针形名茶防焦理条装置设计

游青山 徐江涛 曾 卓

(1.重庆工程职业技术学院，重庆 402260；2.工业机器人与矿山智能装备系统应用重庆市高校工程中心，重庆 402260)

0 引言

由于茶叶加工工艺要求的不同，各地使用的茶叶理条机结构都有些差异，但机械的基本结构与工作原理类似。其组成主要由投料装置、出茶装置、电动机、调速装置、加热装置、温度调控装置、”U”形槽锅及锅台、传动机构和机架等部件构成[1]。茶叶理条机的工作过程为：将复揉捻过的茶叶倒入理条机的锅槽内，电机带动锅槽做反复往返运动，带动锅槽内部的茶叶运动，锅台下方使用加热器实现茶叶持续加热。在相互碰撞过程中，利用茶叶自身特性，借助理条机装置在锅内壁翻转，通过摩擦、挤压滚动成条[1]，最终达到理条目的。

目前，在茶叶加工的过程中，茶叶理条主要包括往复式振动茶叶理条机、连续理条机、茶叶杀青理条多功能机等3种机械装置。尽管市面上基于现有的理条机进行了相关改善，但是不可避免地存在一些问题，比如：茶叶摊铺及受热不均导致茶叶焦边及粘锅，人手频繁接触茶叶导致滋生细菌风险；人工持续清除粘锅叶芽导致工人高强度劳作和安全隐患[1-2]。鉴于此，本文提出了一种针形茶叶防焦理条设备，来解决以上相关问题。

1 往复式理条机系统方案

在基于已有的通用理条机6CLZ-60D的基础上，设计了一款往复式翻炒机构的新型往复式理条机，主要用于传统理条机加热装置分布不均导致的锅槽内部温度分布不均进而导致的茶叶摊铺不均及焦边粘锅等影响茶叶成型品质问题。

基于往复式翻炒机构的新型往复式理条机，硬件设计包括固定安装台、理条锅、往复式翻炒机构等。往复式翻炒机构置于固定安装台上，并由动力带动装置沿着固定安装台长度方向进行往复运动；以达到针形茶叶理条做形的效果[3-6]。整体结构如图1所示。

图1 往复式理条机整体结构

2 关键结构特征

如图1所示，往复式理条机关键结构包括固定安装台1、横梁滑座2、第二驱动电机3、支撑底板4、安装横梁5、第一驱动电机6、清扫轮7、液压缸8、L型安装支架9、定位安装块10、铰接连杆11、理条锅12、皮带13、Z型限位板14和翻炒转轴15。

往复式翻炒机构通过第一驱动电机驱动球形翻炒组件进行匀速转动，能更好地对茶叶进行翻炒。往复式翻炒机构包括球形翻炒组件、第一驱动机构、角度调整组件、移动横梁组件等。其中，球形翻炒组件用于对茶叶进行翻炒；第一驱动机构用于驱动球形翻炒组件转动；角度调整组件用于调节球形翻炒组件偏转角度；移动横梁组件设置于2个固定安装台之间，用于带动球形翻炒组件往复运动。

2.1 球形翻炒组件

球形翻炒组件包括理条用的锅体、翻炒转轴、清扫轮、驱动轮等，其中，理条锅体呈矩形结构，其中有若干平行弧形槽，使茶叶翻炒时受热更均匀；翻炒转轴垂直于轴导轨的长度方向；清扫轮与若干弧形槽配合放置；驱动轮位于轴的两端，端部带动、翻炒转轴移动。驱动轮需要在第一驱动电机驱动的皮带运转下工作，使清扫轮沿着理条锅体中弧形槽前后运动。随着翻炒运动，角度调节组件可随偏角的调整而自适应旋转，从而使炒茶获得更好的成型效果。

2.2 角度调整组件

角度调整组件由L形安装支架、与支架铰接的液压缸总成和铰接的连杆组成。液压缸总成分为两组，分别位于安装梁的左端和右端。铰接式连杆需要液压缸带动液压杆拉伸，并推动工作。为了实现角度调整的任意性，制作出不同程度的茶叶成型效果，在调整角度时，两端的液压缸组件需要同时进行伸缩动作，然后推动铰接连杆11使所需角度偏转，从而实现最终的角度调整功能。

2.3 移动横梁组件

移动横梁组件除了最主要的安装横梁外，就是用于定位横梁组件的定位安装块等。移动横梁组件的设置用途为实现翻炒机构的来回往复运动，即对弧形沟槽内放置的茶叶进行来回翻炒，减少茶叶在传统加工工艺中单一运动引起的翻炒不均，引发部分茶叶长时间受热下进而焦化的现象，使得理条锅传热和茶叶受热更加均匀，从而提升茶叶加工的品质。

理条机械运行过程中，理条锅在左右往复运动过程中，加速度、速度的方向时刻都在改变，为了实现自动清扫装置始终与理条锅保持可靠及紧密接触，设计整个清扫装置能跟随理条锅同步运动。往复式理条机的正视结构示意图、侧视结构示意图分别如图2、图3所示。

图2 正视结构

图3 侧视结构

4 结语

往复式理条机通过改良，外加了一个平行于理条锅的可调节角度的清扫轮组，配合理条机在往复运动中清扫理条锅槽内因受热不均或翻炒粘锅的个别茶叶。此装置的加入优化了传统理条机因温度分布和受热影响茶叶做形和铺摊，减少了茶叶焦边率及粘锅率；减少了工人直接手动接触茶叶、清除粘锅叶芽而引起的高劳作低效率、茶叶细菌滋生风险和工人手动参与的安全隐患。此方案理条机结构简单，操作方便，利于推广。