茶叶揉捻机构设计
学 生：周志强
指导老师：高英武
（湖南农业大学东方科技学院，长沙，410128）
摘 要：本文分析了中国国内外炒茶机机构的现状，对未来进行了展望，设计出一种
新型小型炒茶机构。该小型炒茶机机构是由揉桶、揉盘、加压装置、减速机构和电动机组成。采用锥齿轮减速器和连杆回转机构，主要依靠三根连杆旋转，使揉桶在固定盘上作相对偏心回转运动，茶叶便在揉桶内受加压盖和固定盘上的棱骨作用而进行揉捻，直至完成揉捻作业。此次设在揉盖下方的锥面上设有棱骨，如此则在确保揉桶下部正常揉茶的同时，还对揉桶上部的茶叶实施揉捻，有效地提高揉茶效率，使揉茶更均匀，从而可以提高茶叶品质及等级。差额揉捻机的加工优点主要体现在：一是降低了农民的劳动强度，提高了工作效率；二是揉捻的成条率高、叶细胞破损率适度，质量稳定可靠；三是为茶叶揉捻的规模化提供了前提。
关键词：茶叶；揉捻机构；揉桶；棱骨
Sale Design of Tea Rolling Bodies
Student：Zhou Zhi-qiang Tutor：Gao Ying-wu
(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)
Abstract: This paper analyzes China's domestic and foreign institutions fried tea machine
status, the prospect of the future to design a new type of small fried tea institutions. The machine body is small fry tea barrel by the rubbing, rubbing plates, pressure devices, gear box and electric motor. Bevel gear reducer and the link with Rotary, mainly rely on three rotating rod, so that kneading the bucket on the relative eccentricity of the fixed plate for rotary movement, tea, rub it in the barrel by the pressure plate cover and a fixed role on the edge of bone the rolling, until the completion of rolling operations. The rub is located in the bottom of the cone on the lid with edge of bone, so the barrel to ensure that the lower part of the normal kneading kneading tea is also a barrel on the upper part of the tea rubbing the implementation of rolling, kneading tea effectively improve efficiency, make more tea rub uniform, which can improve the quality and level of tea.
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The difference between the rolling machine is mainly reflected in the processing advantages: First, reduce the labor intensity of farmers, improve work efficiency; second strips rolled the high breakage rate of leaf cells moderately stable and reliable quality; third is the size of rolled tea has provided a premise.
Key words: Tea; Rolling body; Knead cask; Goniale.
1 前言
1.1 选题研究意义
在各方面日益现代化的今天，炒茶机也应该在技术上不断改进，向自动化、机电一体化方向发展[1]。采用传统的人工炒制方法易造成质量参差不齐，工人劳动强度，生产率低[2]，难以形成规模效益，为改变这种现状，研制小型的茶叶加工机械迫在眉睫[3]。
1.2 国内外揉捻机械化发展概况
我国茶叶加工机械起步五、六十年代，工农84型圆茶炒干机械的研制成功，使劳动强度大，工艺技术复杂的珠茶加工实现了机械化。70年代起，茶叶加工机械品种增多，茶叶加工机械标准化工作也开始起步，现在，我国茶叶加工机械已有100多项行业标准和企业标准。年生产能力达2万台以上。茶机行业从60年代的单动力、开式齿轮传动的型式发展到80年代中期自控技术、光电技术、静电技术和计算机控制技术等新技术开始在茶叶加工机械上得到应用，使以往间歇作业向连续作业转变。90年代初研制成功了热源装置与主体一体化的全金属滚筒式杀青机;产品由单机向成套设备发展;由大宗茶叶加工机械向名优特茶加工饥械发展;由单一产品向系列产品发展[4]。
现在我国茶叶加工机械行业已能生产红茶初制、绿茶初制和名优特茶加工成套及茶叶精制成套设备，包括炒青眉茶、加工机械工夫红茶、珠茶、烘青、花茶、乌龙茶和紧压茶(砖茶)的成套设备。有适用于年产5一6t茶叶至500一1000t茶叶的各类茶厂所需的初制、精制加工及各种辅助设备的成套设备。加工机械可向市场提供加工扁茶、毛峰、毛尖、圆茶等形状的名优茶加工成套设备，从杀青、揉捻、烘干、加工机械成型等大类产品都发展成系列，可以适应不同生产规模茶农的需求。
50年来已产销各类茶机45万台以上，装备了产茶区数以万计的茶叶加工厂、机械加工茶叶的能力达到800万担以上，改变了茶叶加工的面貌，满足了市场的
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需求[5]。印度居环球第二产茶大国的地位，也是世界茶叶入口的第四大国，受东方茶叶花费偏好转变的影响，以及肯尼亚等国茶叶入口的冲击，近年来茶叶产量连续上涨，从1998年的8.7亿公斤削减到2004年的8.2亿公斤，为15年以来的最低点。加上国际花费的增添，出口量也逐年下滑，茶叶出口量也从2002年的2亿公斤降落到2004年的1.45亿公斤。1公斤高品质的阿萨姆茶5年前售价100卢比(约2.3美元)，此刻跌到75卢比(约1.72美元)。除去晦气气候的身分，茶叶价格下降、本钱下跌、市场竞争剧烈也是重要原因。为挽回印度茶叶旧日的光辉，印度茶叶企业一面不竭开辟新兴红茶市场(包罗中国在内)；一面也在转变其产品结构，顺应正在产生转变的东方社会的茶叶花费习气；同时印度茶商纷纭采取措施下降生产成本，让优良茶叶能以更有竞争力的价钱出卖。一些茶叶研讨机构也正在抓紧开辟下降生产成本的新技术并帮忙茶厂停止出产加工装备的更新换代。日本在20世纪20年代就有简略的精揉机用于茶叶加工，颠末几十年的成长，制茶机械已很进步前辈，不只台时产量大，并且产品质量不变。茶叶加工基本上都由高度自动化的蒸青生产线来实现[6]。
1.3 国内茶叶机械化未来发展方向
茶文化使中国传统文化的重要组成部分之一，随着社会发展和进步，茶不但是人们生活的必需品，而且对经济起了很好的作用，而揉捻机使茶叶生产中的一种主要机械。
21世纪，中国将实现茶叶生产和加工全程机械化，以满足茶业生产规模化、经营产业化、茶叶产品多元化、茶叶质量无公害化的要求。茶业机械集机、电、液于一体，向智能化、自动化跨越[7]。
1.4 目前国内常见的揉捻机主要有以下几种类型
目前我国茶区生产上使用的揉捻机类型很多，大小不一。按回转方式分有单动式揉捻机和双动揉捻机；按揉盖支撑方式分有单柱式揉捻机和双动式揉捻机；按加压方式分有杠杆加压式和螺旋加压式揉捻机；按操作方式分有手动式、机动式、气动式揉捻机；按揉捻机的自动化程度分有普通型、程控型、连续型揉捻机。
2 总体设计方案的拟定
2.1 原理分析
揉捻必须根据揉捻机的性能，叶质老嫩，匀度和杀青质量来正确掌握揉捻方
法。特别注意投叶量，揉捻时间，压力大小和解决筛分，揉捻程度等技术，方能
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提高质量，保证优良产品[8]。茶叶揉捻机是由揉桶、揉盘、加压装置、减速机构和电动机组成。茶叶揉捻时依靠揉桶在揉盘上做水平回转运动，桶内的茶叶由于受到桶盖的压力、揉盘的反作用力、棱骨的阻力以及揉桶侧压力的综合作用，茶叶一边翻滚一边搓揉，是茶叶卷曲成条，同时适度破坏叶片组织，损伤叶细胞，挤出部分叶汁，达到揉捻的目的[9]。 2.1.1 目的
提高茶叶的成条率，降低茶叶破碎率，提高揉茶效率，提高茶叶品质，增进茶汤的浓度，提高运转的平稳性，降低耗电量。 2.1.2 设计内容
由于现有的茶叶揉捻机只在揉盘上设置棱骨，故而茶叶只在揉桶的下方得到揉捻。这不仅影响茶叶的揉捻质量，更影响揉捻效率，因此，完全有必要对现有技术加以改进。此次设计是在现行揉捻机的基础上对其不合理部分进行改善，同时增加新的技术模块，使之更趋完善、经济。其具体措施如下：
(1)传动减速机构采用集体传动，提高传动精度； (2)采用杠杆加压装置，使减加压方便、省力；
(3)动力源采用电动机，减少噪音，提高机构的平稳性； (4)采用棱骨式揉盘，提高成条率；
(5)揉桶盖下方的锥面上设有棱骨，提高揉捻效率，使揉茶更均匀。 2.1.3 方案选择
为了实现预定的功用，有两套方案可以实现：（参见图1、图2） 方案一（1）采用单机传动减速机构，结构简单、紧凑； （2）采用锥齿轮减速传动，传动更准确，更稳定；
（3) 采用杠杆加压机构，加压动作简单、方便，减少了多余动作，降低了设计成本。
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图1 方案一 示意图 Fig1.The figure of program1
方案二（1）采用集体传动减速机构； （2）采用蜗杆减速传动； （3）采用丝杆加压机构。
图2 方案二 示意图 Fig2.The figure of program2
2.1.4 方案的比较
方案一采用单机传动减速机构，整机结构紧凑，生产、使用、检修均比较灵活，方案二采用集体传动减速机构，则整机的结构性不是那么好??10??；方案一采
用丝杆加压机构，加压原理简单，揉捻成条性能较好，多用于小型采用揉捻机，方案二采用丝杆加压机构，加压机构的丝杆螺母易磨损；方案一采用锥齿轮减速
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