采血针生产线上针座工位的结构设计研究

采血针生产线上针座工位的结构设计研究

章国都、王薪源、陈洪、张谦

浙江康德莱医疗器械股份有限公司 浙江温州龙湾区 325025

摘要：本文首先基于传统采血针生产线上针座工位工序对原料分离排列、针座与置具摆放等设计问题进行简要分析，并提出预解决方案，然后从置具设计思路、工序设计方案阐述采血针生产线上针座工位的置具结构设计，最后从料斗、挡板、支板、带传动等方面阐述采血针生产线上针座工位的结构设计方案。

关键词：采血针；生产线；针座工位；结构设计

引言：采血针是一种在医疗检验过程中用于采集血样的仪器，由针头和针杆组成，针头设在针杆的头部，在针杆上滑动连接有护套，在护套和针杆之间设有复位弹簧且护套的初始位置位于针头和针杆的头部，目前采血针经过数代的发展已经从柳叶针、塑料压模成型针、机械采血针转变为激光采血针，若按照使用方法可以将其分为分体式、笔式采血针、动脉采血针三种类型^[1]。

一、采血针生产线上针座工位设计存在的问题

（一）传统采血针生产线上针座工位工序概述

传统采血针主要生产工序是将采血针针头和针座组装起来，然后再对组装完成的采血针进行涂胶和烘干，最后即可得到不同类型的采血针，传统采血针生产线工序可以大致分为上针座、上针、装配、涂胶、烘干、涂硅油、上乳胶帽等工序。

（二）采血针生产线上针座工位设计问题及预解决方案

1.原料分离排列

采血针生产线上针座原料如何能够按照要求进行分离并且分布排列摆放再置具之上是首先要解决的问题，原料堆例针座与其他原料的排序是杂乱无章的，必须通过有效的结构设计才能将针座从原料堆中分离排列处理啊，否则上针、装配、涂胶、烘干、涂硅油、上乳胶帽等工序根本无法开展。该问题可以通过设置滑道来解决，针座与其他原料的不同之处在于其形状特殊，针座底端的凸缘可以沿滑道在重力作用下至准确位置，在滑道的辅助下针座小端漏在滑道内部、大端被滑道拖起，不必担心针座无法从原料堆中分离出来。

2.针座与置具摆放

采血针生产线上针座准确地摆放在置具之上才能进行后续的上针、装配、涂胶、烘干、涂硅油、上乳胶帽等工序，而如何准确将针座摆放在置具上是关键问题。该问题可以通过设置滑道弯管、翻转机构，然后让滑道的出口与弯管的入口相对应，这样针座在滑道出口经过反转机构即可直接准确地摆放在置具之上。为了保证弯管摆动到准确位置，可以采用气缸驱动让针座直接摆动到极限位置，这也针座到出口位置时呈向下方向，从而确保针对置具位置。

二、采血针生产线上针座工位的结构设计

（一）采血针生产线上针座工位的置具与工序设计

1.置具设计思路

置具是作用是固定针座，让采血针生产线各工序能够稳定进行，在上针工序后置具与针座已经成为一个整体，直到采血针加工完成，此时针座再与置具脱落，而置具在生产线中继续重复利用。因此，采血针生产线想要批量生产则必须将置具先固定在生产线的指定位置上，然后在使用销将针座和置具固定起来，之所以采用销固定方式是因为针座内孔是锥形，相比其他固定方式来说销固定方式更加稳定。而为了保证采血针生产线的工作效果，一般每条生产线置具和针具同时加工工位的数量需要保持在数百个左右，针座与固定销的数量应该保持一致。

2.工序设计方案

采血针生产线上针座工位的结构设计工序如下：上针座→压紧针座→上针→涂胶→烘干→涂硅油→上乳胶帽→计数→卸料。优化后的采血针生产线上针座工位工序共分9道，卸料时生产线应该暂时保持静置，而此时可以同时堆置具材料进行回收整粒，让其重新回到上针座工序进行再循环利用。上针座工序中需要先将针座摆放在对应置具之上，所有置具与针座匹配完成后保存置具静置，以便开展后续工作；压紧针座工序的目的是保证针座在置具上的摆放高度和排列整齐；上针、涂胶、烘干等工序与传统生产线并无明显区别，涂硅油工序是目的是为了保证钢针的润滑，防止采血时受到阻碍^[2]。

（二）采血针生产线上针座工位的料斗设计

1.总体设计思路

若将上针座→压紧针座→上针→涂胶→烘干→涂硅油→上乳胶帽→计数→卸料九道工序分别按照编号编为1~9，则采血针生产线工序循环流程图如图1所示：

图1 采血针生产线工序循环流程图

上针座和压紧针座工序可以同时完成，然后分别经过上针→涂胶→烘干→涂硅油→上乳胶帽→计数→卸料等工序后重新进行上针座和压紧针座工序，最后在卸料工序中进行存料和上料即可保证工序照常运行。

料斗具有分离送料和翻料等重要作用，可以按照其功能对其结构进行设计。分离送料之前的料斗结构比较简单，可以不进行独立设计，直接到市场购买对应料斗型号即可，而用于分离送料和翻料的料斗需要进行独立设计才能保证其发挥出应有的作用，料斗采血针生产线上针座工位的料斗具体设计结构如图2所示：

图2 采血针生产线上针座工位的料斗设计结构

2.料斗设计的意义

单独设置料斗结构可以将其功能分离，可以防止振动堆积的出现，振动堆积会导致料斗搅拌机构的效果下降，最终会导致料斗的使用寿命受损，因此单独设计独立式料斗完成分离送料和翻料工作有利于提高采血针生产线的工作效率和使用寿命。

3.料斗设计的原理

料斗若采用漏斗式设计方案，则可以将其分为料箱和上料机构两部分，料箱安装对射式传感器读取传感器信息，然后按照传感器信息分别执行送料和停止送料的指令，而送料采用传送带结构将一定量的原料传送至针座原料堆中。

4.料斗、挡板、支板设计方案

在V型料斗结构下，料斗针座下料的方向与带传送的方向相反，这样设计的目的是防止下料时针座落到滑道之外。传送带与挡板呈垂直方向设计，挡板为弧形结构，这样可以保证下料方向内敛，从而保证下料的范围在滑道之内。支板按照料斗高度进行设计，料斗前后轮均可以安装支板保证倾斜角度正常。

5.带传动设计方案

带传动可以设计为宽屏带传动方案，通过主动轴直接带动生产线运转，而动带轮则用动心轴固定，采取套筒形式，让套筒与动心轴相配合，通过动轮螺栓调节带传动的工作状态。

结论：综上所述，采血针生产线上工序为上针座→压紧针座→上针→涂胶→烘干→涂硅油→上乳胶帽→计数→卸料，其针座工位主要从置具、料斗两个方面进行设计，确保针座摆放准确、进料停料正常，这样即可实现采血针生产线自动化。

参考文献：

[1]冯小正,周群阳,周雄.针座及针柄组装机的结构设计[J].时代农机,2019,46(12):107-108+110.

[2]谭波,张平.采血针生产线分离送料部分的结构设计[J].机械制造,2019,54(02):34+59.