制茶機機械結構設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 茶葉的稱量投加機構后,鮮葉投加時的投加量可以定量控制,使鮮葉投加均勻。如下圖所示： 1—支撐側壁。 2—料斗。 3—滾筒機構。 4—翻盤機構。 5—杠桿機構。 6—機架。 7—托盤機構 機械結構設計方案的選擇： 第一種炒茶機存在一些缺點：①人與機器不能分離,加壓、進料均由人工操作完成,且一人一機,效率不高。②安全性較差,炒制過程中經常需要人工檢查茶葉炒制情況,從而發生機器傷人事故。③由于人為控制,炒制的茶葉品質一致性和穩定性難以保證。④炒手抄茶時與炒鍋間距固定,以使其對茶葉的壓力恒定,需人工進行調節,存在不安全因素。第二種機械結構能很好的改善上述不足，并且能夠實現一人多機的控制，提高制茶機的作業性能。機械方案的確定: 設計茶炒制機要結構輕型，價格便宜，深受用戶和消費者的喜愛。炒茶機要求具有殺青、理條、壓扁、成型等功能，且料倉的速度可以在一定幅度內調節。由于料倉在熱源上能往返運動，料倉的槽鍋底部放置一木棒，在來回運動的過程中，茶葉便被炒殺后壓扁成型。茶葉多用機在結構設計上要求料倉能夠在機架上來回運動， 并且在茶葉進行炒殺的不同階段， 料倉具有不同的速度，以利于茶葉被均勻殺透。 在實現料倉的往返運動上，茶炒制機采用偏心輪傳動機構。所謂偏心輪就是稱量式茶葉投加裝置 稱量式茶葉投加裝置包括料斗、雙滾筒機構、托盤裝在軸上的輪形零件,輪的外緣推動另一機件,產生往復運動。多用來帶動機械的開關、活門等。偏心輪機構是由凸輪演化而成的。凸輪是指一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，一般為主動件，作等速回轉運動或往復直線運動。與凸輪輪廓接觸，并傳遞動力和實現預定的運動規律的構件，一般做往復直線運動或擺動，稱為從動件。凸輪機構在應用中的基本特點在于能使從動件獲得較復雜的運動規律。因為從動件的運動規律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應用時，只要根據從動件的運動規律來設計凸輪的輪廓曲線就可以了。 在改變料倉移動速度上，茶炒制機的電動機輸出軸上安裝一調速輪，用于調節偏心輪的轉速大小。 茶炒制機傳動機構采用帶傳動形式， 具有二級減速的作用。 在組成茶葉機械的機構上，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。 由于一般茶葉機械的轉速很低，每分鐘只有幾十轉，而且常用的電動機每分鐘約一千四百多轉，因此茶葉機械中常用的變速機構的減速機構。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。 制茶機采用帶傳動形式，因為： （1）制茶機要求結構輕型簡便，帶傳動結構簡單。 （2）制茶機要求料倉能夠在機架上來回運動，偏心輪可以實現這一要求。 （3）制茶機要求料倉速度可以在一定范圍內進行調節，調速輪可滿足這一要求。 （4）帶傳動運轉平穩，緩沖吸震性能較好，傳動中心距可以較大。 部分零件設計計算： 確定電動機的型號及安裝尺寸 多功能炒茶機要求料倉的速度可以在一定范圍內進行調節，則在選擇電動機容量時應以料倉最大速度來確定。 在設計多功能炒茶機時要求偏心輪的轉速為 110～160 轉/分。 求料倉的速度偏心輪轉動一周，料倉移動的距離為 S S=2pR = 2 88 = mm (21) 偏心輪移動一周所需要的時間T (22) 由(21) (22)兩式得料倉的速度V 求連桿的拉力估計料倉的重量料倉四周用角鋼（ 40 4 ）組成，查表知（ 40 4 ）的角鋼理論重量為 經估算角鋼的總長度為（ 850 2 + 650 2 ）mm則角鋼的質量 m1m1= (850 + 650)2 = (23)料倉的槽鍋由五片組成，每片約 1 kg，則槽鍋的總質量為 m2= 5 kg在槽鍋中每個槽鍋放有一木棒，每個木棒的質量為 1 kg，則木棒的總質量為m3= 5 kg當茶葉放入料倉時,茶葉的濕度很大，當茶葉放入時，初始質量估計有 ，即 m4 = 所以料倉的總質量 MM= m1 + m2 + m3 + m4=+5+5+= kg則壓力 N=G=Mg= N (24)料倉與機架的接觸為滾動接觸，且是鋼與鋼的接觸，查表得： m = 得摩擦力 f f = Nm= = N (25)由于是偏心輪傳動，則連接桿的拉力是一變量。當偏心輪的傳動力變成推力時，可估計最大推力為 90N. 初選電動機按工作條件和要求，選用單相電容異步電動機的電壓為220V，JY 型。 選擇電動機的容量 則 得 (26)其中 F 為料倉的最大工作阻力取 Fmax = 120 N其中V 為最大線速度，由于料倉的平均速度為 ~可估計料倉的最大線速度V =2 m/s。由電動機至料倉的轉動效率為ηa ηa = η12 η23 (27)因為傳動效率ηa為組成傳動裝置的各部分運動副效率之乘積。①同類型的幾對傳動副，軸承或聯軸器要分別考慮效率。②軸承效率均指一對軸承而言。本設計中η1,η2 分別為帶傳動，滾子軸承的傳動效率取η1 = 、η2 = 則 ηa =η12 η23 = 2 = (28)所以 (29)取 V 帶傳動比為 i=2~4,則總傳動比為 4~16，故電動機的轉速可選范圍 Nd = =640~ 2560 r/min (210)最后確定電動機為下表：表 電動機型號及其參數電動機型號額定功率（W）滿載時轉速（r/min）電流（3800 時 A）JY71343701400由于料倉的速度較慢，所以電動機的轉速較慢，為1400r/min，故選用單相電容異步電動機。 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比由選定的電動機滿載轉速 nm 和工作機主動軸轉速 n ，可得轉動裝置的總轉動比為 ia (211)總傳動ia又為i1 ，i2 的乘積即 (212)分配傳動比，即各級傳動比如何取值是該設計中的重要問題。傳動比分配的合理，可以使傳動裝置得到較小的外廓尺寸或較輕質量，以實現降低成本和結構緊湊的目的。考慮到i1是在一定范圍內可以變化，又知V帶傳動時傳動比為2~4之間，且V帶傳動的外廓尺寸不致過大。故取 i2= i1 =~ 確定V帶型號和帶輪直徑及中心距 制茶機的轉動裝置為帶轉動，帶轉動主要靠帶與帶輪之間的摩擦力傳動動力，因此，帶傳動的參數選取、工作能力和設計依據都與接觸表面的摩擦有關。本機構的傳動帶為三角膠帶B型帶。三角膠帶傳動的主要參數①小帶輪包角小帶輪包角愈大，帶和帶輪接觸弧愈長，其接觸面間產生的摩擦力愈大，因此，帶傳動的承載能力也愈大。過小時，帶容易在帶輪上打滑。為了保證一定的工作能力，一般要求 D2= iD1≥ 120186。 ，包角的近似計算公式為 (213)②帶的速度 V 和傳動比 i帶的速度一般控制在 V=(5~25)m/s 的范圍內，最高不超過 30m/s。當傳遞功率一定時，若速度過低，圓周力就增大，帶的斷截面尺寸和根數就要增加。帶傳動的傳動比 為使帶傳動的結構尺寸不致過大，包角不致過小，對三角膠帶傳動，一般取i ≤ 7 。本設計i1 = ~ ，i2 = 。③帶輪直徑 DD2若主動帶輪直徑為D1，則從動帶輪直徑為D2= iD1 。顯然，減小直徑D1 ，就可以減小直徑D2 ，從而減小傳動的外廓尺寸。雖然對于B型帶要求D1≥ 125mm ，但考慮到炒茶機的機體大小，不應允許傳動輪的外廓尺寸過大，所以出現直徑60mm ~ 95mm D1 125mm。當D1偏小后，帶輪的包角增大，傳動效率增強，這樣由于摩擦力的增大，帶的壽命減弱，所以多功能炒茶機應有專門的傳送帶，使其既符合過小的帶輪的直徑，又能有較高壽命。④中心距包角的大小與中心距有關，為了保證得到較大的包角，心距不能過小。此外，中心距過小，皮帶長度就短。但由于D1偏小，所以中心距也會相應的縮短，不至于使包角過大。皮帶長度愈短，在速度一定小呆繞過帶輪次數就越多。從而降低皮帶壽命。但是帶輪傳動的中心距也不宜過大，否則，帶太長易引起顫動。在