了許多新的知識(shí)，完成了一次整個(gè)機(jī)器裝置的設(shè)計(jì)，有很多的收獲。在這次設(shè)計(jì)中最為重點(diǎn)的就是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置和橫向運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要將我們平時(shí)所學(xué)習(xí)到的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，選優(yōu)，完成最后回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)的穩(wěn)定工作和精確分裝。 但是本次設(shè)計(jì)中還是存在許多問題，如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還有待提高，在單片機(jī)控制方面還有很多提升的空間，以后設(shè)計(jì)可以使用PLC控制，可以將機(jī)器更加的完善，還有許多新的問題需要在實(shí)際應(yīng)用中不斷積累和完善，從工業(yè)外形設(shè)計(jì)上還需要做進(jìn)一步的完善。沒有最好，只有更好，隨著技術(shù)的發(fā)展，還會(huì)有嶄新的天地讓我們?nèi)ラ_拓。

64、 總結(jié)與體會(huì) 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)相對(duì)于以前的課程設(shè)計(jì)，多了很多思考，也鍛煉了我的學(xué)習(xí)能力和對(duì)一些知識(shí)的深刻認(rèn)識(shí)，使我受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我明白了自己原來的知識(shí)比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還很多。以前老師覺得自己什么都懂了，有點(diǎn)眼高手低的感覺。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷積累的過程，我以前所懂的都只是停留在表面，并讓我知道，在以后的工作和生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力的充實(shí)自己的大腦。 本次在陳老師指導(dǎo)下，完成了回轉(zhuǎn)式放射性液體稀釋分裝機(jī)的設(shè)計(jì)。在整個(gè)過程中遇到了許多未接觸過的知識(shí)，都需要老師的指導(dǎo)

65、和查閱資料，感覺自己學(xué)習(xí)到了很多新東西，機(jī)械行業(yè)的道路確實(shí)是一個(gè)很漫長(zhǎng)的道路，需要去慢慢積累和學(xué)習(xí)，另外通過這次設(shè)計(jì)，對(duì)solidworks軟件更加的熟悉，總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我的以后工作都有著重要意義。 致謝詞 經(jīng)過兩個(gè)多月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在這條路上遇到了許多困難和不曾見識(shí)的問題，感謝陳老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。從我們選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)課題時(shí)開始，陳老師就指導(dǎo)我們?nèi)绾稳フ归_查詢、收集和整理資料。而且陳老師還及時(shí)了解我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的情況，并且認(rèn)真的檢查我們所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，幫助我們?nèi)绾稳バ薷腻e(cuò)誤，淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我們留下了深

66、刻的印象，在此向陳老師衷心的感謝。 還要感謝母校西華大學(xué)對(duì)我們的栽培，在這里我們學(xué)習(xí)了知識(shí)，結(jié)識(shí)了朋友，感謝老師和朋友們對(duì)我的幫助，在此深深地表示謝意！ 【參考文獻(xiàn)】 [1].成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1993.1. [2].黃靖遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3].方鍵編.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2. [4].Solidworks三維設(shè)計(jì)及應(yīng)用教程. 機(jī)械工業(yè)出版社 [5].機(jī)械制圖畫法范例.化學(xué)工業(yè)出版社 [6]. 欣科公司口服溶液稀釋、分裝機(jī)技術(shù)要求 [7]. 中國醫(yī)療器械信息——《全隔離防護(hù)自動(dòng)稀釋分裝機(jī)的研制開發(fā)》 31