茶叶杀青理条机的运动仿真及振动研究

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扁形茶是绿茶中的一个优良品种,在茶叶产品中有着重要的地位。随着社会对茶叶的需求量逐年增大,茶叶种植、加工已形成一个巨大的产业。为了改善茶叶产业,提高其在国际的竞争力,必须解决现有茶叶机械存在的问题。杀青是绿茶加工的第一道工序,其主要目的是利用高温钝化鲜叶中酶的活性,使茶叶保持色泽绿翠、散发出青臭气、发挥香气。理条是为将茶叶加工成条理的形状。杀青理条机是能同时完成杀青理条两道工序的重要茶叶机械。   传统杀青理条机存在如下的问题:传统杀青理条机的工作过程需要在加工好茶叶后掀开多槽锅,此时多槽锅底部的热量会大量流失,浪费能源,而茶叶不能实现连续加工,效率低下;杀青理条机的多槽锅采用的是左右滑动的运动方式,由于多槽锅有一定的重量,则会对机架造成较大的振动,大大影响了理条机的寿命;茶叶在多槽锅内被理成条,对于不同型号的理条机理条效果不同,目前,关于茶叶理条机理的研究很少。   本文研究和提出了对杀青理条机减少振动的理论和方法:1)传统曲柄增加配重的方法。该方法是通过建立机构的运动学模型,根据所要平衡惯性力的程度,分析出配重在曲柄上的位置和大小。2)增设附加机构的方法。该方法是根据传统机器的结构空间,在原有的机构上增设附加平衡惯性力的机构,并通过附加机构的运动学和动力学分析,得出该机构的减振技术方案。3)从机构创新的观点,提出了两种振动小、效率高、节省能源的新型自动杀青理条机。即往复式自平衡杀青理条机的构思是将原先的锅体分成两个,两个锅体产生的惯性力可相互抵消;转摇槽形锅体杀青理条机的构思是将原先的曲柄滑块传动机构用振动小的曲柄摆杆传动机构代替。   根据生产的需要,对常用的几种类型多槽锅的锅形函数进行了研究,并在此基础上,对锅内茶叶进行了受力和运动分析,建立了数学模型。基于MATLAB软件得出了茶叶相对锅体运动的轨迹,并通过高速摄像仪对运动仿真轨迹加以验证。   在理论上提出了评判茶叶在锅内理条作用强度的标准,即茶叶沿锅壁的接触运动距离越长,理条作用强度越大。通过正交试验研究,得到了U形和斜形锅理条机的传动机构参数的最佳组合。并在理论上对两种锅形理条机进行比较,得出丰凯U形锅五槽理条机的理条效率比民胜的斜形锅五槽理条机要高。.为了防止机架产生共振,本文使用UG软件完成对杀青理条机的三维建模,再利用ANSYS软件对建立的三维模型进行模态分析,得出机架产生共振的条件。
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