北方茶叶生产线揉捻机组的设计与优化

摘要

当前我国茶叶加工设备技术水平不高，尤其是北方茶叶加工设备比较落后，传统的茶叶加工设备不适用于北方茶叶叶片较厚的特点，现有揉捻机自动化水平较低，劳动成本高，工作效率低，本文针对以上问题对揉捻机进行了优化设计、仿真分析和加工试验，对提升北方茶叶生产设备的自动化水平有重要意义，主要研究内容如下： （1）设计了整条生产线进行了整体结构。制定了整条生产线的总体设计方案，通过传送机构将杀青、揉捻机组、炒干机连接组成一条生产线，确定了整条生产线的结构、工作原理和具体技术参数，为整条生产线的生产和加工提供了重要的依据。 （2）对揉捻机主要结构进行了优化设计。加压机构：利用交流电机提供动力代替手工，利用霍尔开关对加压盖的位置进行标定，不仅提高了安全性，而且实现了压力大小的控制；揉捻盘：分析了揉捻盘凹倾角和棱骨对茶叶运动规律的影响，针对北方茶叶叶片较厚的特点，通过反复试验的验证，根据试验结果取最佳值，揉捻盘的凹倾角为6°，棱骨的数量为14根，小端面的宽度b取8毫米，小端面的高度h取6毫米，大端面的宽度B取12毫米，大端面的高度H取9毫米；上料机构：利用传送带装置上料，为了让揉捻筒每次停在固定的上料位置，利用霍尔开关对揉捻筒的停机位置进行确定；卸料机构：利用交流电机提供动力，通过齿轮齿条机构传动机构控制卸料盘的打开闭合，利用两个行程开关对齿条的位置进行了限定，从而控制卸料盘打开闭合的程度。 （3）进行了虚拟样机的仿真分析。利用ADAMS软件对揉捻机进行运动学仿真，从理论上分析了揉捻机的揉捻运动情况，验证了揉捻机构设计的合理性；支臂是驱动揉捻筒做回转运动的直接零件，受力较大，基于ANSYS软件对支臂进行了有限元分析，对分析结果进行了数据处理，验证了支臂的强度能满足实际生产要求。 （4）完成样机的加工与试验。根据加工方案完成了样机加工并选用了北方茶叶中的典型代表日照绿茶进行了茶叶的揉捻试验，揉捻成条率达到97.8%，其它各项指标也均达到标准要求。

目录

声明

1引言

1.1课题来源

1.2课题的研究目的和意义

1.3国内外茶叶生设备的研究现状分析

1.3.1国外茶叶生产设备的研究现状

1.3.2国内茶叶生产设备的研究现状

1.4揉捻机的发展现状

1.4.1茶叶揉捻工艺

1.4.2揉捻机的发展

1.5主要研究内容和方法

1.5.1主要研究内容

1.5.2研究方法及技术路线

1.6本章小结

2北方茶叶生产线总体方案设计

2.1北方茶叶生产线总体结构

2.2北方茶叶生产线各部分结构

2.2.1杀青机

2.2.2揉捻机组

2.2.3炒干机

2.3工作原理

2.4主要技术参数

2.5本章小结

3揉捻机组的优化设计

3.1揉捻机组整体结构

3.2加压机构的优化设计

3.2.1压力对茶叶揉捻的影响

3.2.2优化设计方案

3.3揉捻盘的优化设计

3.3.1揉捻盘的结构分析

3.3.2茶叶在揉捻时的运动规律

3.3.3揉捻盘凹倾角的参数优化

3.3.4棱骨的优化设计

3.4上料机构的优化设计

3.5卸料机构的优化设计

3.6本章小结

4揉捻机主要部件的仿真分析

4.1揉捻筒的运动学仿真分析

4.1.1揉捻筒的运动分析

4.1.2揉捻筒的运动学仿真

4.1.3虚拟仿真结果分析

4.2基于ANSYS的支臂有限元分析

4.2.1ANSYS软件的简介

4.2.2模型导入

4.2.3划分网格

4.2.4添加约束和载荷

4.2.5结果及分析

4.3本章小结

5揉捻机组的试验研究

5.1样机试制

5.2加工试验

5.2.1试验目的

5.2.2试验条件

5.2.3试验过程

5.2.4试验结果

5.3本章小结

6结论及展望

6.1结论

6.2创新点

6.3展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要成绩