茶葉殺青機傳動機構優化設計

莊少林　陳子超　張成茂

【摘 要】本文介紹了一種滾筒式的茶葉熱力殺青干燥機傳動機構設計。對其傳動系統進行了優化設計，提高了傳動效率，殺青效果較傳統殺青機械有較大幅度提高，同時增加了環保性，使其符合現代社會大批量、連續化、規模化的生產要求。

【關鍵詞】滾筒式茶葉殺青干燥機；傳動機構；環保

0 引言

殺青是綠茶加工的第一道工序。通過殺青可以達到破壞鮮葉中的活性酶，抑制多酚類化合物的酶性氧化，防止葉子變紅，為保持綠茶清湯的品質特征奠定基礎； 蒸發葉內一部分水分，增強葉片韌性，為揉捻成型創造條件； 使葉內具有青臭氣的低沸點芳香物質揮發，沸點芳香物質顯露，增進茶香。

1 傳動裝置結構設計方案確定

滾筒式茶葉殺青機主要由上葉輸送裝置、筒體、傳動機構、排濕裝置、揚葉器等組成。茶葉殺青過程中，使筒體均勻受熱，當其溫度達到殺青的要求時，通過上葉傳送帶將新鮮茶葉送入殺青機的筒體里，經過螺旋導葉板的帶動和翻動，茶葉吸收熱量，水分快速汽化且在茶葉內的制止多酚類化合物酶的作用下進行氧化，最后經過風冷后，茶葉從出口端排出。設計的殺青機要求生產效率較高、炒制出的香氣較高，易操作，滋味醇和、能夠連續作業。

茶葉殺青機械的傳動機構要結構簡單，價格便宜，維修、安裝方便。在組成茶葉殺青機械的傳動機構上，經常使用的有齒輪傳動機構、鏈傳動機構、帶傳動機構、連桿機構、螺旋機構等常用機構。

由于一般茶葉殺青機械的轉速很低，每分鐘只有3040轉，而且常用的電動機每分鐘約一千四百轉，因此茶葉殺青機械中常用變速機構中的減速機構。常用的變速傳動機構有：摩擦輪傳動、帶傳動、齒輪傳動及蝸桿傳動機構等。其中摩擦傳動、帶傳動是靠摩擦力來傳動的，屬于摩擦傳動，而齒輪、蝸桿、鏈傳動是靠輪齒嚙合來傳動的，屬于嚙合傳動。

綜合各方面考慮，茶葉殺青機械采用帶傳動形式，因為：

（1）茶葉殺青機械要求結構輕便，而帶傳動裝置結構簡單，符合要求。

（2）茶葉殺青機械要求滾筒能夠在機架上平穩轉動，帶傳動裝置可以實現這一要求。

（3）茶葉殺青機械要求滾筒速度可以在一定范圍內平穩運行，帶傳動裝置可滿足這一要求。

（4）帶傳動運轉平穩，緩沖吸震性能較好，在茶葉殺青作業生產中可以減少因震動而產生的碎葉現象。

2 確定電動機的型號及安裝尺寸

因為電熱式茶葉滾筒殺青機允許滾筒轉動速度在一定范圍內變動，則在選擇電動機型號時應該以滾筒最大速度來確定。

設計電熱式茶葉滾筒殺青機要求滾筒轉速為每分鐘3040轉

3 滾筒的速度

設計滾筒的直徑D=400mm，轉速為n=30～40r/min。

滾筒轉動一周移動的距離為S：

S=π*D=π*0.40=1.256m

滾筒轉動一周所需要的時間T：

得滾筒的速度V：

=0.628m/s～0.837m/s

4 滾筒工作時的承受的重力

估計滾筒的重量：滾筒采用不銹鋼材304卷制而成，查不銹鋼材密度表得不銹鋼材304的理論密度ρ=7390kg/m3

經估算滾筒總長度為L=1200mm，厚度d=2mm，直徑D=400mm，則制作滾筒使用的不銹鋼材304的質量m1：

當茶葉放入滾筒時，茶葉鮮葉中含水量很大，當茶葉放入時，初始質量為10kg，即m2=10kg

所以電熱式茶葉滾筒殺青機進行殺青工作時，滾筒的總質量：M

5 電動機的選擇

電動機的選擇首先要選擇的是電機的供電方式：直流或者交流。

直流電機的優點：直流電機具有良好的啟動特性和調速特性；直流電機的轉矩比較大；維修比較便宜；直流電機的直流相對于交流比較節能環保。直流電機缺點：直流電機制造比較貴；有碳刷。交流電機的優點：交流電機制造比較便宜；矢量變頻技術的發展，已經可以用變頻電機模擬成直流電；相對于直流電機在結構簡單、維護容易、對環境要求低以及節能和提高生產力等方面具有足夠的優勢，使得交流調速已經廣泛運用于工農業生產、交通運輸、國防以及日常生活之中。交流電機的缺點：交流電機的啟動性和調速性較差。

綜上所述，本設計中選擇的電動機為交流電機。

6 選擇電動機的容量

電動機的功率，應根據電熱式茶葉滾筒殺青機需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下工作。選擇時應注意兩點：

（1）避免“小馬拉大車”現象，即選擇的電動機的功率過小，發動機長期處于過載狀態，使其內部絕緣部件因為過熱而燒壞，甚至電動機被燒毀。

（2）避免“大馬拉小車”現象，即選擇的電動機的功率過大，電動機輸出的功率不能得到充分的利用，效率低下，造成電力的浪費。

由于本設計中的電熱式茶葉滾筒殺青機的滾筒工作時的轉速較低，所以電動機轉速不需過高，故選擇轉速為1400r/min的單相異步交流電動機JY7144。

7 結束語

本文針對滾筒式茶葉殺青機的傳動結構進行了優化設計。分析了傳動裝置結構設計方案，確定了電動機的型號及安裝尺寸，對滾筒的速度、滾筒工作時的承受的重力、電動機的選擇選擇和電動機的容量也進行了研究。通過研究滾筒式茶葉殺青干燥機優化設計，從而提高了本設計傳動效率和環保性。

【參考文獻】

[1]劉新.淺談茶機的發展趨勢[J].1998（03）.

[2]胡新光.槽型多功能炒茶機炒制名茶技術[J].2000（1）：1-2.

[3]濮良貴，紀名剛.機械設計.8版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]江用文，熊興平，王國慶，等.我國茶葉加工發展戰略的研究[J].中國農業科技導報，2004，6（I）：33-39.

[5]周國義，魏鼎福.茶葉殺青機的發展及特點[J].現代農機，2013：38-39.

[6]權啟愛.茶葉殺青機的類別及其性能[J].中國茶葉，2006，28（4）：12-13.

[責任編輯：朱麗娜]