茶叶杀青机传动机构优化设计

庄少林　陈子超　张成茂

【摘 要】本文介绍了一种滚筒式的茶叶热力杀青干燥机传动机构设计。对其传动系统进行了优化设计，提高了传动效率，杀青效果较传统杀青机械有较大幅度提高，同时增加了环保性，使其符合现代社会大批量、连续化、规模化的生产要求。

【关键词】滚筒式茶叶杀青干燥机；传动机构；环保

0 引言

杀青是绿茶加工的第一道工序。通过杀青可以达到破坏鲜叶中的活性酶，抑制多酚类化合物的酶性氧化，防止叶子变红，为保持绿茶清汤的品质特征奠定基础； 蒸发叶内一部分水分，增强叶片韧性，为揉捻成型创造条件； 使叶内具有青臭气的低沸点芳香物质挥发，沸点芳香物质显露，增进茶香。

1 传动装置结构设计方案确定

滚筒式茶叶杀青机主要由上叶输送装置、筒体、传动机构、排湿装置、扬叶器等组成。茶叶杀青过程中，使筒体均匀受热，当其温度达到杀青的要求时，通过上叶传送带将新鲜茶叶送入杀青机的筒体里，经过螺旋导叶板的带动和翻动，茶叶吸收热量，水分快速汽化且在茶叶内的制止多酚类化合物酶的作用下进行氧化，最后经过风冷后，茶叶从出口端排出。设计的杀青机要求生产效率较高、炒制出的香气较高，易操作，滋味醇和、能够连续作业。

茶叶杀青机械的传动机构要结构简单，价格便宜，维修、安装方便。在组成茶叶杀青机械的传动机构上，经常使用的有齿轮传动机构、链传动机构、带传动机构、连杆机构、螺旋机构等常用机构。

由于一般茶叶杀青机械的转速很低，每分钟只有3040转，而且常用的电动机每分钟约一千四百转，因此茶叶杀青机械中常用变速机构中的减速机构。常用的变速传动机构有：摩擦轮传动、带传动、齿轮传动及蜗杆传动机构等。其中摩擦传动、带传动是靠摩擦力来传动的，属于摩擦传动，而齿轮、蜗杆、链传动是靠轮齿啮合来传动的，属于啮合传动。

综合各方面考虑，茶叶杀青机械采用带传动形式，因为：

（1）茶叶杀青机械要求结构轻便，而带传动装置结构简单，符合要求。

（2）茶叶杀青机械要求滚筒能够在机架上平稳转动，带传动装置可以实现这一要求。

（3）茶叶杀青机械要求滚筒速度可以在一定范围内平稳运行，带传动装置可满足这一要求。

（4）带传动运转平稳，缓冲吸震性能较好，在茶叶杀青作业生产中可以减少因震动而产生的碎叶现象。

2 确定电动机的型号及安装尺寸

因为电热式茶叶滚筒杀青机允许滚筒转动速度在一定范围内变动，则在选择电动机型号时应该以滚筒最大速度来确定。

设计电热式茶叶滚筒杀青机要求滚筒转速为每分钟3040转

3 滚筒的速度

设计滚筒的直径D=400mm，转速为n=30～40r/min。

滚筒转动一周移动的距离为S：

S=π*D=π*0.40=1.256m

滚筒转动一周所需要的时间T：

得滚筒的速度V：

=0.628m/s～0.837m/s

4 滚筒工作时的承受的重力

估计滚筒的重量：滚筒采用不锈钢材304卷制而成，查不锈钢材密度表得不锈钢材304的理论密度ρ=7390kg/m3

经估算滚筒总长度为L=1200mm，厚度d=2mm，直径D=400mm，则制作滚筒使用的不锈钢材304的质量m1：

当茶叶放入滚筒时，茶叶鲜叶中含水量很大，当茶叶放入时，初始质量为10kg，即m2=10kg

所以电热式茶叶滚筒杀青机进行杀青工作时，滚筒的总质量：M

5 电动机的选择

电动机的选择首先要选择的是电机的供电方式：直流或者交流。

直流电机的优点：直流电机具有良好的启动特性和调速特性；直流电机的转矩比较大；维修比较便宜；直流电机的直流相对于交流比较节能环保。直流电机缺点：直流电机制造比较贵；有碳刷。交流电机的优点：交流电机制造比较便宜；矢量变频技术的发展，已经可以用变频电机模拟成直流电；相对于直流电机在结构简单、维护容易、对环境要求低以及节能和提高生产力等方面具有足够的优势，使得交流调速已经广泛运用于工农业生产、交通运输、国防以及日常生活之中。交流电机的缺点：交流电机的启动性和调速性较差。

综上所述，本设计中选择的电动机为交流电机。

6 选择电动机的容量

电动机的功率，应根据电热式茶叶滚筒杀青机需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下工作。选择时应注意两点：

（1）避免“小马拉大车”现象，即选择的电动机的功率过小，发动机长期处于过载状态，使其内部绝缘部件因为过热而烧坏，甚至电动机被烧毁。

（2）避免“大马拉小车”现象，即选择的电动机的功率过大，电动机输出的功率不能得到充分的利用，效率低下，造成电力的浪费。

由于本设计中的电热式茶叶滚筒杀青机的滚筒工作时的转速较低，所以电动机转速不需过高，故选择转速为1400r/min的单相异步交流電动机JY7144。

7 结束语

本文针对滚筒式茶叶杀青机的传动结构进行了优化设计。分析了传动装置结构设计方案，确定了电动机的型号及安装尺寸，对滚筒的速度、滚筒工作时的承受的重力、电动机的选择选择和电动机的容量也进行了研究。通过研究滚筒式茶叶杀青干燥机优化设计，从而提高了本设计传动效率和环保性。

【参考文献】

[1]刘新.浅谈茶机的发展趋势[J].1998（03）.

[2]胡新光.槽型多功能炒茶机炒制名茶技术[J].2000（1）：1-2.

[3]濮良贵，纪名刚.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]江用文，熊兴平，王国庆，等.我国茶叶加工发展战略的研究[J].中国农业科技导报，2004，6（I）：33-39.

[5]周国义，魏鼎福.茶叶杀青机的发展及特点[J].现代农机，2013：38-39.

[6]权启爱.茶叶杀青机的类别及其性能[J].中国茶叶，2006，28（4）：12-13.

[责任编辑：朱丽娜]