靜電揀梗機(jī)靜電場(chǎng)的優(yōu)化

楊永發(fā)+張熒+陳帥

摘要：為了解決目前茶葉靜電揀梗機(jī)揀梗率不高的問(wèn)題，對(duì)靜電揀梗機(jī)揀梗原理進(jìn)行分析，選取產(chǎn)生靜電場(chǎng)的重要部件摩擦滾筒進(jìn)行優(yōu)化研究，運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)摩擦滾筒的靜電電位進(jìn)行測(cè)試，得出最優(yōu)組合，并實(shí)際驗(yàn)證最優(yōu)組合的可行性。

關(guān)鍵詞：靜電揀梗；靜電場(chǎng)強(qiáng)度；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TS272.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）18-4445-02

靜電揀梗機(jī)是茶葉生產(chǎn)中提高茶葉加工質(zhì)量的一種重要設(shè)備，其主要是通過(guò)靜電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)茶葉和茶梗的分離。摩擦滾筒是靜電揀梗機(jī)產(chǎn)生靜電場(chǎng)并實(shí)現(xiàn)揀梗工作的重要組成部分，其摩擦產(chǎn)生的靜電場(chǎng)強(qiáng)度越大且電場(chǎng)越不均勻，揀梗率則越高。因此，為了提高茶葉生產(chǎn)中的揀梗率，從提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度的措施出發(fā)，以摩擦滾筒產(chǎn)生的靜電場(chǎng)電位值為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法，研究了滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，得出最優(yōu)組合方案以提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度，最終提高揀梗率。

1 靜電揀梗簡(jiǎn)介

1.1 靜電揀梗原理

靜電揀梗工作時(shí)有3個(gè)特點(diǎn)[2]；①要有不均勻的電場(chǎng)。如果電場(chǎng)是均勻的，則茶葉不產(chǎn)生曲線運(yùn)動(dòng)，所以也就不可能分離出茶葉和茶梗。②合力極化程度與電場(chǎng)不均勻性有關(guān)，而與電場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)。電場(chǎng)的不均勻性越大，合力就越大，質(zhì)點(diǎn)即有朝電場(chǎng)強(qiáng)度較大方向運(yùn)動(dòng)的趨向。③合力作用時(shí)間越長(zhǎng)或合力越大，則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平位移就越大。綜上所述，不均勻電場(chǎng)、極化程度與合力作用這3個(gè)因素與靜電揀梗機(jī)的工作性能關(guān)系甚大。

1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度與揀梗率的關(guān)系

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院祁門(mén)茶葉研究所得出的茶葉揀梗率與電壓的關(guān)系圖見(jiàn)圖1[3]。由圖1可知，電壓與揀梗率呈線性遞增關(guān)系，即電壓越大，揀梗率越高。而電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度為正比關(guān)系，因此增大電場(chǎng)強(qiáng)度可得到較高的揀梗率。

不均勻電場(chǎng)、極化程度、合力作用、靜電場(chǎng)強(qiáng)度均是影響揀梗率的重要因素。極化程度、合力作用與茶葉茶梗自身因素和電場(chǎng)不均勻程度有關(guān)，而電場(chǎng)的不均勻程度主要由揀梗機(jī)摩擦件與滾筒接觸程度的不同來(lái)改變，屬于制造安裝方面的問(wèn)題[4-6]。本研究主要從影響靜電揀梗機(jī)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的4個(gè)主要因素——滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量出發(fā)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)找出最優(yōu)因素組合方案以提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度。

2 電場(chǎng)強(qiáng)度的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

圖2所示首先搭建單滾筒式靜電揀梗機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行電位測(cè)試。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由2個(gè)部分組成：①傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——以電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)鏈條直接連接電機(jī)與滾筒，使摩擦滾筒旋轉(zhuǎn)。②茶梗分離機(jī)構(gòu)——由摩擦滾筒、摩擦件及緊壓機(jī)構(gòu)組成，靠摩擦件緊壓在旋轉(zhuǎn)摩擦滾筒的毛氈上產(chǎn)生靜電，從而將待揀茶中的茶梗、筋、毛發(fā)等雜質(zhì)吸起，通過(guò)接梗槽送至出口處。

摩擦滾筒和毛氈由于配重塊的作用存在著擠壓作用，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于毛氈比PVC材料更容易脫離電子，因此向滾筒轉(zhuǎn)移了大量電荷，形成靜電場(chǎng)。為方便后續(xù)靜電場(chǎng)電位的測(cè)試，做出如下假定：①?gòu)拿珰洲D(zhuǎn)移到PVC滾筒的電子只依附于滾筒表面；②轉(zhuǎn)移到滾筒的電子忽略其擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，平均分布于滾筒表面；③滾筒旋轉(zhuǎn)一周后即達(dá)到穩(wěn)定；④不考慮其他影響電場(chǎng)的因素如濕度、溫度、外界電場(chǎng)等。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以摩擦滾筒產(chǎn)生的靜電場(chǎng)電位值為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法，研究了滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1，其中滾筒的轉(zhuǎn)速由SAJ-G通用型變頻器按1∶1進(jìn)行調(diào)控；滾筒和摩擦件的材料根據(jù)lahmicke摩擦序列表選定；靜電場(chǎng)電位的測(cè)試采用SV-001型靜電測(cè)試儀，在滾筒正下方母線中點(diǎn)25 mm處進(jìn)行測(cè)試。

摩擦件材料對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度影響最大，滾筒轉(zhuǎn)速次之，滾筒材料對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度影響最小，即影響靜電場(chǎng)強(qiáng)度因素的大小關(guān)系為B>C>D>A（表2）。最優(yōu)組合為A3B3C3D3，即滾筒材料選用合成橡膠，摩擦件材料選用絲綢，滾筒轉(zhuǎn)速為38 r/min，配重塊重量為10.5 kg。

3 結(jié)論

目前，滾筒摩擦式靜電揀梗機(jī)仍然是茶葉生產(chǎn)加工中普遍使用的一種茶葉精制機(jī)械，從靜電揀梗機(jī)揀梗原理出發(fā)，旨在通過(guò)提高因摩擦而產(chǎn)生的靜電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)達(dá)到提高揀梗率的目的，選取產(chǎn)生靜電場(chǎng)的重要部件摩擦滾筒進(jìn)行研究?jī)?yōu)化，通過(guò)搭建單滾筒的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用L9（34）正交試驗(yàn)法對(duì)摩擦滾筒的靜電場(chǎng)電位值進(jìn)行測(cè)試，得出了提高摩擦滾筒靜電場(chǎng)強(qiáng)度的最優(yōu)組合為A3B3C3D3。最后通過(guò)應(yīng)用最優(yōu)組合重新搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得最大靜電電位值為-14.6 kV，相比表2中的最大靜電電位值提高了1.6 kV，最小電位值提高了11.3 kV。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭豐庚. 茶葉靜電揀梗時(shí)出現(xiàn)曇花現(xiàn)象的研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1989（2）：73-77.

[2] 包德修， 羅耀煌. 靜電場(chǎng)的分析與解法[M]. 昆明： 云南人民出版社，1984.

[3] 趙和濤. 靜電揀梗機(jī)工作原理及影響性能主要因素[J]. 茶機(jī)設(shè)計(jì)與研究， 1990（1）：15-17.

[4] 楊永發(fā). CTC紅碎茶靜電揀梗篩分機(jī)的研制[J]. 茶葉機(jī)械雜志，1999（4）：17-18.

[5] 謝 鵬， 陶棟材， 任述光. 茶葉揀梗機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2004（1）： 44-45.

[6] 郭豐賡. 電揀機(jī)的性能測(cè)試[J]. 茶機(jī)設(shè)計(jì)與研究，1989（1）： 18-21.endprint

摘要：為了解決目前茶葉靜電揀梗機(jī)揀梗率不高的問(wèn)題，對(duì)靜電揀梗機(jī)揀梗原理進(jìn)行分析，選取產(chǎn)生靜電場(chǎng)的重要部件摩擦滾筒進(jìn)行優(yōu)化研究，運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)摩擦滾筒的靜電電位進(jìn)行測(cè)試，得出最優(yōu)組合，并實(shí)際驗(yàn)證最優(yōu)組合的可行性。

關(guān)鍵詞：靜電揀梗；靜電場(chǎng)強(qiáng)度；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TS272.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）18-4445-02

靜電揀梗機(jī)是茶葉生產(chǎn)中提高茶葉加工質(zhì)量的一種重要設(shè)備，其主要是通過(guò)靜電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)茶葉和茶梗的分離。摩擦滾筒是靜電揀梗機(jī)產(chǎn)生靜電場(chǎng)并實(shí)現(xiàn)揀梗工作的重要組成部分，其摩擦產(chǎn)生的靜電場(chǎng)強(qiáng)度越大且電場(chǎng)越不均勻，揀梗率則越高。因此，為了提高茶葉生產(chǎn)中的揀梗率，從提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度的措施出發(fā)，以摩擦滾筒產(chǎn)生的靜電場(chǎng)電位值為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法，研究了滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，得出最優(yōu)組合方案以提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度，最終提高揀梗率。

1 靜電揀梗簡(jiǎn)介

1.1 靜電揀梗原理

靜電揀梗工作時(shí)有3個(gè)特點(diǎn)[2]；①要有不均勻的電場(chǎng)。如果電場(chǎng)是均勻的，則茶葉不產(chǎn)生曲線運(yùn)動(dòng)，所以也就不可能分離出茶葉和茶梗。②合力極化程度與電場(chǎng)不均勻性有關(guān)，而與電場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)。電場(chǎng)的不均勻性越大，合力就越大，質(zhì)點(diǎn)即有朝電場(chǎng)強(qiáng)度較大方向運(yùn)動(dòng)的趨向。③合力作用時(shí)間越長(zhǎng)或合力越大，則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平位移就越大。綜上所述，不均勻電場(chǎng)、極化程度與合力作用這3個(gè)因素與靜電揀梗機(jī)的工作性能關(guān)系甚大。

1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度與揀梗率的關(guān)系

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院祁門(mén)茶葉研究所得出的茶葉揀梗率與電壓的關(guān)系圖見(jiàn)圖1[3]。由圖1可知，電壓與揀梗率呈線性遞增關(guān)系，即電壓越大，揀梗率越高。而電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度為正比關(guān)系，因此增大電場(chǎng)強(qiáng)度可得到較高的揀梗率。

不均勻電場(chǎng)、極化程度、合力作用、靜電場(chǎng)強(qiáng)度均是影響揀梗率的重要因素。極化程度、合力作用與茶葉茶梗自身因素和電場(chǎng)不均勻程度有關(guān)，而電場(chǎng)的不均勻程度主要由揀梗機(jī)摩擦件與滾筒接觸程度的不同來(lái)改變，屬于制造安裝方面的問(wèn)題[4-6]。本研究主要從影響靜電揀梗機(jī)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的4個(gè)主要因素——滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量出發(fā)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)找出最優(yōu)因素組合方案以提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度。

2 電場(chǎng)強(qiáng)度的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

圖2所示首先搭建單滾筒式靜電揀梗機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行電位測(cè)試。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由2個(gè)部分組成：①傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——以電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)鏈條直接連接電機(jī)與滾筒，使摩擦滾筒旋轉(zhuǎn)。②茶梗分離機(jī)構(gòu)——由摩擦滾筒、摩擦件及緊壓機(jī)構(gòu)組成，靠摩擦件緊壓在旋轉(zhuǎn)摩擦滾筒的毛氈上產(chǎn)生靜電，從而將待揀茶中的茶梗、筋、毛發(fā)等雜質(zhì)吸起，通過(guò)接梗槽送至出口處。

摩擦滾筒和毛氈由于配重塊的作用存在著擠壓作用，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于毛氈比PVC材料更容易脫離電子，因此向滾筒轉(zhuǎn)移了大量電荷，形成靜電場(chǎng)。為方便后續(xù)靜電場(chǎng)電位的測(cè)試，做出如下假定：①?gòu)拿珰洲D(zhuǎn)移到PVC滾筒的電子只依附于滾筒表面；②轉(zhuǎn)移到滾筒的電子忽略其擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，平均分布于滾筒表面；③滾筒旋轉(zhuǎn)一周后即達(dá)到穩(wěn)定；④不考慮其他影響電場(chǎng)的因素如濕度、溫度、外界電場(chǎng)等。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以摩擦滾筒產(chǎn)生的靜電場(chǎng)電位值為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法，研究了滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1，其中滾筒的轉(zhuǎn)速由SAJ-G通用型變頻器按1∶1進(jìn)行調(diào)控；滾筒和摩擦件的材料根據(jù)lahmicke摩擦序列表選定；靜電場(chǎng)電位的測(cè)試采用SV-001型靜電測(cè)試儀，在滾筒正下方母線中點(diǎn)25 mm處進(jìn)行測(cè)試。

摩擦件材料對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度影響最大，滾筒轉(zhuǎn)速次之，滾筒材料對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度影響最小，即影響靜電場(chǎng)強(qiáng)度因素的大小關(guān)系為B>C>D>A（表2）。最優(yōu)組合為A3B3C3D3，即滾筒材料選用合成橡膠，摩擦件材料選用絲綢，滾筒轉(zhuǎn)速為38 r/min，配重塊重量為10.5 kg。

3 結(jié)論

目前，滾筒摩擦式靜電揀梗機(jī)仍然是茶葉生產(chǎn)加工中普遍使用的一種茶葉精制機(jī)械，從靜電揀梗機(jī)揀梗原理出發(fā)，旨在通過(guò)提高因摩擦而產(chǎn)生的靜電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)達(dá)到提高揀梗率的目的，選取產(chǎn)生靜電場(chǎng)的重要部件摩擦滾筒進(jìn)行研究?jī)?yōu)化，通過(guò)搭建單滾筒的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用L9（34）正交試驗(yàn)法對(duì)摩擦滾筒的靜電場(chǎng)電位值進(jìn)行測(cè)試，得出了提高摩擦滾筒靜電場(chǎng)強(qiáng)度的最優(yōu)組合為A3B3C3D3。最后通過(guò)應(yīng)用最優(yōu)組合重新搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得最大靜電電位值為-14.6 kV，相比表2中的最大靜電電位值提高了1.6 kV，最小電位值提高了11.3 kV。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭豐庚. 茶葉靜電揀梗時(shí)出現(xiàn)曇花現(xiàn)象的研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1989（2）：73-77.

[2] 包德修， 羅耀煌. 靜電場(chǎng)的分析與解法[M]. 昆明： 云南人民出版社，1984.

[3] 趙和濤. 靜電揀梗機(jī)工作原理及影響性能主要因素[J]. 茶機(jī)設(shè)計(jì)與研究， 1990（1）：15-17.

[4] 楊永發(fā). CTC紅碎茶靜電揀梗篩分機(jī)的研制[J]. 茶葉機(jī)械雜志，1999（4）：17-18.

[5] 謝 鵬， 陶棟材， 任述光. 茶葉揀梗機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2004（1）： 44-45.

[6] 郭豐賡. 電揀機(jī)的性能測(cè)試[J]. 茶機(jī)設(shè)計(jì)與研究，1989（1）： 18-21.endprint

摘要：為了解決目前茶葉靜電揀梗機(jī)揀梗率不高的問(wèn)題，對(duì)靜電揀梗機(jī)揀梗原理進(jìn)行分析，選取產(chǎn)生靜電場(chǎng)的重要部件摩擦滾筒進(jìn)行優(yōu)化研究，運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)摩擦滾筒的靜電電位進(jìn)行測(cè)試，得出最優(yōu)組合，并實(shí)際驗(yàn)證最優(yōu)組合的可行性。

關(guān)鍵詞：靜電揀梗；靜電場(chǎng)強(qiáng)度；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TS272.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）18-4445-02

靜電揀梗機(jī)是茶葉生產(chǎn)中提高茶葉加工質(zhì)量的一種重要設(shè)備，其主要是通過(guò)靜電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)茶葉和茶梗的分離。摩擦滾筒是靜電揀梗機(jī)產(chǎn)生靜電場(chǎng)并實(shí)現(xiàn)揀梗工作的重要組成部分，其摩擦產(chǎn)生的靜電場(chǎng)強(qiáng)度越大且電場(chǎng)越不均勻，揀梗率則越高。因此，為了提高茶葉生產(chǎn)中的揀梗率，從提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度的措施出發(fā)，以摩擦滾筒產(chǎn)生的靜電場(chǎng)電位值為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法，研究了滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，得出最優(yōu)組合方案以提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度，最終提高揀梗率。

1 靜電揀梗簡(jiǎn)介

1.1 靜電揀梗原理

靜電揀梗工作時(shí)有3個(gè)特點(diǎn)[2]；①要有不均勻的電場(chǎng)。如果電場(chǎng)是均勻的，則茶葉不產(chǎn)生曲線運(yùn)動(dòng)，所以也就不可能分離出茶葉和茶梗。②合力極化程度與電場(chǎng)不均勻性有關(guān)，而與電場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)。電場(chǎng)的不均勻性越大，合力就越大，質(zhì)點(diǎn)即有朝電場(chǎng)強(qiáng)度較大方向運(yùn)動(dòng)的趨向。③合力作用時(shí)間越長(zhǎng)或合力越大，則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平位移就越大。綜上所述，不均勻電場(chǎng)、極化程度與合力作用這3個(gè)因素與靜電揀梗機(jī)的工作性能關(guān)系甚大。

1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度與揀梗率的關(guān)系

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院祁門(mén)茶葉研究所得出的茶葉揀梗率與電壓的關(guān)系圖見(jiàn)圖1[3]。由圖1可知，電壓與揀梗率呈線性遞增關(guān)系，即電壓越大，揀梗率越高。而電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度為正比關(guān)系，因此增大電場(chǎng)強(qiáng)度可得到較高的揀梗率。

不均勻電場(chǎng)、極化程度、合力作用、靜電場(chǎng)強(qiáng)度均是影響揀梗率的重要因素。極化程度、合力作用與茶葉茶梗自身因素和電場(chǎng)不均勻程度有關(guān)，而電場(chǎng)的不均勻程度主要由揀梗機(jī)摩擦件與滾筒接觸程度的不同來(lái)改變，屬于制造安裝方面的問(wèn)題[4-6]。本研究主要從影響靜電揀梗機(jī)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的4個(gè)主要因素——滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量出發(fā)，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)找出最優(yōu)因素組合方案以提高靜電場(chǎng)強(qiáng)度。

2 電場(chǎng)強(qiáng)度的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建

圖2所示首先搭建單滾筒式靜電揀梗機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行電位測(cè)試。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由2個(gè)部分組成：①傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——以電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)鏈條直接連接電機(jī)與滾筒，使摩擦滾筒旋轉(zhuǎn)。②茶梗分離機(jī)構(gòu)——由摩擦滾筒、摩擦件及緊壓機(jī)構(gòu)組成，靠摩擦件緊壓在旋轉(zhuǎn)摩擦滾筒的毛氈上產(chǎn)生靜電，從而將待揀茶中的茶梗、筋、毛發(fā)等雜質(zhì)吸起，通過(guò)接梗槽送至出口處。

摩擦滾筒和毛氈由于配重塊的作用存在著擠壓作用，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于毛氈比PVC材料更容易脫離電子，因此向滾筒轉(zhuǎn)移了大量電荷，形成靜電場(chǎng)。為方便后續(xù)靜電場(chǎng)電位的測(cè)試，做出如下假定：①?gòu)拿珰洲D(zhuǎn)移到PVC滾筒的電子只依附于滾筒表面；②轉(zhuǎn)移到滾筒的電子忽略其擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，平均分布于滾筒表面；③滾筒旋轉(zhuǎn)一周后即達(dá)到穩(wěn)定；④不考慮其他影響電場(chǎng)的因素如濕度、溫度、外界電場(chǎng)等。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以摩擦滾筒產(chǎn)生的靜電場(chǎng)電位值為考察指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)法，研究了滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒材料、摩擦件材料以及配重塊重量對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度的影響，正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1，其中滾筒的轉(zhuǎn)速由SAJ-G通用型變頻器按1∶1進(jìn)行調(diào)控；滾筒和摩擦件的材料根據(jù)lahmicke摩擦序列表選定；靜電場(chǎng)電位的測(cè)試采用SV-001型靜電測(cè)試儀，在滾筒正下方母線中點(diǎn)25 mm處進(jìn)行測(cè)試。

摩擦件材料對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度影響最大，滾筒轉(zhuǎn)速次之，滾筒材料對(duì)靜電場(chǎng)強(qiáng)度影響最小，即影響靜電場(chǎng)強(qiáng)度因素的大小關(guān)系為B>C>D>A（表2）。最優(yōu)組合為A3B3C3D3，即滾筒材料選用合成橡膠，摩擦件材料選用絲綢，滾筒轉(zhuǎn)速為38 r/min，配重塊重量為10.5 kg。

3 結(jié)論

目前，滾筒摩擦式靜電揀梗機(jī)仍然是茶葉生產(chǎn)加工中普遍使用的一種茶葉精制機(jī)械，從靜電揀梗機(jī)揀梗原理出發(fā)，旨在通過(guò)提高因摩擦而產(chǎn)生的靜電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)達(dá)到提高揀梗率的目的，選取產(chǎn)生靜電場(chǎng)的重要部件摩擦滾筒進(jìn)行研究?jī)?yōu)化，通過(guò)搭建單滾筒的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用L9（34）正交試驗(yàn)法對(duì)摩擦滾筒的靜電場(chǎng)電位值進(jìn)行測(cè)試，得出了提高摩擦滾筒靜電場(chǎng)強(qiáng)度的最優(yōu)組合為A3B3C3D3。最后通過(guò)應(yīng)用最優(yōu)組合重新搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得最大靜電電位值為-14.6 kV，相比表2中的最大靜電電位值提高了1.6 kV，最小電位值提高了11.3 kV。

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