医用棉签卷棉机设计
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医用棉签卷棉机设计前言 全自动棉签机是按照国家卫生标准自动设计和制造的一种自动化程序高、高速、高效生产卫生棉签。自动卷棉设备它填补了国内空白。 该机能制造棉签,具有综合性能强,棉头饱满、表面光洁、外形均匀、棉头与棒体缠绕牢固,产品完全达到国家要求标准,该机可根据不同用途的棉签,电子控制调节棉头大小满足各种使用要求。该机每小时可生产棉签3600支,克服了传统手工卷制效率低、棉签头大小不均、卫生条件差的缺点,该机畅销与国内外市场。 本设备适用范围可以用于个卫生材料厂,也适用于棉签用量大的大中型医院,家庭小型企业,创业致富的好途径。我所设计的棉签机实现了送棉,楸面棉,送签和卷棉于一体的全自动化功能。其主要设计思路来自于对手工卷棉动作分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合.综合利用槽轮机构的间歇运动,凸轮连杆的往复运动,不完全齿轮的间歇运动,摩擦轮机构以及减速器的定植调速比的设定.定量送料,定位传送和摩擦压力的设计都需要人工数据处理.利用Auto Cad软件强大绘图功能,和Word的编辑功能,把设计方案图文并茂,栩栩如生. 目录1总论及设计要求31.1功能要求31.2工作原理以及工艺动作流程图42传动方案和减速器总体结构方案设计52.1拟订传动方案5 2.1.1动机的选取 . .73主要执行结构方案设计83.1送料机构83.2楸棉机构103.3卷棉机构124机械运动系统设计方案拟定144.1拟定的方案145方案的评价165.1评价方案表166系统设计数据处理186.1方案b的数据处理186.2传动机构的尺寸设计及数据处理196.3成品的尺寸设计20总结21致谢 .22参考文献.231总论及设计要求1.功能要求全自动医用棉签卷棉机能够实现送棉、楸棉、送棉和卷棉的一体化功能。医院通用的签杆直径约3mm,长约为70mm,卷棉部分长约2025mm,每分种能生产60支。卷棉机由送棉机构,压棉机构,楸棉机构,送签机构,卷棉机构以及电动机组成。选择送棉机构时考虑到棉花很软,要实施持棉以直线、间隙、定长地将适量条状送入压(夹)棉、楸棉机构,可用带刺构件走直线轨迹段把棉条拉向前进,走非直线段时从棉条中退出,但此时要将棉条压住。我所设计的两种方案中采用两滚轮压紧棉条,同时,在继续运动中实现楸棉,但需与棘轮、槽轮或不完全齿轮机构联接,以实现间隙送进的功能。实现送签的功能是使一堆签杆分成一根一根送至确定位置,我采用将一堆签杆放入漏斗箱逐一的送到能产生一定压紧力的构件上,同时一边自转,一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。此外,压紧机构也有两种方案。2传动方案和减速器总体结构方案设计2.1拟订传动方案机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成如图:1电动机2联轴器3减速器.1初步选择电机和分配各级传动比(一)电动机的选择选择电机类型:电动机是机器中运动和动力的来源,其种类很多,有电动机、内机、蒸汽机、水轮机、气轮机、液动机等。电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易,一般机械上大多数是均采用电动机驱动。电动机已经是系列化了,通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。机械设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件,从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速,确定具体的型号。择电动机的类型和结构型式。生产的单位一般用三相交流电源,如无特殊的要求(如在较大范围内平稳地调速,经常启动和反转等),通常都采用三相交流异步电动机。我国已制定了一标准的系列是一般用途的全封闭的自扇冷鼠笼型三相异步电动机,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀气体和无特殊要求的机械,如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械食品机械等。由于系列还具有启动性好的优点,因此也适合某些对启动转矩要求较高的机械。三相交流异步电动机根据其额定功率和满载转速的不同,具有系列型号。为适应不同的安装需要,同一类的电动机结构又制成若干种安装形式。各类型的电动机的参数和外型及安装尺寸可查手册。选定电动机的容量:电动机的容量选得合适与否,对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时,电动机不能保证工作装置的正常的工作,或使用电动机因长期的过载而过早损坏;容量过大则电动机的价格高,能量不能充分利用,且常常不在满载下运行,其效率和功率的因数都较低,造成浪费。电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定,而发热又与其工作情况决定。 工作机所需工作功率,应由机器工作阻力和运动参数计算得来的,可按下式计算: 其中:T工作机的阻力矩,; n工作机的转速,;传动装置的总效率组成传动装置的各部分运动副效率之积,即 其中: 分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率 按推荐的传动比合理范围,取一级传动i1=20-50,二级圆柱直齿轮的传动比i2=4-6, 三级圆柱直齿轮的传动比i3=2-4,总的传动范围为40-200. 根据附。2选择Y系列三相异步电动机经过综合考虑决定选用Y132S8型号电动机考虑减小噪声、振动等方面的要求时,最好选用带传动。当原动机驱动主动轮时,由于带与带轮间的摩擦(或啮合),便拖动从动轮一起转动,并传递一定动力。带传动具有结构简单、传动平稳、选价低廉以及缓冲吸振等特点,在近代机械中被广泛应用。 图-带传动 图-链传动但是齿轮传动的制造及安装精度要求高,价格较贵,且不宜用于传动距离过大的场合。 蜗杆传动的传动比大,承载能力较齿轮低,常布置在传动系统的高速级,以获得较小的结构尺寸;同时,摩擦力大,发热大。同时蜗杆传动在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大,工作条件不够良好时,会产生较严重的摩擦与磨损,从而引起过分发热,使润滑情况恶化,因而摩擦损失较大,效率低; 根据以上的分析比较,再结合要求的工作条件可以得到,在此采用带传动。3主要执行结构方案设计3.1送料机构方案a:槽轮机构1主动销轮 2从动槽轮 3,4滚轮 5棉条 方案a所采用的送棉机构是如图31所示的槽轮机构。其主要由槽轮12和滚轮34的串联而成,当主动销轮1由传动机构相连而作等速连续转动时,当圆柱销未进入径向槽时,槽轮因锁住而静止;当圆销进入径向槽时,槽轮2在圆销的驱动下顺时针转动。当主动轮连续转动时,从动槽轮和滚轮4夹住棉条5向前送进,完全实现定量,定长,并以间隙、直线送棉功能。方案b:不完全齿轮机构1不完全齿轮 2棉条 3滚轮方案b所采用送棉机构是如图32所示的不完全齿轮机构。其主要由不完全齿轮和一个滚轮串联而成。 当不完全齿轮由传动机构而作等速顺时针连续转动时,当第一枚齿还未到达棉条时,棉条因无摩擦力而不能向前送进;而当第一枚齿接触到棉条,同时与滚轮啮合时,产生摩擦夹带棉条向前送进,直到最后一枚齿脱离滚轮,而停止送棉。当主动不完全齿轮作连续转动时,完全实现定量,定长,并以间隙、直线送棉功能。其中不完全齿轮的外圈部分是由橡胶模具制成。分析其原因如下: 考虑到棉花很软,如使用钢制不完全齿轮,在抓棉时很容易将棉条抓断;使用外圈为橡胶齿的不完全齿轮,质地相对柔软,又有弹性。 如果橡胶齿磨损,可以及时更换。 橡胶齿轮与钢制齿轮的造价相比较,前者较为经济。3.2楸棉机构方案a: 凸轮机构1凸轮 2弹簧 3冲压板 4底座 5刀具方案a所采用的楸棉机构如图33所示。其主要由主动凸轮、弹簧、冲压板、刀具和底座组成。当主动凸轮随传动机构作等速顺时针连续转动时,推动构件3,使之往下运动进而压住棉条,由于构件3刚好与刀具5相切,从而完成压棉、楸棉的动作。当主动凸轮转到回程时,构件3没有推力,受到弹簧2的弹力回到原处。与此同时送棉机构将棉条送到构件3下,以此来完成下一次的压楸棉的动作。安装刀具5和缓冲机构的好处: 比较锋利的刀具在构件3和下面的缓冲机构保证了棉条顺利的切割。 切割下来的棉条完整。方案b :爪轮机构1、4爪轮 2棉条 3橡胶块方案b所采用的楸棉机构如图34所示。其主要由两个爪轮串联而成。当主动爪轮1由传动机构作顺时针等速转动时,嵌入爪轮1的橡胶块转到另一个爪轮的橡胶块相遇时,夹送到的条棉2价在其中,靠弹性压紧,继续转动时,将条棉楸断。在实现压棉和楸棉时,还需要在方案b中的送棉机构(图31所示)的配合,因为没有它的压紧力,本机构就不能完成该功能。 3.3卷棉机构方案a:1漏斗状签箱 2、4输送机构 3签杆 5、8条棉 6导棉槽 7静止摩擦片 方案a所采用的卷棉机构如图35所示。起主要由主动输送机构、漏斗状签箱和导棉槽组成。将一堆签杆放入漏斗状的签箱1内,漏斗口限制签杆3只能一根一根地通过,由漏斗口下的输送构件2和4同步将签杆送入到导棉槽,进至与在导棉槽7内的静止摩擦片7接触后,在摩擦力作用下签杆3自转,此时签杆的外露在输送机构4外的头部(约长25mm)与导棉槽8中的条棉相遇,使条棉卷在签杆上。设计要求:漏斗状签箱1的口宽的大小应与签杆的直径差不多。这既能使签杆逐一的通过漏斗口,又防止签斗内签杆相互挤造成卡住。方案b:1漏斗状签箱 2签杆 3条棉 4输送机构 5齿行带 6拖板 7静止摩擦片 8弹簧 9压板 10卷轮方案b 所采用的卷棉机构如图36所示。起主要由卷轮、漏斗状签箱、送棉机构、拖板和静止摩擦片压板组成。将一堆签杆放入漏斗状的签箱1内,漏斗口限制签杆2只能一根一根地通过,由漏斗口下的卷轮5带离签箱1,进至与在压板9的静止摩擦片7接触后,在摩擦力作用下签杆2一面前进,一面自转,此时签杆的外露在输送机构4外的头部(约长25mm)与导棉槽8中的条棉相遇,且有一定的压紧力,使条棉卷在签杆上。4机械运动系统设计方案拟定4.1拟定的方案在第三章中,我已经分析了a,b两个方案的各构件的功能特点。根据形态学矩阵的分析和原理。现在对它们进行最佳组合。如图方案a1漏斗状签箱 2、4输送机构 3签杆 5凸轮机构 6正压机构 7底座 8不完全齿轮 9滚轮方案b1主动销轮2槽轮3滚轮4,11爪轮5橡胶块6齿形带7压板8支板9漏斗状签箱10签杆卷轮5方案的评价5.1评价方案表序号评价项目评价等级评价尺度(评价分数)1功能目标完成情况很好好较好不太好不好1085302工作原理的先进性先进较先进一般落后108403系统的工作效率高较高一般低108404系统机械传动的精度高较高一般低108405系统的复杂程度简单较复杂复杂10506系统方案的可靠性可靠较可靠一般不可靠108407系统方案的新颖性新颖较新颖一般不新颖108408系统方案的实用性实用一般不实用10509系统方案的经济成本低较低高较高1084010系统方案的环保问题好较好不好1050项目方案累计得分a548105108441058b888810108481072“”:“很好”,“”:“好”,“”:“不好”。方案评价标准方案a方案b成本低+便于加工+结构简单-+便于方便 +操作方便+总计5“+”,1个“”7个“+”显而易见,综上所评方案B为最佳方案。6系统设计数据处理6.1方案b的数据处理图611主动销轮 2槽轮 3滚轮 4,11爪轮 5橡胶块6履带 7压板 8支板 10签杆设计数据如下:卷棉机的生产率:60支/分钟卷棉机构和送签机构5的转速:v5=0.1m/s 卷轮的转速n=2 (rad/s)楸棉机构:爪轮的转速3: n3=2 (rad/s)送棉机构:主动销轮1的转速:n1=8(rad/s) 槽轮2 n2=2(rad/s)零件尺寸设计:r1=60/mm r2=50/mm r3=50/mm r5=100/mm履带长600mm 压板15cm 履带缺口深度3mm6.2传动机构的尺寸设计及数据处理计算传动装置的总传动比及分配各级传动比在前面的方案设计中已确定此次设计的减速器为齿轮传动,并且采用展开式传动。 分配原则:1、 使各级的传动的承载能力大致相同(齿面的接触强度大致相等)。2、 使减速器能获得最小的外形尺寸和重量。3、 使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等,润滑方便。 选用减速器为2级传动,经过2级变速后,再经过传动得到需要的转速和方向,经过综合考虑选得:i1=28.25 i2=4 i3= 轴名参数 转速(rad/s)输入功率KW710 8 2 2 22.2 2.046 1.98 1.925 1.905传动比效率28.25 4 10.93 0.97 0.97 0.99 传动齿轮设计: 齿轮参数 3 4 5 6 齿数8 32 16 32 模数 mm5 5 5 56.3成品的尺寸设计包装尺寸:长宽高 16508101300 重量: 150kg总结紧张的课程设计顺利结束了。在这设计过程中,我从原来对本专业并不十分了解的状况下,开始系统的运用了所学的机械基础知识,加深了对专业知识的理解和掌握.并且,培养了我查阅机械类书籍的能力,为我以后的学习打下了扎实的基础。机械设计作为一门传统的基础学科,内容丰富,涉及面广。在新的历史条件下,机械学与电子电气、液压等多种学科,联系更为紧密,它的综合性更强。相信我们工科学生在进行了认识实习、金工实习、生产实习、课程设计、毕业实习,特别是以后的毕业设计对整个大学阶段的知识的掌握会更加牢固。同时在以后的学习中会不断拓宽自己的知识面,结合生产实际,一定能更好的掌握机械知识。最后,非常感谢张宏老师的关心指导和其他同学的协作!致 谢本次毕业设计进行时,曾遇到重重的困难,使我深感自己所学知识的不足。从设计一开始就得到刘媛媛老师的大力支持,无私支援。在此向张宏老师表示忠心的感谢。并感谢所有给与我帮助的老师、同学。由于本人水平有限,设计中难免有错漏之处,敬请各位老师给予批评指正,不胜感谢。本次毕业设计,既是对已学知识的综合运用,也对一些以前没有涉及过的知识进行了应用。对已学过的知识的再一次复习、综合,对这部分内容又一次进行了更深刻的认识。而另外一部分知识,通过张宏老师的指导和自己查阅资料,对这部分内容有了一定的理解和认识。这对以后走上工作岗位,进行独立的工作设计有很大的帮助。 参考文献1牛鸣岐,王保民,王振甫.机械原理课程设计手册.重庆:重庆大学出版社,2001 2 机械工程手册电机工程手册编辑委员会编. 机械工程手册第59篇、冲压机械化与自动化. 北京:机械工业出版社.19823王知行,刘延荣.机械原理.北京:高等教育出版社,20004 哈尔滨工业大学理论力学教研组编.理论力学(第五版). 北京:高等教育出版社. 19935陈秀宁.机械设计课程设计.浙江:浙江大学出版社.1995 12 届毕业设计 医用棉签卷棉机设计设计说明书学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 指导教师 日 期 2012.6 塔里木大学教务处制 塔里木大学毕业论文(设计)开题报告课题名称 医用棉签卷棉机设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 12-1 指导教师 1.12.22 机械电气化工程学院教务办制一、 本课题来源及研究的目的和意义1.1课题来源全自动棉签机是按照国家卫生标准自动设计和制造的一种自动化程序高、 高速、高效生产卫生棉签。自动卷棉设备它填补了国内空白.该机能制造棉签, 具有综合性能强,棉头饱满、表面光洁、外形均匀、棉头与棒体缠绕牢固,产品 完全达到国家要求标准,该机可根据不同用途的棉签,电子控制调节棉头大小满 足各种使用要求。该机每小时可生产棉签 3600 支,克服了传统手工卷制效率低、 棉签头大小不均、卫生条件差的缺点。1.2研究目的本设备适用范围可以用于个卫生材料厂,也适用于棉签用量大的大中型医 院, 家庭小型企业, 创业致富的好途径。 我所设计的棉签机实现了送棉, 楸面棉, 送签和卷棉于一体的全自动化功能。 其主要设计思路来自于对手工卷棉动作分解,然后按照相应功能的机构部件 进行设计,对比,选定,以及优化组合.综合利用槽轮机构的间歇运动,凸轮连杆的 往复运动,不完全齿轮的间歇运动,摩擦轮机构以及减速器的定植调速比的设定. 定量送料,定位传送和摩擦压力的设计都需要人工数据处理.1.3研究意义医院应用的棉签日耗量很大,以往均由医护人员在值班间歇中用手工卷制,工作量很大,拟用机器代替手工卷制棉签。提高效率。二、医用卷棉机所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析2.1研究现状中国卷棉机市场分析及竞争策略研究报告是基于中经先略市场咨询中心对卷棉机市场广泛、深入的调查,并结合国家统计局、商务部、工商部门、海关、行业协会等官方权威数据,由中国产业发展研究网专家团队共同完成。2.2问题分析主要针对卷棉机进行市场及竞争分析,重点对竞争进行了深入系统的研究,主要包括:宏观经济环境、行业总体发展、市场运行分析、进出口状况、替代品发展、关联行业发展、竞争格局、竞争策略、主要企业竞争等。三、所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析3.1任务要求 制作出用机器代替人工卷棉的机器,具有效率的卷棉机3.2实现预期目标的可行性分析1)根据工艺动作要求拟定运动循环图。 2)进行送棉、揪棉、送签、卷棉四个机构的选型,实现上述4个动作的配合。3)机械运动方案的评定和选择。4)根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案; 5)画出机械运动方案简图(机械运动示意图);6)对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算。四、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路4.1重点研究本课题重点研究的是医用卷棉机的设计问题4.2关键问题关键的问题在于揪棉。我们用手工方式揪棉时,首先要用两只手的拇指和食指分别在两处捏紧,然后相对拉扯,揪下定长的条棉。用机器实现这个动作时,可将条状棉的原料端压紧在固定面上,然后在另一端既实现压紧又实现拉扯动作,前者称压棉动作,后者称揪棉动作。实现这些动作的机构必须有以下几个功能:(1)完成压棉动作的机构,其压头对条棉有一定的压力,并且要将压力保持一定的时间,使揪棉时,压头下的条棉不致滑移; (2)完成揪棉动作的机构,其压头一方面有压紧条棉的功能,又要使压头在保持压紧力的状态下有向某个方向运动的可能,以完成揪棉动作; (3)采用适当的压头形式,使条棉容易揪断; (4)条棉厚薄不匀时,机构能自动调整压紧力,或者揪棉时发现压紧力不够,要能加以调节。4.3解决的思路设计方案上的思路可归纳为下4点:1)送棉可采用两滚轮压紧棉条、对滚送进,送进方式可采用间歇运动,以实现定时定量送棉。2)揪棉时应采用压棉和揪棉两个动作,压棉可采用凸轮机构推动推杆压紧棉条,为使自动调整压紧力中间可加一弹簧。揪棉可采用对滚爪轮在转动中揪断棉条。3)送签可采用漏斗口均匀进出签杆,为避免签杆卡在漏斗口,可将漏斗作一定振动。4)卷棉可将签杆送至导棉槽,并使签杆产生自转并移动而产生卷棉,如采用带槽的塑料带通过挠性传动来实现。五、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法5.1工作条件 多齿轮传动和双曲柄传动5.2解决的办法 在设计中,我们发现这个机构的执行原件比较多,要联系各执行原件必然要联系很多机构,因此执行原件的传动机构采用齿轮传动和双曲柄传动(此设计要采用齿轮20多个),由于齿轮传动为高副,在adame下分析较慢,因此运动的分析大多是在eolidwomke的高副分析能力较弱,因此造型的时候能采用也是最简单最经济的一种方案。六、完成本课题的工作方案及进度计划6.1工作方案1、原始数据及设计要求(1)棉花:条状脱脂棉,宽2530 mm,自然厚45mm。(2)签杆:医院通用签杆,直径约3mm,杆长约70mm,卷棉部分长约2025mm。(3)生产率:每分钟卷60支,每支卷取棉块长约2025mm。(4)卷棉签机体积要小,重量轻,工作可靠,外形美观,成本低,卷出的棉签松紧适度。工作原理及工艺动作流程图6.2进度计划 第1-2周 准备阶段,搜集有关资料,准备参考资料。第3-4周 请教指导老师,去校工厂进行测量,比较,决定设计方案。第5-6周 根据工作要求,查阅相关手册,对各部分机构设计、计算,画草图。第7-8周 运用AutoCAD软件,设计工作视图。第9-10周 从工艺性能,经济性能,实用性能等方面对产品进行综合评价,校核,修订七、工艺分解与方案设计7.1工艺分解 按照医院用棉签的手工卷制方法,应有取棉、揪棉、取签、卷棉四个动作。用机器卷制棉签时,仿照手工方式进行动作分解,可粗分为:定量送棉、压(夹)棉、揪棉、送签和卷棉等工艺动作。下面就依此工艺动作为例,介绍构思机构方案的过程。 1送棉 将条状棉通过机构定时、适量送入压(夹)棉、揪棉机构。输送的对象是柔软的棉花,如果采用直线送进方式,则送棉机构必须有持棉和直线、间歇、定长送进等功能。持棉的方式可用带刺构件走直线轨迹段时把棉条拉向前进,定非直线段时从棉条中退出;也可用两滚轮压紧棉条、对滚送进等方式。前者在带刺构件脱出时,要把棉条压住;后者要实现间歇送进,需与间歇运动机构,如棘轮机构、槽轮机构或不完全齿轮机构等连接。 2揪棉 用手工方式揪棉时,首先要用两只手的拇指和食指分别在两处捏紧,然后相对拉扯,揪下定长的条棉。用机器实现这个动作时,可将条状棉的原料端压紧在固定面上,然后在另一端既实现压紧又实现拉扯动作,前者称压棉动作,后者称揪棉动作。实现这些动作的机构必须有以下几个功能:(1)完成压棉动作的机构,其压头对条棉有一定的压力,并且要将压力保持一定的时间,使揪棉时,压头下的条棉不致滑移; (2)完成揪棉动作的机构,其压头一方面有压紧条棉的功能,又要使压头在保持压紧力的状态下有向某个方向运动的可能,以完成揪棉动作; (3)采用适当的压头形式,使条棉容易揪断; (4)条棉厚薄不匀时,机构能自动调整压紧力,或者揪棉时发现压紧力不够,要能加以调节。3送签 在揪下的棉块落入导棉槽后,将签杆送至导棉槽上方与棉块接触。要使一堆签杆分成一根一根送至确定位置,有不少办法,常见的方法是将一堆签杆放入漏斗状的签箱1中,如图2.40所示。由漏斗口限制签杆2只能一根一根地通过,再由漏斗口下的输送构件3签杆一根一根地送走。为防止斗内签杆相互挤卡住,所以可设法使漏斗振动,或用其它方法使斗内签杆获得松动的机会,从而使签杆能顺利地漏出斗口。 4卷棉 将签杆送至导棉槽中与棉块相遇时,签杆随即作自转,将棉块卷上签杆;或使签杆一边自转、一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。此动作可通过卷轮自转并与摩擦片接触,使签杆产生自转并移动而产生卷棉,此时签杆外露在卷轮外的头部(约25mm)与导棉槽中的棉花相遇,且有一定的压紧力,从而完成卷棉动作。或者用带槽皮带的带传动与摩擦片接触产生自转完成自转及移动的卷棉动作。5方案总成总体布置 实现各工艺动作的机构方案选定以后按照操作方便,运动链短,调整、维修方便,体积小,外形美观等要求合理布置各机构的位置,称为总体布置。 卷棉签机机构布置方案:机构的主要参数大致选取如下:槽轮机构用单销四槽,中心距约50 mm;辊轮直径根据送棉长度和辊轮转角确定,约取直径D30 mm;凸轮机构的升程,根据条棉被压紧后的厚度再加调压结构裕量选取约10 mm,凸轮轴径取d12mm;机构I中爪轮的直径根据楸棉动作的转角和行程长度决定,建议取60 mm;取各机构主动轴间齿轮的传动比i1,m115mm,中心距60mm。7.2方案设计 1方案设计和总体布置 大体思路已如上述,某些细节和机构的选择尚需设计者深入构思,分析优缺点后确定。总体布置和大致尺寸确定后,也许尚有不合适的地方,需重作调整。选择方案时要注意:(1)传动路线要简短,机构要简单。(2)采用的运动副形式要适当。尽可能优先采用结构简单、制造方便、效率较高的转动副。(3)传力性能好。(4)制造容易,装配方便。此外,特别要注意机构执行构件实现的工艺动作是否优质、可靠。2绘制机构总体布置简图和运动循环图 为了使工艺动作协调配合,并尽可能选择更合理的参数,必须在作机构具体设计前,合理地规定各机构执行构件开始运动、实际工作和终止运动的时间(或相应机构主动件的位置),即编制机构运动循环图。 3机构设计 根据运动循环图确定各执行构件的运动规律,定出相应机构主动件的运动角,再根据总体布置允许的空间尺寸等条件确定某些必须由设计者确定的构件尺寸,并设计各机构。因为各机构型式的选择取决于揪棉的方式,所以应首先确定揪棉机构,然后再设计送棉机构或送签机构、导棉槽和卷棉机构。 4运动和动力特性分析 根据设计结果,作必要的运动、动力特性分析和检验。 5绘制机构系统的运动简图 八整理说明书及完成本课题的工作方案8.1整理说明书设计说明书中应包括设计题目、原始数据及设计要求、方案设计和选择的论证、机构运动循环图、机构设计参数的选取和计算结果(用图解法时保留作图辅助线,用计算机辅助设计时要有机构运动简图、数学模型、标识符说明表、计算程序框图、打印的程序及运行结果)以及对设计结果的评述。8.2完成本课题的工作方案:第一:充分的利用身边的各种资源,如:网络文献、我校的图书馆中的于此设计相关的藏书、我校的数字图书库等。在这里面收集大量的相关文献。仔细阅读,寻找相关的知识,希望能从寻找和学习的过程中有所启发有所感悟。第二:要从新深入的研习相关的力学知识,要进行计算,根据所需要的动力选择相应的电动机,这是我们在设计中要达到经济性的必要手段。第三:在遇到不懂得问题时,要积极联系指导老师,虚心向指导老师求教不懂得问题;同时可以与相关课题的优秀同学交流,求教。九、卷棉机的优点及缺点 (一)优点: 优点: 1.结构较为紧凑,简单,生产成本低. 2.执行原件间运动关系看齿轮来完成,稳定性好. 3.间歇运动机构采用不完全齿轮,可靠性高,条件适应性强(由于此机械 的加工材料为棉花,会有棉絮产生,因此对机械的条件适应性有一定要求) . 4.加工的过程为流水线式加工,一旦工件出现问题,查找及维修较容易. 5.执行原件多为底副,噪音较小. 6.具有良好的扩充性,如加装气动或 PLC 后,可以使原件间传动的关系更 为简便. 7.自动化程度高,全过程完全不需要有人参与. 8.整体运动过程中没有速度突变,原件受用寿命较高. 9.体积小. (二)缺点: 缺点: 1.由于是四杆机构,所以机械效率较低. 2.不完全齿轮在工作的时候小轮会有一定的震动, 尽管采用了变为修正 (具 体尺寸可参照上面尺寸设计的表格) ,但小轮磨损仍可能较快,因此加工的时 候应采用特殊处理工艺. 3.四杆机构的使用是系统不够紧凑,体积上比第一种方案大. (三)解决方案: 解决方案: 1.当用户对系统的工作效率要求较高时,可采用齿轮齿条机构代替四杆机 构作为卷棉机构. 2.在允许成本有一定提高的情况下,可以将进棉条机构采用步进电机控制 齿轮机构,可以获得更好的机械性能.十、主要参考文献: 1徐颖.机械设计手册(第3.4.5卷) 北京:机械工厂出版社.2001 2王晓晴.机械制图.武汉:湖北科学出版社.2004 3何兆太.毕业设计指南.武汉:中国地质大学出版社.2003 4吴宗泽.高等机械设计.北京:清华大学出版社.2005 5彭文生等主编.机械设计.武汉:华中理工大学出版社.2004 6黄锡凯.郑文伟主编.机械原理.北京:高等教育出版社.2004 7邓星钟.机电传动控制.武汉:华中理工大学出版社.2007 8机械工程手册编委会.机械工程手册(第8卷).机械工业出版社.2008 9藤森洋三(日).机构设计实用构思图册.机械工业出版社.2003 10朱正心.机械制造技术.北京:机械工业出版社.2001 11苏建修.机械制造基础.北京:机械工业出版社.2005 12陈立德.机械设计基础.北京:高等教育出版社.2002 13张定华.工程力学 北京:高等教育出版社.2005 医用棉签卷棉机设计 ( 【摘要】该机能制造棉签,具有综合性能强,棉头饱满、表面光洁、外形均匀、棉头与棒体缠绕牢固,产品完全达到国家要求标准,该机可根据不同用途的棉签,电子控制调节棉头大小满足各种使用要求。该机每小时可生产棉签3600支,克服了传统手工卷制效率低、棉签头大小不均、卫生条件差的缺点,该机畅销与国内外市场。关键词:棉签 卫生 畅销中图分类号:* 文献标识码:A 0引言棉签机实现了送棉,楸面棉,送签和卷棉于一体的全自动化功能。其主要设计思路来自于对手工卷棉动作分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合.综合利用槽轮机构的间歇运动,凸轮连杆的往复运动,不完全齿轮的间歇运动,摩擦轮机构以及减速器的定植调速比的设定.定量送料,定位传送和摩擦压力的设计都需要人工数据处理.利用Auto Cad软件强大绘图功能,和Word的编辑功能,把设计方案图文并茂,栩栩如生.毕业设计1总体设计与工作原理1.1卷棉装置总体设计采用的卷棉机构如下图所示。起主要由卷轮、漏斗状签箱、送棉机构、拖板和静止摩擦片压板组成。将一堆签杆放入漏斗状的签箱1内,漏斗口限制签杆2只能一根一根地通过,由漏斗口下的卷轮5带离签箱1,进至与在压板9的静止摩擦片7接触后,在摩擦力作用下签杆2一面前进,一面自转,此时签杆的外露在输送机构4外的头部(约长25mm)与导棉槽8中的条棉相遇,且有一定的压紧力,使条棉卷在签杆上。1漏斗状签箱 2签杆 3条棉 4输送机构 5齿行带 6拖板 7静止摩擦片 8弹簧 9压板 10卷轮 1.2作业原理选择送棉机构时考虑到棉花很软,要实施持棉以直线、间隙、定长地将适量条状送入压(夹)棉、楸棉机构,可用带刺构件走直线轨迹段把棉条拉向前进,走非直线段时从棉条中退出,但此时要将棉条压住。我所设计的方案中采用两滚轮压紧棉条,同时,在继续运动中实现楸棉,但需与棘轮、槽轮或不完全齿轮机构联接,以实现间隙送进的功能。实现送签的功能是使一堆签杆分成一根一根送至确定位置,我采用将一堆签杆放入漏斗箱逐一的送到能产生一定压紧力的构件上,同时一边自转,一边沿导棉槽移动完成卷棉动作。2主要工作部件结构2.1 装配图如下.1、送料斗2、轴承座3、压紧装置4、弹簧5、齿形带6、送料斗7、皮带8、皮带轮9、齿轮箱10、箱体壁11、轴承座 参考文献1徐颖.机械设计手册(第3.4.5卷) 北京:机械工厂出版社.2001 2王晓晴.机械制图.武汉:湖北科学出版社.2004 3何兆太.毕业设计指南.武汉:中国地质大学出版社.2003 4吴宗泽.高等机械设计.北京:清华大学出版社.2005 5彭文生等主编.机械设计.武汉:华中理工大学出版社.2004 6黄锡凯.郑文伟主编.机械原理.北京:高等教育出版社.2004 7邓星钟.机电传动控制.武汉:华中理工大学出版社.2007 8机械工程手册编委会.机械工程手册(第8卷).机械工业出版社.2008 9藤森洋三(日).机构设计实用构思图册.机械工业出版社.2003 10朱正心.机械制造技术.北京:机械工业出版社.2001 11苏建修.机械制造基础.北京:机械工业出版社.2005 12陈立德.机械设计基础.北京:高等教育出版社.2002 13张定华.工程力学 北京:高等教育出版社.20052河北建筑工程学院毕业设计(论文)外文资料翻译 系别: 城市建设 专业: 环境工程 班级: 环境031 姓名: 刘志祥 学号: 2003313131 外文出处:S.N. Mahnik et al. / Chemosphere66 (2007) 3037 指导教师评语:签字: 年 月 日2、外文资料翻译译文5-氟尿嘧啶、阿霉素和柔红霉素在医院废水中的去向和通过活性污泥法的去除以及通过膜生物反应系统的治理摘要:抗肿瘤药应用于癌症的治疗,最终通过人类排泄排入医院废水。 在本文研究中,维也纳大学医院肿瘤住院病房污水管中的原废水在两年中被检测了98天,用以观测5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)、阿霉素、柔红霉素的细胞抑制作用。在下一步工作中,消除毒品的膜生物反应系统被探讨。此外,他们在废水中的生命期和通过活性污泥法的消除效果,通过放射性同位素标记的物质来研究。在监控期间, 浓度范围8.6 124 ug/l的5-氟尿嘧啶(5-FU)和0.26 1.35ug/l的阿霉素(DOX)被测定。浓度分析与通过投入产出模型推算出来的最低范围相吻合。通过膜生物反应器治理的肿瘤废水以及在维也纳大学医院废水分析的浓度结果都低于检测限。通过对被放射性同位素标记的化合物的调查显示5-氟尿嘧啶在低于检测限浓度下,在液相阶段可以去除。但是, 高达25%的被放射性同位素标记的等量毒品在气相时被发现,只有有极少部分在固相被发现,这表明至少有一部分是可以用药物降解的。如蒽90%以上在液相可以被去除。在这种情况下,吸附悬浮固体似乎是用于消除的主要方法,因为高达30%的被放射性同位素标记的等量毒品在固相阶段被检测。 调查结果表明,我国抗癌药物在污水处理厂,用吸附或降解法去除。关键词:蒽;5-氟尿嘧啶;医院污水;监测;消除;活性污泥1.引言在过去几年,癌症治疗中越来越多的使用了抗癌药物,这是一个新兴的环保问题,可以预计,由于医疗制度的发展和人们对生命的更高的期望,这种抗癌药物的消费量会日益增长。细胞抑制属于CMR(致癌、致突变和生殖毒性的)药物。他们通常部分经转化排入医院的污水中,部分甚至没经任何转化,在药物治疗中通过病人的尿液和粪便直接排入。因此,他们被假设为和环保相关的化合物。由于医院污水到达市政污水管网时到达一般未经任何初步治理,医院不可否认的成为抗癌药物释放源的代表。在维也纳大学医院(VUH)近80%的癌症疗法是在门诊治疗病房,即病人出院后用药。随后,药品也直接排入市政污水管网。其在医院污水中测量出的数量可作为区别疑似污染问题的重要的一个起点。尤其在德国,调查一直活跃在检测在病人用药后的环境中细胞抑制的命运。Steger-Hartmann等(1996年) 在污水管中的样品中测定抗肿瘤药中,环磷酰胺和环磷酰胺的浓度分别为146ng /l和24 ng/l,Kummerer (2000) 在一家肿瘤医院废水中发现环磷酰胺的浓度为0.006-1.9ng /l,环磷酰胺的浓度为0.024.5 ng/l。在城市污水处理厂的进水口接收的环磷酰胺环磷酰胺测定的浓度为0.010.03 g/l,0.006-0.14 g/l,在污水处理的观测期间,无任何明显的减少。这些成果经Kummerer等 (1997)调查核准。这项研究中,医院污水中测定的环磷酰胺的平均浓度为109克每升。在城市污水处理厂进水口发现的浓度为6.28.5 g/l,污水中的浓度为6.59.3 g/l。其中最常用的治疗癌症的药物是抗癌药物类中的5-氟尿嘧啶。 因此,它可作为一种试验性的物质,用以评估来自医院的污水物质对环境污染。1997年在奥地利(sattelberger,1999),5-氟尿嘧啶的消耗总额为119kg,2001年在维也纳大学医院(VUH),5-氟尿嘧啶的消耗总额为4.74kg。这种药物治疗乳腺癌、皮肤癌、膀胱癌与肺癌,每平体表的剂量从200至1000毫克不等(Dorr 和Von Hoff,1994)。约2-35%的药品在24小时内经由尿液排出。 (Diasio 和 Harris,1989; Schalhorn和Kuhl,1992; Dorr和Von Hoff,1994)。国际癌症研究机构表明5-氟尿嘧啶由于其对人体的致癌作用至今还未给予分类(癌症研究所,1987)。 阿霉素(DOX)、阿霉素(EPI)、柔红霉素(DAUN)属于蒽类。2001年,这些药物在维也纳大学医院(VUH)的消费总额为0.25 kg。 该化合物常用于血液和固体肿瘤的治疗,包括急性白血病、高档淋巴瘤、乳腺癌、膀胱癌(Dorr 和Von Hoff, 1994)。蒽的剂量范围为15-120毫克每平体表。约3.55.7的阿霉素(DOX),11的阿霉素(EPI)和1315的柔红霉素(DAUN)在24小时内经由尿液排出。代谢物包括有毒化合物如阿霉素醇(Doxorubicinol),柔红霉素醇(daunorubicinol)或阿霉素醇(epirubicinol)和无毒物如7-羟基和7-脱氧苷(Dorr 和 Von Hoff,1994)。国际癌症研究机构将阿霉素(DOX)和柔红霉素(DAUN) 分类为第二类(包括A和B) ,2A类意味着也许可能致癌,2B类意味着很可能致癌(癌症研究所,1987年)。这项研究的主要目的是通过计算废水的浓度,来确定在维也纳大学医院(VUH)肿瘤住院病房下水道系统中选定的细胞抑制的浓度,监测实际浓度,探究在膜生物反应系统中物质的消除。这项研究的另一个目的是提供一个更好的对他们在废水中的命运的了解和通过活性污泥法将他们的消除。 图1:5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)、阿霉素、柔红霉的化学结构2. 材料和方法2.1实验材料通过用放射性同位素标记化合物进行试验,被2-14C标记的5-氟尿嘧啶购自ARC (American RadioLabelled Chemicals Inc,St. Louis,MO),通过14-14C标记的阿霉素盐酸盐购自Amersham公司(Buckinghamshire,England)。化合物的化学结构如图1所示。 闪烁的液体最适氟是来自惠普(明言染色体、波士顿、马)。新鲜城市污水从boku大学自然资源和应用生命科学学院当地的下水道中被泵抽出并收集到储存罐中。 活性污泥取自一个被boku大学自然资源和应用生命科学学院当地的下水道中的污水完全浸泡过的序批式反应器中。通过放射性同位素标记药物的测试,悬浮固体平均浓度为817.6 g/l。测定依据据德国指南进行(DEV, 2003)。3. 实验安排3.1 监测在肿瘤住院病房的污水和维也纳大学医院(VUH)的出水口维也纳大学医院肿瘤住院病房的下水道系统以在超过24小时后,允许收取18位病人全额废水(3个厕所和3个淋浴) (Lenz等,2005)的方式进行了改建。污水管道与中央收集系统分开,并连接到维也纳大学医院的技术研究所的两个1000升的储罐中(见图 2)。在试验处理厂,一膜生物反应器系统附属在1000升的储罐。该系统包括一个有1毫米格栅的140升搅拌池,一个150升的曝气池、 一个超滤舱和一个储存过滤后污水的污水池。这个生物反应系统在液压负荷100200 l/h,即水力停留时间为20-24小时才能起作用。膜生物反应器由曝气池和外部的管状超滤舱组成(MOLSEP,低谷过滤股份有限公司,德国)。曝气池中的悬浮物浓度为11.8-15.2 g/l。超滤舱运作有polysulfonmembrane(活跃表面=1平方米,截流面=100kd)在横流模式。在两年不同时间总共98天的时间内进行四个时段监控(监测1-4)。在1监测期间,1000升的储罐被采样器1进行采样。在2-4监测期间,废水样本在不同的地点采样:把1000升的储罐内的污水混合15分钟后进行采样(采样器1),在原水经过搅拌池的格栅后进行采样(采样器2),在出水口进行污水采样(采样器3)。这些样品在进行分析前均存放在零下20度的环境中。另外维也纳大学医院(VUH)的原始废水样品在两个不同的时间进行采样。在进入市政污水排放系统之前,在4个采样流出点进行汇集样本的采集。图2:维也纳大学医院设计的抽样3.2计算废水浓度为了找出监测结果和服用剂量之间的关系,人体排泄率及服用药物数量被用于计算在肿瘤住院病房下水道污水的最小和最大的浓度范围(mahnik等,2003)。3.3 测定细胞抑制的分析方法所有废水样品均在5000g的中离心10分钟,经过孔径0.22 ug的无菌过滤器来清除悬浮固体。为分析5-氟尿嘧啶,样品的pH值 (50毫升)通过醋酸调整到4.5。固相萃取柱通过甲醇进行预处理,水和醋酸钠做缓冲液。5-氟尿嘧啶在8毫升的甲醇中洗脱(pH9)。洗脱液的溶剂通过蒸发进行干燥,残渣在硼砂缓冲剂的作用下被分解(pH9)。当用毛细管电泳仪分析发现,5-氟尿嘧啶在265纳米时被监测出具有典型迁移时间21分钟,极限量化(LOQ) 18.6 ug/l (mahnik等,2004)。为了分析蒽,样品的pH值通过氢氧化钠调整到7.5。固相萃取柱(C8柱)由甲醇进行预处理, 水、磷酸盐和含2%牛血清白蛋白做缓冲液(BSA,w/v)。由于水中没有显示标准曲线的线性回归,我们加入了BSA,从而利用高蛋白与蒽的结合能力。药物在1.5毫升的甲醇/三氯甲烷(1:2,体积/体积)的溶剂中洗脱。洗脱液的溶剂通过蒸发进行干燥,残渣在100 ug30%的乙腈,10mm70的钾基磷酸氢钙缓冲液中被溶解。高效液相色谱分析使用10mm的钾基磷酸氢钙缓冲液和乙腈洗提液。物质通过它们在荧光扫描后的保留时间来鉴定,通过最高值的范围使之量化(Mahnik等,新闻)。阿霉素(EPI)和阿霉素(DOX)的LOQ为0.26 ug/l,柔红霉素为0.29 ug/l。 3.4 一批通过放射性同位素标记化合物的试点废水的命运和活性污泥法的消除为了探究废水的命运和活性污泥法消除实验的效果,两个浓度分别为5微克每升和500微克每升被2-14C 标记的5-氟尿嘧啶和一个浓度为2500微克每升被14-14C标记的阿霉素盐酸盐被用来做试验。 上述浓度的物质被培育在9毫升的废水或活性污泥中24小时动力学。当物质被培育在活性污泥中,产生的二氧化碳通过1克的装满苏打和石灰水的U形管被收集。为了优化分析,苏打石灰水为了计算被分成了三部分。把样本用搅拌器搅拌(KS 501 D Janke和 Kunkel) 在开始时,0.5小时,1小时,3小时,4小时,6小时和24小时分别采取标本。离心沉淀后(2分钟,9300g),上层漂浮物、固体废物和苏打和石灰水通过闪烁计数器被计数了300次(wallac141液体闪烁计数器)。一比较,同等浓度的5-氟尿嘧啶倒在渗透水和阿霉素(DOX)倒在50%的渗透水和二甲基亚砜,体积/体积得到验证。4. 结果与讨论4.1. 监测肿瘤住院病房的废水为了评估肿瘤住院病房下水道中抑制细胞的浓度的数量,我们对3个废水采样器监测了98天。在图3中,分析和计算了采样器1中显示的5-氟尿嘧啶(5-FU)和阿霉素(DOX)的浓度。样本所有时期的结果在表1中显示。在监测1-4中,样本1中5-氟尿嘧啶(5-FU)的浓度从8.6ug/l变化到124ug/l。计浓度算结果与考虑排泄率2%成线性排列。总体来说,在1000升中会发现0.6-4.5%。在分析时蒽废水采样器1 时,在浓度0.26-1.39ug时,监测1和3时只有阿霉素(DOX)被监测到了。结果可以同计算考虑排泄率0.5进行对比(mahnik等,2003)。总体上管理数量的0.17-0.35%在监测器1和3中被发现了。在取样时期,EPI和DAUN仅仅偶然的或根本监测不到。分析采样的污水膜生物反应器(采样器3)的5-氟尿嘧啶(5-FU)和阿霉素(DOX)浓度的影响低于LOD,并且还分析了混合膜生物反应器系统(采样器2)浓度产量低于LOD。水池样本中维也纳大学医院(VUH)的影响的分析导致在观测期内4个样本点浓度低于LOD。下水道重建使肿瘤下水道选择性样本成为可能(见图2)。其他医药资源(如废物处置等)可以被剔除,因为根据澳大利亚知道方针抑制细胞生产从细胞毒素的药物中被分类为有毒废物(sn53510)并必须焚烧剔除。虽然化学分析的结果同计算数据成线性排列,但是下水道中的总量跟被控制的数量比却随着时间的变化一直减少。有下面集中可能的解释:1、只有75的肿瘤住院病房的厕所同储水罐相连;2、不能确保与之相连的厕所被病人使用;3、人体排泄率差异很大;4、没有经过过虑吸附的废水(24h)存储可能发生。由于存贮过程中悬浮固体的出现和生产生物数量可以孵化、减少会成为为什么5-氟尿嘧啶(5-FU)和阿霉素(DOX)都没有在取样器2中发现的原因。样本原料的吸附作用可以被5-氟尿嘧啶(5-FU)排除,正像Mahnik 等(2003)描述的那样。 Kummerer (2000)计算了在医院的影响浓度范围从3.9到112.8ug/l,这些数据排列成跟维也纳大学医院(VUH)肿瘤下水道中确定浓度的范围成相同的序列,但是,并没有被分析所证实。Kummerer (2000)进一步提到,在市政原废水和在下水道治理工厂排泄物中0.04道1.13ug/l的浓度是可以预计的,因为5-氟尿嘧啶(5-FU)可以被认为是没有经过剔除就直接通过处理厂的下水道。这个浓度范围同Mahnik 等(2003)计算的维也纳大学医院(VUH)流出物浓度范围类似(0.1-1.4ug/l)。图3:5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素(DOX)的计算浓度和分析浓度8
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