§ 3. Эксцентриковые таблеточные машины

Эксцентриковые таблеточные машины характеризуются периодическим перемещением формуемого материала и таблетки. Для таблетирования порошкообразных прессовочных материалов применяются вертикальные эксцентриковые машины с электромеха­ническим приводом. Машины обеспечивают одностороннее сжатие материала верхним пуансоном (или пуансонами) в одногнездной (или многогнездной) матрице без выдержки под давлением. Отформован­ные таблетки выталкиваются нижним пуансоном (или пуансонами).

В настоящее время выпускаются эксцентриковые машины с уси­лием таблетирования от 20 до 1000 кк. Эксцентриковая таблеточная машина (рис. 1 11.5) имеет литую составную станину 1, на которой смонтированы все узлы и детали машины. Крутящий момент обычно передается от электродвигателя на эксцентриковый главный вал 7 через клиноременную или плоскоременную передачу, шкив и зубча­тые шестерни.

На средней эксцентриковой части вала в шатуне установлена эксцентриковая втулка, которая может поворачиваться в цилиндри­ческом пазу шатуна с целью изменения эксцентриситета и регу­лирования давления таблетирования. К шатуну 5 прикреплен пол­зун 4, в котором установлен верхний пуансон 3. Нижний пуансон закреплен в резьбовом штоке, который может подниматься или опу­скаться под действием регулировочной гайки 2 и менять вес таблетки, формуемой в матрице.

Готовая таблетка выталкивается из матрицы нижним пуансоном под действием внутреннего профильного ролика. Порошкообразный материал из бункера 8 загружается в подвижный питатель 6.

Перемещение питателя осуществляется от привода машины. Штурвал 9 предназначен для проворачивания главного вала машины вручную. Готовые таблетки соскальзывают по лотку 10 в тару, устанавливаемую на площадке 11.

Принципиальная кинематическая схема рассматриваемой ма­шины показана на рис. 11.6, а. Привод машины осуществляется электродвигателем 1 через клино-ременную передачу 4 и шестерни 10, 12. Эксцентриковый вал 15, вращаясь, сообщает через шатун 16 возвратно-поступательное дви­жение ползуну 18 и верхнему пу­ансону 19. На тыльной торцовой стороне зубчатого колеса 12 уста­новлен внутренний профильный кулачок 11. Ролик 17, переме­щаясь по кулачку, обеспечивает возвратно-поступательное движе­ние штанге 31, которая через цап­фу 25 приводит в движение тол­катель 26, на котором укреплен нижний пуансон 24. При враще­нии регулировочной втулки 27 объем камеры засыпки в матрице 28 изменяется. Цапфу 25 устанавли­вают в зависимости от положе­ния регулировочной втулки при помощи стопорных гаек 30.

Кулачок 9, расположенный на консоли эксцентрикового вала, воздействует на ролик 8. Вслед­ствие этого рычаг 7 при помощи серьги 5 передвигает бункер 20 вдоль стола 21. При движении бункера зубчатые шестерни 2 ворошителя передвигаются по рей­ке 3. На кулачке 9 имеется волно­образный выступ, служащий для встряхивания бункера,что облег­чает засыпку порошка в матрицу.

Рис. 1 11.5. Общий вид эксцентрико­вой таблеточной машины:

1 - станина; 2 - регулировочная гайка; 3 - верхний пуансон; 4 - ползун;

5 - шатун; 6 - питатель; 7 - главный вал; 8 - бункер; 9 - штурвал; 10 - лоток;

11 — площадка.

На некоторых таблеточных маши­нах применяются приспособления для вибрационного встряхивания бункера.

Таблетируемый материал 32 предварительно засыпают в бункер 20 (рис. 2 11.6, б). При соприкосновении выступающей части кулачка 9 с роликом 8 бункер перемещается к матрице. После совмещения нижней щели бункера с матрицей материал засыпается в ее гнездо. По окончании засыпки бункер пружиной 6 возвращается в исходное

положение, а пуансон 19, опускаясь, входит в матрицу 23 и сжимает находящийся в ней порошок в таблетку 22.

П лотность таблетки зависит от глубины, на которую опускается верхний пуансон, и регулируется угловым перемещением эксцентриковой втулки 13 (расположенной в головке 14 шатуна) относительно вала 15. Когда верхний пуансон поднимается, таблетка 22 выталки­вается из матрицы нижним пуансоном 24. В начале следующего цикла таблетка сталкивается передней частью бункера со стола 21 на наклонный лоток 28, а толкатель 26 с ниж­ним пуансоном опуска­ется в исходное положе­ние.

Рис. 2 11.6. Эксцентриковая таблеточная машина:

а — кинематическая схема; б — схема дозировочного устройства;

1 - электродвигатель; 2, 10, 12 — шестерни; 3 — зубчатая рейка; 4 — клиноременная пе­редача; 5—серьга; 6—пружина; 7—рычаг; 8, 17—ролики; 9, 11 — кулачки; 13— эксцентриковая втулка; 14 — головка шатуна; 15 — вал; 16 — шатун; 18 — лолзун; 19— верхний пуансон; 20 — бункер; 21 — стол; 22 — таблетка; 23 — матрица; 24 — нижний пуансон; 25—цапфа; 26—толкатель; 27—регулировочная втулка; 28—лоток; 29 -резьбовая втулка; 30 — гайки; 31 - штанга; 32 — таблетируемый материал,

Колебания веса таблеток в процессе работы машины зависят от неравномерности засыпки порошка в матрицы, величины зазора между поверхностями нижнего пуансона и матрицы, настройки регулировочной втулки 27 относительно неподвижной резьбовой втулки 29, надежности крепления пуансона 24 к толкателю 26. В за­зор между толкателем и верхней плоскостью регулировочной втулки нe должны попадать пыль и порошок, так как увеличение зазора вызовет произвольное уменьшение веса таблеток.

Гайки 30 должны быть отрегулированы так, чтобы верхний торец пуансона 24 при выталкивании таблетки находился заподлицо с верхним торцом матрицы 23. Зона сближения пуансонов закрыта дверкой, которая сблокирована с конечным выключателем таким образом, что при открытой дверке цепь питания магнитного пуска­теля электродвигателя размыкается.

Производительность эксцентриковой таблеточной машины за­висит от площади таблетирования, глубины заполнения матрицы в скорости вращения эксцентрикового вала, обычно равной 15—40 об/мин (табл. 1 11.2). В свою очередь площадь таблетирования зависит от максимального усилия, развиваемого машиной, и удель­ного давления таблетирования, являющегося главным образом функцией свойств таблетируемого материала и скорости таблети­рования.

Таблица. 1 11.2

Технические характеристики эксцентриковых таблеточных машин

		Фирма и тип	машины
Параметры	«Stokes», 280 (США)	«Manesty», 35T (Англия)	«Korsch», ЕКIV(ФРГ)	«Busch», KV2000 (ФРГ)
Максимальное усилие таблети-рования, кН	1000	350	250	160
Производительность, шт. /ч , . Диаметр таблеток, мм .....	3000 100	720-2160 57	2400 80	2000 65
Глубина заполнения матрицы, мм	51	57	70	60
Мощность электродвигателя, кВт	7,5	3	3,3	2,2
Габаритные размеры машины, см	107Х239Х152	209Х123Х92	110Х310Х110	175Х115Х75
Вес машины, кН.	58	15,2	13	12,5

Расчет оптимальной производительности машины по формуле

является, как следует из приведенных объяснений, ориенти­ровочным.

Выше отмечалось, что одностороннее сжатие материала в таблетку на эксцентриковых таблеточных машинах выполняется кривошип-но-шатунным механизмом. Схема кривошипно-шатунного механизма в момент захода пуансона в матрицу (АВС) и в крайнем нижнем его положении (АВ₀С₀) приведена на рис. 3 , а. Как следует из этой схемы

Здесь S — величина хода пуансона в матрице; r— длина криво­шипа; l — длина шатуна; γ₁; α₁ — соответственно углы давления и поворота кривошипа в момент начала сжатия τ₁ (γ₁≤ 10°).

Поскольку r sin α₁ = l sin γ₁ и λ = r/l, для длин кривошипа и шатуна получим:

(11.7 и 11.8)

Величину S/2 r при различных значениях λ и γ₁ можно опреде­лять графически (рис. 3, б). Выбор величины хода пуансона за­висит от размеров бункерного питателя, который в момент заполнения матрицы материалом находится под верхним пуансоном.

Рис. 3 - Кривошипно-шатунный механизм эксцен­триковой машины:

а — схема механизма; б — номограмма для расчета механизма.

Пере­сечение наклонных линий, вычерченных для различных значений угла α₁, с кривыми значений λ позволяет определить по шкале на оси ординат значение S/2r. Например, при α₁ = 50° и λ = 1/3 имеем S/2r ~ 0,23.

После окончательного выбора размеров кривошипа и ползуна нужно рассчитать угол поворота кривошипа, соответствующий мо­менту начала сжатия: