針形名茶防焦理條裝置設計

游青山 徐江濤 曾 卓

(1.重慶工程職業(yè)技術學院，重慶 402260；2.工業(yè)機器人與礦山智能裝備系統應用重慶市高校工程中心，重慶 402260)

0 引言

由于茶葉加工工藝要求的不同，各地使用的茶葉理條機結構都有些差異，但機械的基本結構與工作原理類似。其組成主要由投料裝置、出茶裝置、電動機、調速裝置、加熱裝置、溫度調控裝置、”U”形槽鍋及鍋臺、傳動機構和機架等部件構成[1]。茶葉理條機的工作過程為：將復揉捻過的茶葉倒入理條機的鍋槽內，電機帶動鍋槽做反復往返運動，帶動鍋槽內部的茶葉運動，鍋臺下方使用加熱器實現茶葉持續(xù)加熱。在相互碰撞過程中，利用茶葉自身特性，借助理條機裝置在鍋內壁翻轉，通過摩擦、擠壓滾動成條[1]，最終達到理條目的。

目前，在茶葉加工的過程中，茶葉理條主要包括往復式振動茶葉理條機、連續(xù)理條機、茶葉殺青理條多功能機等3種機械裝置。盡管市面上基于現有的理條機進行了相關改善，但是不可避免地存在一些問題，比如：茶葉攤鋪及受熱不均導致茶葉焦邊及粘鍋，人手頻繁接觸茶葉導致滋生細菌風險；人工持續(xù)清除粘鍋葉芽導致工人高強度勞作和安全隱患[1-2]。鑒于此，本文提出了一種針形茶葉防焦理條設備，來解決以上相關問題。

1 往復式理條機系統方案

在基于已有的通用理條機6CLZ-60D的基礎上，設計了一款往復式翻炒機構的新型往復式理條機，主要用于傳統理條機加熱裝置分布不均導致的鍋槽內部溫度分布不均進而導致的茶葉攤鋪不均及焦邊粘鍋等影響茶葉成型品質問題。

基于往復式翻炒機構的新型往復式理條機，硬件設計包括固定安裝臺、理條鍋、往復式翻炒機構等。往復式翻炒機構置于固定安裝臺上，并由動力帶動裝置沿著固定安裝臺長度方向進行往復運動；以達到針形茶葉理條做形的效果[3-6]。整體結構如圖1所示。

圖1 往復式理條機整體結構

2 關鍵結構特征

如圖1所示，往復式理條機關鍵結構包括固定安裝臺1、橫梁滑座2、第二驅動電機3、支撐底板4、安裝橫梁5、第一驅動電機6、清掃輪7、液壓缸8、L型安裝支架9、定位安裝塊10、鉸接連桿11、理條鍋12、皮帶13、Z型限位板14和翻炒轉軸15。

往復式翻炒機構通過第一驅動電機驅動球形翻炒組件進行勻速轉動，能更好地對茶葉進行翻炒。往復式翻炒機構包括球形翻炒組件、第一驅動機構、角度調整組件、移動橫梁組件等。其中，球形翻炒組件用于對茶葉進行翻炒；第一驅動機構用于驅動球形翻炒組件轉動；角度調整組件用于調節(jié)球形翻炒組件偏轉角度；移動橫梁組件設置于2個固定安裝臺之間，用于帶動球形翻炒組件往復運動。

2.1 球形翻炒組件

球形翻炒組件包括理條用的鍋體、翻炒轉軸、清掃輪、驅動輪等，其中，理條鍋體呈矩形結構，其中有若干平行弧形槽，使茶葉翻炒時受熱更均勻；翻炒轉軸垂直于軸導軌的長度方向；清掃輪與若干弧形槽配合放置；驅動輪位于軸的兩端，端部帶動、翻炒轉軸移動。驅動輪需要在第一驅動電機驅動的皮帶運轉下工作，使清掃輪沿著理條鍋體中弧形槽前后運動。隨著翻炒運動，角度調節(jié)組件可隨偏角的調整而自適應旋轉，從而使炒茶獲得更好的成型效果。

2.2 角度調整組件

角度調整組件由L形安裝支架、與支架鉸接的液壓缸總成和鉸接的連桿組成。液壓缸總成分為兩組，分別位于安裝梁的左端和右端。鉸接式連桿需要液壓缸帶動液壓桿拉伸，并推動工作。為了實現角度調整的任意性，制作出不同程度的茶葉成型效果，在調整角度時，兩端的液壓缸組件需要同時進行伸縮動作，然后推動鉸接連桿11使所需角度偏轉，從而實現最終的角度調整功能。

2.3 移動橫梁組件

移動橫梁組件除了最主要的安裝橫梁外，就是用于定位橫梁組件的定位安裝塊等。移動橫梁組件的設置用途為實現翻炒機構的來回往復運動，即對弧形溝槽內放置的茶葉進行來回翻炒，減少茶葉在傳統加工工藝中單一運動引起的翻炒不均，引發(fā)部分茶葉長時間受熱下進而焦化的現象，使得理條鍋傳熱和茶葉受熱更加均勻，從而提升茶葉加工的品質。

理條機械運行過程中，理條鍋在左右往復運動過程中，加速度、速度的方向時刻都在改變，為了實現自動清掃裝置始終與理條鍋保持可靠及緊密接觸，設計整個清掃裝置能跟隨理條鍋同步運動。往復式理條機的正視結構示意圖、側視結構示意圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 正視結構

圖3 側視結構

4 結語

往復式理條機通過改良，外加了一個平行于理條鍋的可調節(jié)角度的清掃輪組，配合理條機在往復運動中清掃理條鍋槽內因受熱不均或翻炒粘鍋的個別茶葉。此裝置的加入優(yōu)化了傳統理條機因溫度分布和受熱影響茶葉做形和鋪攤，減少了茶葉焦邊率及粘鍋率；減少了工人直接手動接觸茶葉、清除粘鍋葉芽而引起的高勞作低效率、茶葉細菌滋生風險和工人手動參與的安全隱患。此方案理條機結構簡單，操作方便，利于推廣。