本科机械制造及其自动化毕业设计Word格式文档下载.doc

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第二章 揉捻机自动化简要介绍及其总体方案设计 3

2.1揉桶转速控制介绍 4

2.2压力控制介绍 4

2.3揉捻过程控制介绍 4

2.4自动化盘式揉捻机总体方案设计 5

第三章 自动化盘式揉捻机结构设计 6

3.1自动化盘式揉捻机结构 6

3.1.1自动化盘式揉捻机结构示意图 6

3.1.2自动化盘式揉捻机结构示意图 7

3.2自动化盘式揉捻机机架设计 7

3.2.1自动化盘式揉捻机腿部支撑件设计 8

3.2.2自动化盘式揉捻机转动曲臂设计 9

3.2.3自动化盘式揉捻机揉桶固定架设计 9

3.2.4自动化盘式揉捻机自动化加压装置副轴设计 10

3.2.5自动化盘式揉捻机步进电动机固定架设计 10

3.3自动化盘式揉捻机揉盘设计 11

3.4自动化盘式揉捻机揉桶设计 12

3.5自动化盘式揉捻机加压盖及其组件设计 12

第四章 自动化盘式揉捻机主要机械部件有限元分析 13

4.1Solidworks有限元分析简介 13

4.1.1有限单元法分析 13

4.1.2有限元法的分析过程 13

4.2有限元分析分析机械部件 17

4.2.1揉捻机支撑件有限元法分析 17

4.2.2揉盘有限元法分析 22

4.2.3加压盖有限元法分析 26

第五章 自动化盘式揉捻机主要机械部件结构分析校核 29

5.1传动比的分配 29

5.2三角带传动的计算 29

5.3键的选择及校核 33

5.3.1电动机端带轮处键的选择校核 33

5.3.2减速箱带轮处键的选择校核 33

5.4标准斜齿圆柱齿轮计算 34

5.5中间轴的设计及校核 38

5.6中间轴轴承的设计及校核 45

5.7步进电动机端的联轴器设计及校核 47

5.7.1滑块联轴器的介绍 47

5.7.2滑块联轴器的强度计算 47

参考文献 49

致谢 50

自动化盘式揉捻机设计

摘要

自动化盘式揉捻机以揉盘和揉桶为主要部件的间歇性揉捻机。

主要由揉桶、揉盘、曲柄回转机构和自动加压装置组成。

作业时，装有茶叶的揉桶在内凹并装有棱骨的揉盘内作平面回转运动，揉桶、揉盘的相对运动及自动加压装置力的作用使揉桶内的茶叶受到有规律的翻动和揉搓，叶细胞受损，茶汁挤出，条索卷紧，从而提高揉捻机的自动化程度、适应性、揉捻质量及稳定性。

揉捻是茶叶加工中的重要工序，通过揉捻，茶叶细胞组织部分破坏，内含成份适当转化与合成，使成品茶滋味更为醇和，香气更持久，冲泡浸出更均匀，外形更整齐。

因此，揉捻是茶叶品质特色形成的关键，在茶叶加工中具重要作用。

揉捻叶质量首先取决于鲜叶的物理性状（包括柔软性、韧性、可塑性及粘性和嫩度）,其次决定于揉撩机的性能。

而揉捻叶缩胞的破损率和成条率是衡量揉捻工艺性能的重要指标。

关键字：

自动化盘式揉捻机，揉桶，加压装置，自动化

Automationofteatwistingmachinetorubdiscplatedesign

Abstract

Automationofteatwistingmachinetorubdiscplateandkneadbarrelisthemajorpartsofintermittenttwistedmachine.Mainlybythekneadingdrums,rubbingplates,crankrotationbodycompositionandautomaticcompressiondevice.Operations,withteaandkneadingdrumsintheconcavediscwithinneredgeofbonerubbingaplaneturning,rubbingbarrel,rubbingplaterelativemotionandautomaticcompressiondeviceloadstobethererubbingthebarrelofteaflipandrubthelaw,leafcelldamage,teaoutof,thecableandtight,therebyenhancingthedegreeofautomation,rollingmachine,adaptability,qualityandstabilityofrolling.

Teatwistingistheimportantprocessintheteaprocessing,throughtheTeatwisting,partofteacellswillbedestroyed,thencontainingingredientswilltransformandsynthesize,aromalastinglongertime,theappearanceismoreorderly.Therefore,Teatwistingisthekeyprocedureintheformingofhighqualitytea.Teatwistingleafqualityfirstdependsonfreshleavesphysicalproperties（includingsoft,toughness,plasticityandstickyandtender）,nextdecidedtothefunctionoftheteatwistingmachine.AndthedamagerateoftwistedshrinkageleafcellsandtherateofarticleintoTea-likestripintheprocedureoftwistingisasignificantindex.

Keywords:

automateddiscrollingmachine,kneadingdrums,pressurizedequipment,automation

贵州大学本科毕业设计 第51页

第一章自动化盘式揉捻机介绍

1.1茶叶揉捻工艺简介

揉捻，是一种茶叶初制的塑型工序，主要是运用搓揉方法破坏茶叶的组织细胞，挤出茶汁，使叶片成条。

揉捻是初步做形，除了白茶类和绿、黄茶中有些不要揉捻外，一般在制茶过程中都有揉捻工序。

鲜叶直接揉捻是不能成条的，因为鲜叶的物理性能硬而脆。

另外，揉捻是力的作用，如果用力不当，也不能成条。

所以揉捻也可以说是一项综合了叶的物理性能和揉捻力大小的茶叶加工技术。

揉捻是茶叶加工中极为重要的一个过程，它的好坏决定成茶品质的优劣。

目前，茶叶加工中的揉捻原理基本相同，均是让杀青（或萎凋）叶团在由揉桶、压盖和揉盘组成的揉捻空间中，利用曲柄连杆机构带动揉桶在揉盘上做匀速平行圆周运动，茶叶受到揉桶、压盖、揉盘、棱骨及叶自身的多方向力的复合作用，沿各自叶片主脉揉搓成紧结同浑的条索状，同时将叶细胞破碎，从而完成揉捻过程。

1.2研究的目的与意义

本项目针对目前国内茶叶揉捻机的自动化程度低、适应性差、揉捻质量不稳定等问题，并结合我省绿茶品牌多而杂、规模小、品质差的现状，拟研发一种高适应性、低成本的集控式茶叶揉捻加工装备。

研究茶叶揉捻工艺，分析不同茶叶揉捻的工艺参数，探索工艺参数对揉捻品质的影响规律，在机械自动化控制方面的研发完成之后，反复通过生产实践加以验证并不断修正参数，使茶叶揉捻环节高适应性地进入茶叶自动化生产的过程中。

贵州省茶叶加工企业普遍存在规模小，机械化水平不高，加工工艺落后，加工过程规范化和标准化差等缺点，严重制约和影响了贵州茶产业的发展。

据统计，2007年，全省工商登记的茶叶加工企业300余家，注册商标146个。

茶叶加工企业中，省级农业产业化经营龙头企业12家，地（州、市）级龙头企业18家；

拥有自主进出口经营权的企业18家，通过ISO9000族质量管理体系和ISO14000环境管理体系认证的企业8家；

加工能力上千吨的企业7家，上百吨的企业18家。

因此发展贵州高适应性、自动化的茶叶加工技术和装备，对于规范贵州品牌茶叶揉捻工艺，打造贵州茶叶品牌，解决贵州“三农”问题具有十分重要的意义。

目前，具有一定自动化技术的茶叶揉捻机数量极少，且价格约为10万元，茶叶揉捻机成本过高。

本项目研制的高适应性自动茶叶揉捻装备采用集中控制系统，相对于一般的单机控制系统，每台可降低设备成本约1-2万元，如按照贵州省2000台揉捻机计算，可节省设备成本2000万元-4000万元。

另一方面，该项目的实施可以大幅度提高茶叶揉捻质量，提高名优茶的产能，品牌提升，提高产品附加值。

在上述研究工作的基础上，以我省名优绿茶品牌——“绿宝石”的揉捻加工为应用对象，建立高适应性茶叶揉捻加工示范基地，推动我省绿茶生产向优质、高效、低成本、名品牌方向发展，提升我省的绿茶产业的经济效益和社会效益。

茶叶产业在我省国民经济和社会发展中具有非常重要的地位，发展茶叶产业对于促进农业经济结构调整、生态建设和农业产业化经营，增加农民收入，推进社会主义新农村建设，具有十分重要的意义。

因此，本项目所致力推动的茶叶生产机械化、自动化、高适应性，符合国家及贵州省产业政策，符合我省国民经济和社会发展的需要，无疑具有重要的社会效益。

1.3国内外研究现状

20世纪50年代以来，尤其是进入80年代以来，我国的茶叶加工技术快速向着机械方向发展，各茶类的制茶机械相继研制与开发成功，并逐步应用于生产。

到目前为此，我国的大宗茶已有90％实现了机械化加工，名优茶也有50％以上的加工实现了机械化。

近年来，在制茶机械自动控制方面也有所突破，如以继电器为基础控制元件的自动控制技术在匀堆拼配设备中应用；

机电控制系统在揉捻机上的应用；

1987年通过部级鉴定的“计算机控制茶叶烘干机，及在乌龙茶做青工艺中的应用；

圆电脑控制型龙井茶炒制机的研制成功等。

最近几年，绿茶加工的鲜叶摊放、杀青、冷却和干燥等工序在一定程度上实现了连续化流水作业，唯有杀青后的揉捻间歇作业如何实现连续化仍在探索中。

浙江省和安徽省分别就揉捻机技术进行了攻关，取得了一些成果，但揉捻机的自动化及适应性水平却不甚理想，揉捻质量也不稳定，制约着茶叶加工机械化、连续化流水作业的发展。

我国制茶机械化作业的自动化和连续化程度仍然较低，与食品工业的机械化相比却存在着较大的差距。

食品工业生产技术的发展过程大体要经历五个阶段，即机械化阶段、初级自动化阶段、自动控制阶段、数据化阶段、高级自动化阶段（无人化阶段）。

目前国内食品加工技术已处于第四阶段，而我国的制茶技术总体上仍处于第一阶段，个别单机或生产线处于第二阶段，与国外相比尚存在巨大的差距。

目前，世界产茶发达国家茶叶机械化生产发展速度很快，尤其是日本、印度、斯里兰卡等国家。

国外茶叶加工已进人第三、第四阶段，如日本蒸青茶生产线和英国CTC生产线[2]。

本项目拟通过高校与茶叶装备制造企业和茶叶加工企业的强强联合攻关，针对目前国内茶叶揉捻机的自动化程度低、适应性差的问题，结合我省绿茶产业的现状，研发一种