Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ nâng cao chất lượng bộ cam dẫn chày trên máy dập viên zp33b, nhằm nâng cao chất lượng sản xuất viên nén cho ngành dược việt nam

Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ nâng cao chất lượng bộ cam dẫn chày trên máy dập viên zp33b, nhằm nâng cao chất lượng sản xuất viên nén cho ngành dược việt nam

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-  -

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỘ CAM DẪN CHÀY TRÊN MÁY DẬP VIÊN ZP33B, NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN XUẤT VIÊN NÉN

CHO NGÀNH DƯỢC VIỆT NAM

Hướng dẫn khoa học: PGS TS Vũ Quý Đạc

Học viên : KS Phạm Quang Bình

Thái Nguyên năm 2009

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỘ CAM DẪN CHÀY TRÊN MÁY DẬP VIÊN ZP33B, NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN XUẤT VIÊN NÉN

CHO NGÀNH DƯỢC VIỆT NAM

Học viên : KS Phạm Quang Bình Lớp: CHK9-CTM

Hướng dẫn khoa học: PGS TS Vũ Quý Đạc

TRƯỞNG KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN

TS NGUYỄN VĂN HÙNG PGS-TS VŨ QUÝ ĐẠC PHẠM QUANG BÌNH

Thái Nguyên năm 2009

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẾ TẠO MÁY DẬP VIÊN NÉN CỦA NGÀNH DƯỢC VIỆT NAM 1 Tình hình công nghiệp Dược việt nam trong những năm gần

1.2 Thực trạng ngành dược việt nam trong nhũng năm qua 10

1.3 Xu thế phát triển của ngành dược trong thời gian tới 12 2 Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại phụ tùng máy

dập viên ở Việt Nam

13

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA BỘ CAM DẪN MÁY DẬP ZP33B

1 Nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết 16

1.3 Xác định vận tốc trượt, áp lực tác động lên bề mặt làm việc của cam

.1.3.3 Phân tích lực tác dụng lên bề mặt của cầu trượt 25

1.3.4 Tính toán sức bền của cam sử dụng phần mền cosmos Design

star 4.0 theo phương pháp phần tử hữu hạn 32 1.3.4.1 Giới thiệu phần mền cosmos Design star 4.0 33

1.3.4.2 Nhận xét 36 2 Nghiên cứu xác định yêu cầu kỹ thuật sản phẩm: 37 2.1 Sai số tương quan về hình dáng hình học các bề mặt làm việc 37 2.2 ảnh hưởng của quá trình nhiệt luyện đến hình dáng hình học 38 2.3 Xác định các dạng hỏng chủ yếu, nguyên nhân, cơ chế mòn

2.3.5.3

Mòn do va chạm của các vật rắn (percussion) Các nhân tố ảnh hưởng đến mòn va chạm

54 55 2.3.6 Đánh giá ảnh hưởng của các dạng hao mòn ở chi tiết cam 55 2.4 Chỉ ra các hạn chế của chi tiết và xác định yêu cầu kỹ thuật

chế tạo chi tiết

55

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO SẢN PHẨM BẰNG CÔNG NGHỆ CAO VÀ CÁC BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ BỀ MẶT NÂNG CAO CHẤT

LƯỢNG SẢN PHẨM

2.3.1 Xây dựng lưới bề mặt từ các đám mây điểm 66

2.4 Chỉnh sửa và hoàn thiện mẫu 3D từ dữ liệu quét 68

3.2 Quy trình công nghệ chế tạo và gia công cam dẫn 72

4 Biện pháp công nghệ bề mặt nâng cao tuổi bền của cam dẫn 79

4.4 Tính chất của lớp thấm nitơ 80

CHƯƠNG 4 :PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

PHẦN MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài:

- Hiện nay cả nước ta có khoảng 200 công ty dược, trong số đó chỉ có khoảng 70 công ty đủ tiêu chuẩn GMP (tiêu chuẩn Đông nam Á) theo lộ trình của nhà nước đề ra là đến 2010 tất cả các công ty dược muốn hoạt động tiếp thì phải đủ điều kiện theo tiêu chuẩn WHU (tiêu chuẩn thế giới)

- Dân số nước ta hiện nay gần 90 triệu (thứ 13 trên thế giới), điều kiện môi trường nước ta là kém, phát sinh nhiều bệnh tật Do vậy thị trường thuốc viên ở nước ta hiện nay là rất tiềm năng, các máy dập viên ta chưa sản xuất, hầu hết máy dập của các công ty đều nhập từ nước ngoài như Trung Quốc, Đức, Thái Lan…phụ tùng cho các máy dập viên mua theo hợp đồng kinh tế, hoặc mua theo đường tiểu ngạch Trong hệ thống máy dập viên cụm chi tiết cam dẫn chầy giữ vai trò rât quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến của chầy Hiện nay nước ta chưa có một nhà máy hay cơ sở sản xuất nào nghiên cứu chế tạo hệ

thống cam dẫn của máy dập viên ZP33B

- Do vậy đề tài “Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ nâng cao chất lượng bộ cam dẫn chày trên máy dập viên ZP33B nhằm nâng cao chất lượng sản xuất viên nén cho ngành Dược Việt Nam” là thực sự cấp thiết trong điều kiện

hiện nay

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

Tình hình phát triển của thị trường phụ tùng máy dập viên nói chung và cầu trượt máy dập viên ZP33B nói riêng

Các nguyên nhân hỏng của cam trượt máy dập ZP33B, trong quá trình làm việc Cấu tạo tế vi của cầu trượt trên

Xác định vận tốc trượt, áp lực tác dụng lên bề mặt cam, từ đó xác định biểu đồ ứng suất, biến dạng của cam trượt

Nghiên cứu lựa chọn vật liệu và các biện pháp công nghệ để chế tạo chi tiết đảm bảo khắc phục các nhược điểm thường

Chế tạo cam trượt trên máy CNC đảm bảo độ bền, độ chịu mài mòn cao và chạy thử trên máy ZP33B

3 Nội dung nghiên cứu của đề tài:

Nghiên cứu tổng quan về ngành công nghiệp dược việt nam Thiết bị, phụ

tùng máy dập viên trong công cuộc đổi mới hiện nay

Nghiên cứu quá trình làm việc của hệ thống cam dẫn: điều kiện làm việc của cam dẫn, quá trình mòn hỏng khi làm việc, tìm hiểu cấu tạo tế vi của chúng Xây dựng các biểu đồ ứng suất, biến dạng của cam từ đó tìm ra các hạn chế

của chi tiết

Xây dựng qui trình công nghệ chế tạo chi tiết cam và tiến hành chạy thử nghiệm

4 Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài

- Nghiên cứu hoạt động của máy dập viên nén, điều kiện làm việc của hệ thống cam dẫn, tình trạng chịu ma sát, mòn giữa bề mặt cam và vai chầy dập từ đó xác định những yếu tố cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chế tạo sản phẩm

- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ chế tạo và các biện pháp kỹ thuật bề măt nhằm kéo dài tuổi thọ của máy và nâng cao chất lượng sản xuất thuốc viên

- Để chế tạo hệ thống cam dẫn cho máy dập viên ZP33B, có thể gia công trên các máy vạn năng, vấn đề là hệ thống đồ gá và quy trình công nghệ hợp lí

- Đã có nhiều cơ sở chế tạo, nhƣng chất lƣợng không ổn định, tỉ lệ phế phẩm cao không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, sản xuất không hiệu quả

- Trong khi đó nhu cầu thực tế của các doanh nghiệp dƣợc về loại phụ tùng này là rất lớn

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẾ TẠO MÁY DẬP VIÊN NÉN CỦA NGÀNH DƯỢC VIỆT NAM

1 Tình hình công nghiệp Dược việt nam trong những năm gần đây và xu thế phát triển

1.1 Những cố gắng của ngành Dược Việt nam trong thời kỳ bao cấp

Từ sau ngày đất nước thống nhất (1975), công nghiệp dược Việt Nam đã có “một hệ thống” (nói đúng hơn là một tập hợp) cơ sở sản xuất dược phẩm phân cấp theo tầng nấc hành chính: các doanh nghiệp dược trung ương (chủ yếu có nhà máy ở Hà Nội và TP Hồ Chí Minh), các doanh nghiệp cấp tỉnh, thành phố và hơn 500 cơ sở sản xuất của các công ty dược phẩm huyện Toàn bộ “hệ thống sản xuất” này tồn tại dựa trên giá trị 30 triệu rúp chuyển nhượng (tương đương 30 triệu USD) về thuốc do khối SEV viện trợ và trao đổi thương mại cho Việt Nam trước khi khối SEV sụp đổ, bao gồm một số thành phẩm thuốc (cảm sốt, kháng sinh nhóm betalactam, corticoid, vitamin ) và một số nguyên liệu dược thiết yếu Nguồn nguyên liệu thứ hai được ngành dược tạo ra dựa trên nguồn ngoại tệ “tự có” do các doanh nghiệp xuất khẩu dược liệu thô và tinh dầu để nhập khẩu thuốc thành phẩm và nguyên liệu dược Nhờ vậy mà trong suốt thời kỳ Việt Nam bị Mỹ thực hiện chính sách thù địch cấm vận kinh tế, ngành dược vẫn có thể đáp ứng được nhu cầu thiết yếu nhất về thuốc, góp phần quan trọng vào những thành tựu nổi bật của ngành y tế Việt Nam thời bao cấp Mức tiêu thụ bình quân thuốc trên đầu người thời kỳ này (1975-1990) đạt vào khoảng 0,5-1USD/năm

1.2 Thực trạng ngành dược việt nam trong nhũng năm qua

Cho đến cuối những nǎm 80, theo chủ trương phân cấp những hiệu thuốc huyện giao cho ủy ban nhân dân quản lý Ngành Dược Việt Nam có hàng trǎm công ty, xí nghiệp trung ương, tỉnh và hơn 500 công ty dược cấp huyện

Thực hiện Nghị định 388/HĐBT, ngành Dược đã từng bước sắp xếp lại mạng lưới các doanh nghiệp một cách hợp lý và hiệu quả Từ chỗ hơn 600 doanh nghiệp, chuyển thành 20 doanh nghiệp trung ương và hơn 100 doanh nghiệp địa phương chuyên sản xuất, kinh doanh về dược

Trước đây, các xí nghiệp sản xuất dược phẩm trong nước đều là xí nghiệp bào chế thuốc mà nguyên liệu chủ yếu được nhập từ nước ngoài theo các con đường khác nhau Trang thiết bị, máy móc, nhà xưởng phần lớn còn cũ kỹ, lạc hậu, trình độ công nghệ rất hạn chế Những nǎm gần đây, nhiều xí nghiệp dược đã mạnh dạn đầu tư, đổi mới công nghệ đồng bộ và hiện đại, cải tạo, xây dựng lại cơ sở sản xuất, thực hiện tốt tiêu chuẩn sản xuất thuốc (GMP) của khối ASEAN

Một số xí nghiệp đã chú ý đầu tư nâng cấp trang thiết bị và nâng cao trình độ chuyên môn kiểm nghiệm chất lượng thuốc, nghiên cứu để tǎng tuổi thọ và sinh khả dụng của thuốc Chủng loại các mặt hàng sản xuất trong nước ngày càng đa dạng, phong phú, mẫu mã được cải tiến, đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng

Nǎm 1996, lần đầu tiên Liên doanh sản xuất nguyên liệu giữa Xí nghiệp dược phẩm trung ương 24 và Công ty Woopyung Hàn Quốc đã bán tổng hợp thành công ở quy mô công nghiệp thuốc kháng sinh amocillin Đây là bước tiến rất quan trọng trong ngành sản xuất dược phẩm của chúng ta

Trong lĩnh vực xuất nhập khẩu thuốc và nguyên liệu làm thuốc, trước nǎm 1989, có hàng trǎm công ty, kể cả những công ty không có chức nǎng và không có chuyên môn về kinh doanh dược phẩm cũng tham gia, do vậy đã tạo nên một thị trường hỗn loạn mà ngành Y tế không quản lý cả về số lượng lẫn chất lượng Thực hiện Quyết định số 113/HĐBT ngày 9-5-1989, ngành Y tế đã tiến hành sắp xếp lại và tới nay chỉ còn 35 công ty, xí nghiệp được phép nhập khẩu nguyên liệu, phụ liệu phục vụ cho sản xuất của chính mình Nhờ vậy, công tác xuất nhập khẩu thuốc và nguyên liệu làm thuốc dần dần ổn định và đi vào nề nếp Trị giá thuốc và nguyên liệu được nhập khẩu không ngừng gia tǎng qua từng nǎm: Nǎm 1990 là 61.360.379 USD, nǎm 1996 là 349.409.000 USD, nǎm 1997 là 387.096.000 USD, nǎm 1998 là 415.727.000 USD, nǎm 1999 dự kiến là 450.000.000 USD

về các mặt tổ chức, trình độ quản lý để theo kịp yêu cầu đổi mới, chưa đủ nǎng lực quản lý có hiệu quả thị trường thuốc ngày càng đa dạng và phức tạp

Một vấn đề khác cũng đáng lưu ý là lực lượng cán bộ dược sĩ đại học bổ sung cho các tỉnh, thành phố (trừ Hà Nội và TP Hồ Chí Minh) giảm đi rất nhiều; có nhiều tỉnh nhiều nǎm nay không được dược sĩ đại học về nhận công tác Nhiều công ty, xí nghiệp thiếu cán bộ chuyên môn ở vị trí chủ chốt, nhiều chủ nhiệm hiệu thuốc huyện chỉ là dược sĩ trung cấp Nếu không có biện pháp kịp thời trong vài nǎm tới sẽ không có cán bộ thay thế Tuyến y tế cơ sở không có biên chế được dược tá cho trạm y tế xã cũng là một khó khǎn cho công tác quản lý dược Đội ngũ cán bộ quản lý chuyên môn kỹ thuật của các công ty, xí nghiệp vừa thiếu vừa chưa đủ về trình độ đáp ứng yêu cầu của nhiệm vụ mới Điều kiện vật chất của các cơ quan kiểm nghiệm nói chung còn gặp nhiều khó khǎn, thiếu thốn, phân tán và thiếu đồng bộ, thực sự chưa đáp ứng được yêu cầu đòi hỏi của công tác quản lý chất lượng Các đơn vị nói chung, đặc biệt là các đơn vị sản xuất thiếu vốn lưu động, thiếu vốn đầu tư để mở rộng khả nǎng kinh doanh của đơn vị

mình, trong khi đó số lao động dư dôi do hậu quả từ thời bao cấp còn nhiều

1.3 Su thế phát triển của ngành dược trong thời gian tới

Trong những năm qua, ngành công nghiệp dược với sự tham gia của các thành phần kinh tế đã tạo bước phát triển mới, từng bước đáp ứng nhu cầu thuốc phục vụ chăm sóc và bảo vệ sức khỏe nhân dân

Các doanh nghiệp được đầu tư mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu về tiêu chuẩn với 200 doanh nghiệp sản xuất thuốc, trong đó có 76 cơ sở đạt tiêu chuẩn thực hành tốt sản xuất thuốc (GMP), 83 doanh nghiệp được cấp giấy chứng nhận đủ điều kiện sản xuất thuốc có nguồn gốc từ dược liệu

Ðến hết năm 2007, thuốc sản xuất trong nước ngày càng đáp ứng nhiều hơn nhu cầu sử dụng của nhân dân, nếu tính theo giá trị sử dụng thì con số này chiếm hơn 50%; tiền thuốc bình quân đầu người của Việt Nam đã đạt 12,7 USD

Về cơ bản thuốc sản xuất trong nước đã đáp ứng tương đối đầy đủ các thuốc thiết yếu và thuốc phục vụ điều trị trong khối bệnh viện Thuốc sản xuất trong nước hiện nay bảo đảm được 773 hoạt chất, đạt gần 52% trong tổng số 1.500 hoạt chất đăng ký lưu hành ở Việt Nam; đồng thời chiếm 20 trong tổng số 27 nhóm dược lý theo phân loại của Tổ chức Y tế thế giới

Tuy có bước phát triển nổi bật đó, nhưng nền công nghiệp dược Việt Nam vẫn còn non yếu, chưa chủ động được thuốc sản xuất trong nước để đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe nhân dân vì tới 90% nguyên liệu sản xuất vẫn phải nhập khẩu

Bên cạnh đó, hầu hết các cơ sở sản xuất dược phẩm ở Việt Nam sản xuất mang tính tự phát, chưa đầu tư hợp lý cho cơ cấu sản phẩm, chỉ đầu tư cho những loại thuốc thông thường, nhái mẫu mã, dẫn đến tình trạng đầu tư trùng lặp, chồng giá nhau trên thị trường Thuốc sản xuất trong nước vẫn chủ yếu mang thể gốc có giá trị thấp, khả năng cạnh tranh yếu Mặc dù đã đáp ứng được 50% nhu cầu sử dụng (tính theo giá trị sử dụng) nhưng vẫn chỉ là những thuốc thông thường; hay như việc thiếu bảy nhóm dược lý lại rơi vào các nhóm thuốc chuyên khoa đặc trị

Ðồng thời, đầu tư nghiên cứu và sản xuất thuốc có dạng bào chế đặc biệt, thuốc chuyên khoa đặc trị, thuốc yêu cầu kỹ thuật cao, nghiên cứu sản xuất thuốc mới Ðáng chú ý, các doanh nghiệp dược phải có chiến lược đầu tư hợp lý; tranh thủ tối đa những cơ hội khi tham gia hội nhập kinh tế quốc tế để có điều kiện cải tiến cơ sở vật chất, công nghệ sản xuất tiên tiến thông qua việc thu hút đầu tư nước ngoài, liên doanh, liên kết chuyển giao công nghệ, nhượng quyền sản xuất nhằm nâng cao chất lượng, tăng sức cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường

Chú trọng phát triển công nghiệp hóa dược để sản xuất nguyên liệu làm thuốc nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất thuốc trong nước, phù hợp mô hình bệnh tật của Việt Nam, nhất là nguyên liệu kháng sinh, nguyên liệu làm thuốc phòng, chống dịch, thuốc điều trị các bệnh phổ biến ở Việt Nam

Bên cạnh đó, có chính sách ưu tiên phát triển công nghiệp chế biến và sản xuất thuốc có nguồn gốc từ dược liệu, đưa thuốc y học cổ truyền trở thành một phần quan trọng của ngành dược Việt Nam Phát triển các vùng công nghiệp nuôi, trồng dược liệu; khai thác hợp lý dược liệu thiên nhiên, bảo đảm cung cấp đủ nguyên liệu cho các cơ sở chế biến trong nước và xuất khẩu Có chính sách ưu đãi cao nhất đối với đầu tư trong lĩnh vực sản xuất, nghiên cứu, chuyển giao, tiếp nhận và ứng dụng công nghệ, kỹ thuật tiên tiến, công nghệ sinh học sản xuất các thuốc mới, đầu tư nguyên liệu làm thuốc, thuốc thành phẩm phù hợp mô hình bệnh tật và nhu cầu sử dụng thuốc ở nước ta

Việt Nam là thành viên của Tổ chức Thương mại thế giới (WTO), đây là cơ hội và cũng là thách thức đối với ngành dược trong nước Ðòi hỏi mỗi doanh nghiệp sản xuất phải có những bước đi, cách làm phù hợp để đạt được hiệu quả cả về kinh tế và y tế Phát triển công nghiệp dược trong nước là xu hướng tất yếu, vừa bảo đảm sự tồn tại của các doanh nghiệp, vừa bảo đảm có thuốc phục vụ công tác chăm sóc sức khỏe nhân dân

2 Tình hình nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các loại phụ tùng máy dập viên ở Việt Nam

Trong công nghiệp dược, máy dập viên đóng vai trò quan trọng Hầu như tât cả các công ty dược đều có máy dập viên Ở Việt nam hiện nay có nhiều loại máy dập viên các thế hệ máy dập viên có nguồn gốc nhập về từ Đức, Trung quốc, Thái lan Có thể nói rằng: Ở Việt nam chưa sản xuất máy dập viên cho nên các loại phụ tùng của máy được sản xuất ở trong nước vẫn còn khiêm tốn, chưa có tính qui mô và đồng bộ Khi các phụ tùng.linh kiện của máy hết hạn sử dụng do mòn hoặc do sự cố bất thường bị hỏng thì các công ty dược có thể mua từ nguồn nhập khẩu theo đường tiểu ngạch hoặc đặt hàng với các công ty cơ khí

Do nền kinh tế nước ta được mở cửa chưa lâu vì thế mà công nghiệp phụ tùng máy dập viên chưa phát triển, chủ yếu mang tính tự phát cao,chưa có sự điều hành vĩ mô của các cơ quan chức năng nhà nước Trong quá trình làm việc của máy dập viên phụ tùng có nhu cầu lớn nhất là các bộ chày cối Các bộ chày cối không những khi mòn hỏng cần phải thay mà khi thay đổi mã hàng thì loạt bộ chày cối phải thay theo Phụ tùng chày cối trong nước hiện nay đã đáp ứng đủ về số lượng và đảm bảo về chất lượng phục vụ cho máy hoạt động Quá trình thiết kế chế tạo bộ chày cối theo các đơn đặt hàng của các công ty dược riêng lẻ Ngoài bộ chày cối ra các phụ khác của máy dập viên hầu như chỉ được thiết kế, chế tạo đơn chiếc, nhỏ lẻ

Hệ thống cam dẫn chày dập của máy dập viên trong quá trình làm việc thường bị mòn bề mặt làm việc dẫn đến chất lượng viên nén không đảm bảo dẫn đến phải thay mới Thiết kế chế tạo hệ thống cam này đã có một số cơ sở trong nước đã làm xong

chất lượng không ổn định.Ngoài ra các phụ tùng khác của máy dập viên không mòn hoặc ít mòn thì chủ yếu khắc phục hỏng bằng cách sửa chữa

Ở miền bắc có 2 nhà máy ycụ 1 và ycụ 2 đặt tại Hà nội và tại thị xã Sông công, tỉnh Thái nguyên là 2 nhà máy sản xuất thiết bị ytế và một số ít các phụ tùng của máy dập viên Ở miền nam có hợp tác xã Nam hữu ở thành phố Hồ Chí Minh sản xuất phụ tùng máy dập viên trong đó có cam trượt Cho đến nay chưa có một cơ quan, tổ chức nào đứng ra nghiên cứu, sản xuất cam trượt máy dập viên một cách bài bản chuyên nghiệp, có trăng chỉ là nhỏ lẻ hoặc theo đơn đặt hàng không thường xuyên

Nhìn chung về nghiên cứu, thiết kế chế tạo phụ tùng máy dập viên ở Việt nam chưa được phát triển Có thể nói rằng đây là một thị trường còn nhiều tiềm năng đang bị bỏ ngỏ, song những kết quả đạt được rất đáng khích lệ của ngành cơ khí nước nhà, đó là nền tảng vững chắc cho ngành sản xuất phụ tùng máy dập viên của công nghiệp cơ khí nước ta Đất nước ta có nhiều điều kiện thuận để ngành dược phát triển, sự phát triển của ngành chế tạo phụ tùng máy dập viên góp phần to lớn để ngành dược Việt nam đuổi kịp các nước trong khu vực đông nam á và vươn ra thị trường thế giới

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA BỘ CAM DẪN MÁY DẬP ZP33B

1 Nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết

1.1.Cấu tạo máy.

Hình 2.1 Máy dập viên nén ZP33B

1- Mâm dập thuốc 2- Bộ truyền đai 3- Bộ truyền TV-BV 4- Cầu trượt trên 5- Chầy dập thuốc 6-Tay quay

7- Đồng hồ đo 8- Đế máy

Máy dập viên nén ZP33B là một loại máy bán tự động dập ra viên nén viên liên tục, được ứng dụng chủ yếu trong việc chế tạo thuốc viên dạng nén của ngành công nghiệp sản xuất Dược phẩm, đồng thời được sử dụng để nén các nguyên vật liệu của

(trong phạm vi lực nén của máy) Hơn nữa, các loại nguyên liệu dạng hạt có hàm lượng bột (trên 100 mục) không vượt quá 10% cũng được nén ép thành viên nén với các loại kiểu dáng khác nhau

Máy này sử dụng thích hợp trong việc nén các viên hình tròn trong phạm vi đường kính từ 4-13(mm), các loại kiểu hình khác và có khắc chữ ở cả 2 mặt ( Chụp ảnh một số mẫu viên thuôc tròn, định hình)

Hình :2.2 Sản phẩm của máy dạng hình tròn

HÌNH 2.3: Sản phẩm của máy dạng định hình

Máy này không thích hợp trong chế tạo hạt ở dạng nửa thể rắn, ẩm ướt, nguyên liệu có tính dẫn ẩm, có điểm hòa tan thấp làm nguyên liệu ẩm và bột không ở dạng hạt

* Thông số kỹ thuật chủ yếu: Số khuôn dập (bộ) : 33

Áp lực nén lớn nhất(N): 60000

Đường kính viên nén lớn nhất (mm):13 Độ sâu nạp liệu lớn nhất (mm): 17 Độ dày viên nén lớn nhất (mm): 6 Độ dài chầy dập trên và dưới (mm): 115 Đường kính chầy dập trên và dưới (mm):22 Đường kính ngoài cối dập (mm):26

Độ sâu cối dập (mm): 22

Phạm vi số vòng quay của bàn quay (vòng/phút): 10- 30 Khả năng sản xuất viên nén (10.000 viên/giờ):3.96 - 11.88 Kích thước bề ngoài máy (mm): 920 x 890 x1540

Sử dụng phối hợp các loại hình động cơ điện và chỉ số kỹ thuật: Loại hình động cơ điện Y 112M-6 B6

Công suất động cơ (KW): 2,2 Tần số động cơ (Hz): 50

1.2.Nguyên lý làm việc

li hợp côn - trục vít - bánh vít, bánh vít lắp cố định vào mâm máy, trên mâm máy lắp 33 lỗ cối và 33 lỗ xi lanh dẫn chầy trên và dưới đồng tâm với tâm với lỗ chứa cối Chày trên và dưới chuyển động trượt lên xuống trong xi lanh nhờ vai chày tì vào đường trượt trên cam mặt đầu kéo chầy lên xuống Do mây máy quay lên kéo chày vừa chuyển động xung quanh mình nó vừa quay quanh tâm máy Nguyên liệu để dập thuốc được dẫn từ phễu cấp phôi (chi tiết số mấy trên ảnh chụp )được tự động chảy xuống qua bộ phận phân phối hạt đưa vào miệng cối, sau một góc quay nhất định của mâm bột được đong đầy, chày thực hiện quá trình nén sơ bộ nhờ đường trượt tác động vào vai chày, sau đó chầy được nén đúng tâm nhờ hệ thống nén trên và dưới tác động vào đỉnh chầy trên và đáy chày dưới đưa từng cặp chầy lần lượt thực hiện quá trình ép Khi ép xong viên nén được chày dưới tiếp tục đẩy viên đi lên khỏi mặt mâm, viên thuốc được hình thành chuyển động thành dòng thoát ra khỏi mâm máy xuống thùng đựng

Áp lực làm việc khi nén do lò so điều chỉnh, được hiển thị qua đồng hồ đo, còn có thêm đèn hiển thị khi quá tải để đảm bảo vận hành an toàn, xung kích cơ khí dần dần, làm máy vận hành ổn định, giảm tạp âm

Máy này có kiểu nén đôi, bàn làm việc mỗi vòng 1 chu kỳ, hoàn thành 2 lần làm việc tuần hoàn nâng cao hiệu suất của máy

Cần nén trên sau khi lắp đặt xong một nút định hướng, có thể điều chỉnh nén theo hình dạng khác nhau Khi cán nén trên phát sinh sự cố bị ngắt, thiết bị có lắp

thêm bộ hộp phanh tự động, tránh cho các bộ phận khác trên máy bị ảnh hưởng, tuyệt đối đảm bảo an toàn sản xuất

Đầu ra sử dụng kiểu sàng lọc, bên trong sàng lọc có nhiều tầng lưới làm tăng quá trình sàng lọc viên nén Đồng thời giúp cho thiết bị hút bột tăng cường xử lý bột tinh làm viên nén tinh sạch và phòng trừ bụi cặn

Các cơ cấu bộ phận điều chỉnh của máy đều có đồng hồ đo và đồng hồ hiển thị để tiện điều chỉnh, thao tác đơn giản

Bộ phận quay hồi cao tốc và cơ cấu áp lực sử dụng ma sát lăn, để giảm mài mòn, giảm thiểu hao tốn công suất, tăng tuổi thọ sử dụng

Để phòng tránh bột bụi bay ra ngoài, ở trước sau trái phải của bàn quay để lắp thêm cửa kính cơ và miệng hút bột bụi, thiết bị hút gió để hút bụi bột xung quanh bàn làm việc, tinh lọc không khí, đảm bảo máy vận hành bình thường

Trong quá trình vận hành máy làm việc ổn định, đảm bảo cho phép về độ ồn, độ trong sạch của không khí đến môi trường xung quanh Khi máy làm việc chỉ cần một công nhân vận hành, việc cung cấp bột thuốc phải tuân thủ đúng qui trình, máy phải được làm việc trong phòng riêng diệt trùng để đảm bảo tiêu chuẩn sản phẩm Máy có thể hoạt động liên tục ba ca chỉ phải dừng lại khi thay thế mã hàng, hoặc bảo dưỡng sửa chữa Trong quá trình làm việc nếu phát hiện có hiện tượng khác thường phải dừng máy báo cho bộ phận quản lý thiết bị Trước khi đóng điện cho máy phải kiểm tra toàn bộ máy và quay thử bằng tay

1.3 Xác định vận tốc trƣợt, áp lực tác động lên bề mặt làm việc của cam

Hình 2.4: Sơ đồ động máy ZP33B

1.3.1 Phân tích động học các chuyển động của chày:

Chuyển động từ động cơ qua bộ truyền đai đến bộ truyền trục vít-bánh vít làm mân chuyển động quay Chuyển động tịnh tiến lên xuống của chày đƣợc tạo ra nhờ chuyển động dọc biên dạng cam của chày ứng với các giai đoạn đi xa về gần mà

chày chuyển động tịnh tiến di xuống hay đi lên mà tạo ra viên định hình (hình 2.6)

Chuyển động của chày theo biên dạng cam đƣợc tổng hợp từ 2 chuyển động gồm:

V

V chầy = (3)cos

Kết hợp (1) (2) (3) ta có hệ phương trình sau:

Với các giá trị:

rad/s

+ Nhận xét: Trong quá trình làm việc chày vừa quay xung quanh mình nó vừa quay

xung quanh tâm của mâm Khi đi chày đi xuống má dưới cầu trượt tì vào vai của chày dập, khi đi lên vai chày tì vào má trên của cầu trượt.Có 6 khoảng của một vòng quay của mâm, tương ứng với 6 mảnh cam, trong đó từng đôi đối xứng nhau: đó là chày nằm ngang-đi xuống-đi lên-nằm ngang-đi xuống-đi lên (hình 2.6)

Hinh 2.5 Mô tả quá trình đẩy chày đi xuống và kéo chày đi lên

Hình 2.6 Sơ đồ làm việc của bộ cam trượt

1.3.2.Tính toán các bộ truyền (theo tài liệu [11] 1.3.2.1 Bộ truyền đai

Trong máy dập thuốc ZP33B truyền động của mâm được dẫn động từ động cơ qua bộ truyền đai sang bộ truyền bánh vít - trục vít

- Xác định thông số của bộ truyền

Vận tốc của đai được xác định theo đường kính bánh đai

Hình 2.7 Bộ truyền đai

ØØ

( 0,01 0,02 là hệ số trượt)

- Xác định lực căng ban đầu và lực căng tác dụng lên đai

Lực căng trên đai được xác định theo công thức:

Với

Góc vít được xác định theo công thức: ,01 0,3 16 42

Bước của đường xoắn vít: PZ 124Với P1 3 thì bước của ren

Góc masát tính theo công thức:

1.3.3 Phân tích lực tác dụng lên bề mặt của cầu trƣợt 1.3.3.1 phân tích các lực tác dụng vào chày:

Muốn tính các lực tác dụng lên cam trƣợt, ta phải phân tích các phản lực tác dụng từ cam lên chày vì:

Rcam RChoRcamRch

a) Phân tích lực tác dụng trong giai đoạn đi xa:

Các lực tác dụng lên chày (theo hình dưới):

Hình 2.9 Các lực tác dụng lên chày trong đoạn đi xa

Trong đó:

K: lực đẩy chày (lực phát động) Nx, Ny: phản lực theo phương x, y Fx, Fy: lực masát tại khớp do Nx và Ny

(tg 2: là góc ma sát giữa chày và mâm dập thuốc) Nt: phản lực tác dụng lên then

: góc giữa then và phương y Ft: lực masát do Nt gây ra

Q+F1=R

Các phương trình lực

12

Trong đó:

Thay vào phương trình 3:

Với:

Thay vào ta được:

b) Phân tích lực tác dụng trong giai đoạn về gần

Giai đoạn này cam tiếp xúc với chày theo mặt trên, khi đó phản lực tác dụng lên mặt vát trên của chầy cùng với trọng lực của chầy, đẩy chầy đi xuống cản trở chuyển động của chày

Các lực tác dụng lên chầy (theo hình dưới):

PFNFQFFNN

Hình 2.10 Các lực tác dụng lên chày trong đoạn về gần

+Với cách xác định tương tự như trường hợp đi xa ta có:

c) Giai đoạn đứng gần

giai đoạn đứng gần cũng giống như giai đoạn đi xa với góc 0

Hình 2.11 các lực tác dụng lên chày trong đoạn đứng gần Thay các giá trị:

Từ các giá trị của cam trƣợt ta suy ra phản lực tác động từ vai chày vào cam trƣợt

1.3.3.2 Lực tác dụng lên cầu trượt:

Theo Định luật các lực tác dụng tương hỗ, các lực tác dụng từ cam lên chày chính bằng phản lực từ chày lên cam nhưng ngược dấu Thay các giá trị ta tính được các trị số các lực tác dụng lên cam trượt như bảng sau:

Bảng các giá trị của các lực tác dụng lên cam dẫn

1.3.4.Tính toán sức bền của cam sử dụng phần mền cosmos Design star 4.0 theo phương pháp phần tử hữu hạn

1.3.4.1 Giới thiệu phần mền cosmos Design star 4.0

phần mền cosmos Design star 4.0 là phần mền dùng để tính toán chi tiết dưới tác dụng của tải trọng với sự trợ giúp của máy tính theo phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp rất hiệu quả Với phần mền này ta có thể kiểm tra sức bền, chuyển vị, sự phần bố ứng suất cho các chi tiết mà đặc biệt là các chi tiết có hình dáng, kết cấu phức tạp mà phương pháp truyền thống gặp khó khăn hoặc không thực hiện được Từ đó ta có cái nhìn trực quan nhất về chi tiết để đánh và có biện pháp sử lý thích hợp

Hình 2.12: Biểu đồ ứng suất von mises

Hình 2.13: sơ đồ chuyển vị tĩnh

Hình 2.14: sơ đồ ứng suất tĩnh

Hình 2.15: kiểm tra bền theo tiêu chuẩn ứng suất lớn nhất

Hình 2.16: Trình tự giải bài toán FEM/cosmos

Hình 2.17:Mô hình FEM

1.3.4.2 Nhận xét:

Hình 2.12 Ứng suất tại các nút: đơn vị kgf/cm2, tỉ lệ biến dạng 1:1216240 Trên bề mặt làm việc của chi tiết,tuỳ theo từng vị trí khác nhau có ứng suất khác nhau, sẽ được hiển thị mầu khác nhau Nhìn vào sự phổ mầu đó ta có thể xác định được vùng ứng suất lớn và vùng ứng suất nhỏ Bên cạnh là thang phổ mầu, cũng có các mầu tương ứng với các mầu xuất hiện trên bề mặt chi tiết và bên cạnh là giá trị ứng suất tương ứng với mầu Ví dụ :mầu đỏ trên thang phổ mầu tương ứng với ứng suất lớn nhất, biểu diễn: 1,141e+001 nghĩa là 1,141x10=11,1kg/cm2; mầu xanh lục trên thang phổ mầu tương ứng với ứng suất nhỏ nhất, biểu diễn: 2,697e-005, nghĩa là: 2,697x10-5kg/cm2

Hình 2.15 Kiểm tra bề theo ứng suất tiếp lớn nhất: hệ số an toàn là 5500, tỉ lệ biến dạng là 1:0 Trên bề mặt làm việc của chi tiết, tuỳ theo vị trí khác nhau có các

các hệ số an toàn khác nhau, sẽ được hiển thị mầu khác nhau Nhìn vào sự hiển thị mầu đó ta có thể xác định được vùng có hệ số an toàn nhỏ và vùng có hệ số an toàn lớn Bên cạnh là thang phổ mầu, cũng có các mầu tương ứng với các mầu xuất hiện trên mặt chi tiết và là giá trị hệ số an toàn tương ứng với mầu Ví dụ: mầu đỏ trên thang phổ mầu tương ứng với hệ số an toàn nhỏ nhất, biểu diễn: 1,000e+002 nghĩa là 1,000x102=100; mầu xanh lục tương ứng với hệ số an toàn lớn nhất, biểu diễn: 1,001e+002 nghĩa là 1,001x102=100,1

Hình 2.14 Chuyển vị các phần tử: đơn vị cm, tỉ lệ biến dạng 1:1216240 Trên bề mặt làm việc của chi tiết, tuỳ theo vị trí khác nhau, có các chuyển vị khác nhau,sẽ được hiển thị mầu khác nhau Nhìn vào sự phổ mầu đó ta có thể xác định được vùng có chuyển vị lớn và vùng có chuyển vị nhỏ Bên cạnh là thang phổ mầu, cũng có các mầu tương ứngvới các mầu xuất hiện trên mặt chi tiết và cạnh là giá trị tương ứng với mầu Ví dụ: mầu đỏ trên thang phổ mầu tương ứng với chuyển vị lớn nhất, biểu diễn: 1,423e-005 nghĩa là: 1,423x10-5cm; mầu xanh lục trên thang phổ mầu tương ứng với chuyển vị nhỏ nhất, biểu diễn: 1,000e-030 nghĩa là 1,000x10-30cm(chuyển vị rất nhỏ)

2 Nghiên cứu xác định yêu cầu kỹ thuật sản phẩm:

2.1 Sai số tương quan về hình dáng hình học các bề mặt làm việc

Quan sát máy dập viên ZP33B làm việc, ta thấy vị trí tương quan hình dáng hình học các bề mặt làm việc của cam dẫn chầy trên có vai trò rất quan trọng trong quá trình tạo thành sản phẩm Biên dạng của cam là một phần của đường xoắn vít, làm việc cả bề mặt trên và dưới, có nhiệm vụ dẫn hướng chầy dập thuốc Quá trình dẫn chầy đi xuống đồng thời với quá trình dồn bột thuốc một cách từ từ và đều đặn

Để đảm bảo viên nén đủ tiêu chuẩn WHO thì trước khi nén thì bột thuốc phải được dồn một cách từ từ Nếu có sai số hình dáng hình học của bề mặt cam thì sẽ sinh ra các hậu quả sau:

+ Chuyển động dẫn chầy sẽ không được hợp lý( như : chầy lên xuống đột ngột, chuyển động trượt trong lỗ của chầy trong mâm quay dễ bị kẹt v.v )

+ Gây mòn nhanh bề mặt cam và vai chầy dẫn đến tuổi thọ máy giảm

+ Quá trình dẫn chầy lên xuống không nhịp nhàng, quá trình dồn bột thuốc không đúng qui trình làm cho độ cứng của viên nén không đảm bảo

Biên dạng cam quan trọng nhất là vùng nén ( chày làm nhiệm vụ dồn bột thuốc) Các sai số bề mặt làm việc của cam có thể xẩy ra:

+ Sai số giữa bề mặt làm việc trên và dưới của cam + Sai số biên dạng bề mặt làm việc của cam

+ Sai số các cung tròn của cam

+ Sai số độ lớn của các cung của các mảnh cam dẫn đến khi lắp rắp sinh ra các khe hở hoặc bị kích không lắp được

2.2 ảnh hưởng của quá trình nhiệt luyện đến hình dáng hình học

Để đảm bảo độ cứng của bề mặt cam, trước khi thực hiện các nguyên công cuối ta phải tiến hành nhiệt luyện Như ta đã biết kích thước của vành cam khá nhỏ so với đường kính của nó Do vậy khi nhiệt luyện vành cam sẽ xẩy ra cong vênh là không thể tránh khỏi, sẽ gây khó khăn cho các nguyên công cuối và sản phẩm Để khắc vấn đề này này ta phải chia vành cam thành 6 mảnh có chiều dài cung bằng nhau sau đó ghép với thân máy thành vành cam dẫn Sử dụng qui trình công nghệ

như vậy sẽ giảm thiểu được quá trình cong vênh khi chế tạo cam Như vậy sau khi qua các nguyên công cuối thì hình dáng hình học cam được đảm bảo theo yêu cầu

2.3 Xác định các dạng hỏng chủ yếu, nguyên nhân, cơ chế mòn bề mặt làm việc của cam

Quan sát các bức ảnh chụp cấu tạo tế vi bề mặt làm việc của cam sau khi bị hỏng ta thấy bề mặt cam có các vết trắng do quá trình chế tạo phôi ban đầu của vật liệu cam không đồng đều và càng thuận lợi cho quá trình mòn xẩy ra nhanh hơn Các vết trắng này càng thể hiện rõ ở ảnh có hệ số phóng đại lớn Các vệt trắng này xen kẽ các vết đên là kết quả của cấu trúc tế vi các hạt tạo nên vật liệu cam không đồng đều, dẫn đến mòn do cào xước và do mòn dính, trong quá trình làm việc Khi đó đỉnh các nhấp nhô của bề mặt chày tiếp xúc với bề mặt cam và quá trình mòn của bề mặt cam bắt đầu hình thành, các nhấp nhô bắt đầu xuất hiện khi quá trình mòn bề mặt cam bắt đầu xẩy ra Quá trình mòn càng nhiều thì các vết trắng đen càng thuận lợi cho quá trình mòn xẩy ra nhanh hơn bức ảnh thể hiện rất rõ điều đó

Hình 2.17 Tổ chức tế vi của lớp vật liệu trên bề mặt dựng của cam tỷ lệ 1:500

Hình 2.18: tổ chức tế vi lớp vật liệu bề mặt dựng cam tỷ lệ 1:1000

2.3.1 Mòn do dính 2.3.1.1 Hiện tượng

Xét hiện tượng mòn gây ra khi vai chầy tiếp xúc với bề mặt làm việc của cam dẫn

Khi vai chầy chuyển động thực hiện miết trên bề mặt cam ép các bề mặt có sự chuyển động tương đối so với cam Và như vậy, giữa bề mặt cam với vai chầy có sự trượt tương đối với nhau Đặc biệt là sự trượt diễn ra mạnh trên hai mặt nghiêng của chúng

2.3.1.2 Cơ chế mòn

Lý thuyết ma sát mòn đã chỉ ra: Khi hai bề mặt rắn phẳng trượt so với nhau Dính xảy ra tại chỗ tiếp xúc ở đỉnh các nhấp nhô dưới tác dụng của tải trọng pháp tuyến, khi sự trượt xảy ra vậy liệu ở vùng này bị trượt (biến dạng dẻo) dính sang bề mặt đối tiếp hoặc tạo thành các mảnh mòn rời Một số mảnh mòn còn được sinh ra do quá trình mòn do mỏi ở đỉnh các nhấp nhô