摘 要：自古以来，几千年来，茶文化一直被认为是我国和汉族传统物质、精神和文化生活中最基本、最不可或缺的组成部分。早在神农时期就发现了茶物质及其潜在价值，随着春秋秦汉、隋唐明清进入现代社会的不断发展，茶文化逐渐形成了一个新的体系，并逐渐深入人心。融入人们日常与生活的交流中。本文分析了我国揉捻机的现状，展望了国内的前景。茶叶揉捻机构主要由揉捻盘、揉捻筒、压力装置、减速机构和电动机组成。减速器和连杆用于旋转和连接揉捏筒内的茶叶。加压部分和固定板上的齿条在以下作用下被压在一起并继续揉搓，一直到完成茶叶的成条。该结构在揉捻盖下方设有棱条，在确保揉捻容器下部茶叶按照传统揉捻机揉捻方法揉搓的同时，容器上部的茶叶也得到揉搓，显著的提高了成条效率，使揉茶的方式相较传统方式更加高效，从而提高出茶的品质和档次。揉茶机的其优势主要体现在以下几点： 首先，降低了茶农的劳动强度，提高了茶叶种植的效率；二是提高了轧制率，减少了对叶细胞的损伤程度，这导致了稳定和可靠的质量。最后，它为茶叶揉制提供了必要的起点，使之在大规模的情况下形成。
关键词：茶叶揉捻；机构设计；电动机；揉桶
Abstract: Since ancient times, for thousands of years, tea culture has been considered as the most basic and indispensable part of the traditional material, spiritual and cultural life of China and the Han people. As early as the Shennong period, tea material and its potential value were discovered. With the continuous development of the Spring and Autumn Period, Qin and Han Dynasties, Sui, Tang, Ming and Qing Dynasties into modern society, tea culture gradually formed a new system and gradually became popular. Integrate into people's daily and daily communication. This article specifically discusses the development situation of rolling mills in China and predicts their future development potential. The tea kneading mechanism mainly consists of a kneading plate, Kneading cylinder, pressure device, and deceleration mechanism.The key to using a bevel gear reducer and a connecting rod rotating mechanism is to rely on the rotation of the three connecting rods to make the kneading tube eccentrically rotate on the fixed plate, causing interaction between the tea leaves inside the kneading tube. The pressure part and the ribs on the fixed plate are kneaded under the action, and continue to knead until the kneading operation is completed. This structure is equipped with ribs under the kneading cover, which can knead the tea leaves on the lower part of the container while also kneading the tea leaves on the upper part of the container, greatly improving the kneading efficiency. Moreover, the kneading method is more user-friendly, thereby improving the quality of the tea leaves. The advantages of this design are mainly reflected in: firstly, it reduces the labor intensity of tea farmers and improves their work efficiency;The second is to improve the rolling rate and reduce the degree of damage to leaf cells, thereby achieving the goal of stable and reliable quality. Finally, it provides a necessary starting point for the large-scale formation of tea rolling.
Key words: Tea rolling; Institutional design; Motor; Kneading bucket
1 前言
1.1 选题研究意义
茶是我国人民生活中不可或缺的一部分，中国是世界上唯一拥有六大茶叶的国家。茶叶产区遍及全国19个省份和1000多个省市。因此，茶成为中国的国饮。今天，全世界有 160 多个国家喝茶。茶与“清新空气、字画”一样，是人们的精神“食粮”。茶不仅是一种食品，更是一味中药，药食同源。茶是世界上消费最多的三种软饮料之一。据《中医大辞典》记载，茶具有“清脑、消肿、化痰、助消化、利尿、解毒”的功效。有论治“头痛眩晕，神志淡漠，烦躁烦渴，食痰积滞，疟疾痢疾”等病症。茶叶加工需要手工揉捻。这两种处理方式对人工的体力要求很高。如果揉捻不能用同样的力，茶叶的质量就会下降。揉捻机是一种重要的加工机械，可以防止茶叶纤维结构受损，保证茶叶品质均匀，使用方便。揉捻机的效率和操作直接影响茶叶的生产质量，直接减少茶农的劳动力。因此，研制性能优良的揉捻机是非常实用的。
因此，我的设计目标是研制一种能够加工不同种类茶叶的揉揉捻机，以提高茶叶品质，降低人工成本，增加茶农收入。
1.2 国内外揉捻机械化发展概况
我国是茶文化的发祥地，无论是产出还是进行后期包装都受到了一定的影响，但这种发展模式受清末国家闭关锁国的影响较大，先进技术无法引进。但茶文化深入人心，一些业内人士仍在努力优化茶叶生产结构。 1915年安徽人自主研制了小型揉茶机，在一定程度上提高了该地区茶叶生产的质量，为茶叶工业指明了正确的方向。随着茶叶企业不断引进先进技术和设备，茶叶加工也进入了机械化行业，但受限于不同种类的生产效果，这种设备只能独立对应某一类茶叶，而我国内茶叶有茶叶生产企业开始探索进口设备的工作特点，进行仿制。在六七十年前，茶叶的营养价值和经济价值逐渐引起政府部门的重视，国家开始加大相关技术资金的投入，在完成产业化的基础上，生产茶叶压延加工装备被列为国家重点项目。但茶叶种植环境普遍分布在南方地区，而大部分工业生产集中在北方地区，略微增加了装置研究的难度。在工匠精神的指引下，克服人力和工业资源的阻力，我们的研发人员于1960年研制出绿茶设备并投入批量生产，为我国泡茶技术机械化进程的加快做出了贡献。
随着科学技术的更新，家用机械揉茶机的自动化系统逐步完善，基本实现了泡茶、自动控温、揉捻等一系列操作的目的。同时，在手动调整程序中，自动化系统具有集成功能，本实用新型可有效保证系统功能的实现在不同的控制方式下可根据程序进行调整，以满足不同加工要求。
1.3 未来茶叶揉捻机的发展方向
茶文化是我国的优秀传统文化，茶已经是人们在休闲生活中无法割舍的一部分，而且在创造经济效益部分也发挥着良好的作用。
新世纪的中国，有必要实现茶叶从产出到包装全过程的自动化，让茶叶生产达到一定的规模和发展的需要，以及无杂质茶叶品质的目标。
1.4 目前国内揉捻机的发展形势
从目前国内外的发展形势来看，我国的茶文化虽然源远流长，但很难找到更大的市场优势。国外市场上能与国内相提并论的茶叶品种较少。优点是茶叶行业的加工机器较多，因此设计一套完整的茶叶加工机器并运行非常重要。细胞进入茶叶和茶汁，附着在茶叶表面，从而增加茶汤的浓度。所以我自己设计了一台揉茶机，能够对不同新鲜度和品种的茶叶来调节揉力，进一步提高茶叶的品质。
2 总体设计方案的拟定
2.1 原理分析
揉捻的关键是揉捻机的性能。要根据茶叶品质、底、梗的细腻程度、平整度的大小以及杀青加工后的成品叶质量，制定最佳的方式。尤其是要注意揉捻时所能够加入茶叶数量，以避免降低揉捻的效率。同时也需要注意揉捻时间的长短、压力的大小，等问题。设计一款好的茶叶揉捻机可以有效的保证产品质量提升。揉茶机的主要部件有揉盘和揉缸、加压装置、减速机构和电动机。揉茶时，是靠揉捻桶的偏心水平运动，揉捻桶内的茶叶在桶盖内多种力的作用下，进行揉搓。使茶叶卷曲成型，在揉捻过程中适度破坏叶子组织，打碎叶子细胞，使茶叶能够被揉捏成型，以便进行揉捻。
2.1.1 揉捻工作需要达到的目标
提高揉捻的效率，在揉捻的过程中尽可能多的使得茶叶揉捻成型，同时让揉捻的成功率提升。其次降低茶农的工作强度，提高经济效益。
2.1.2 设计内容
本次在设计的同时还对当前市场上茶叶揉捻机有缺陷的部分进行了些许改良，方案如下：首先在减速机构方面选择的集体传动，使传动精度得到提升；第二则是对使用的揉盘进行改进，在其上面加上棱骨，从而提高茶叶的成条率；第三，在动力源方面采用电动机，可以确保机构在运行时保持稳定；最后在加压部分选择使用杠杆原理进行加压，使加减压更加省力；
2.1.3 方案选择
目前有两个选项可以实现预先定义的功能效用：
方案（1）选用单级的传动减速机构，传动比不变，降低设计要求；
（2）在减速部分选用锥齿轮；
（3) 运用杠杆原理进行加压，让加压的过程和操作优化。
方案2（1）选用集体传动减速机构；
（2）减速传动部分使用蜗杆；
（3）加压方式选用丝杆。
2.1.4 方案的比较
方案一，整体结构比较紧凑，生产、使用和维修比较灵活，但如果采用集体齿轮减速，整体结构比较薄弱；加压原理简单，而且滚条成型效率比较好，属于最常见的应用，而图2中使用的丝杆加压，进行加压的零件容易损坏；在两者相比后选择杠杆加压，即第一个方案。
2.2 总体结构的确定
2.2.1 揉捻机的结构
总体结构由电动机，揉桶揉盖、减速部分、加压机构、揉盘组成。电机经过初步定为选择三相异步电动机；减速部分选用两个锥齿轮等组成，杠杆加压则是使用滑块滑道等构成；揉桶的外部直径定为300mm，同时早揉盖上另外设计棱条，使得揉捻效率提高。具体结构如下图所示：
2.2.2 传动路线
传动路线如图所示，该机构的传动路线主要是由电机带动皮带，再通过锥形减速带动曲柄转动，再由曲柄带动揉缸，使其旋转。此时，茶叶在揉捻桶内反复翻动揉捻，使茶叶揉成条状，细胞破碎，榨出部分汁液，达到揉捻的目的。
2.3 各部分机构主要参数的确定
2.3.1 加压装置
设计标准按照十分钟加压一次茶叶，一次工作作业时间为一小时。曲臂中心距设定为L=120mm。
2.3.2 关于减速部分
经过查询得
所需要的额定转速为n=170r/min
所需要的额定功率为P2=0.36Kw
2.3.3 揉桶
揉桶外径为D=250mm。
2.3.4 电动机的选择
根据毕业设计任务书规定的要求，为保证电机达到预期效果，经查阅资料，应选择卧式封闭式电机，并根据查阅的电机说明书，进行考虑后选用Y80M2三相异步电动机，其电机型号如下表：
2.4 传动装置的运动和动力参数的计算
2.4.1 各传动带装置的总传动比及各轴转速的计算
对于各级的传动比，应需要解决以下可能出现的问题
a) 在设计时，每级传动要严格遵照标准值，使得整个机构结合缜密。
b) 设计分配各个传动机构的传动比时要注意机构的尺寸，不应出现互相干涉的情况
c）需要避免高速级大齿轮与低速轴之间会互相产生影响，同时还需要进行实践，考虑实际操作环境、机器的安装过程等因素。通过对现场数据的分析计算给各个机构确定具体的数值。
为了保证满足正常传动要求,v带传动比一般不大于 7 。v带传动传动比≤6，
圆锥齿轮传动比是2～3，
故根据已有数据进行设计：
一级的V带传动比确定为3.7
二级齿轮传动传动比约为2.8
同时对各个轴进行命名：电机轴，减速器高速轴与低速轴依次确定为0号轴，1号轴，2号轴，转速： 
2.4.2 计算轴的功率
4.2电气原理图
在电气控制电路中，正常的急停按下后机器会立即停止工作，以避免危险情况的发生，而在部分时候会出现按下急停按钮但机器却无法替课停止工作的现象。下面的急停控制电路以接触器为电动机开关。确保在使用者按下急停按钮时机器能稳定的停止。图中KM1为起动接触器，KM2为急停接触器，SB1，SB2，SB3为依次为停止和急停按钮、起动按钮。
在机器正常运转时按下急停按钮，即Q，此时KM1吸合并自锁，主触点闭合。在有意外情况并需要紧急停止时，闭合SB2，预计出现的情况：
1.SB2常闭触点断开，导致电动机断电，实现了正常的机器急停。
2.SB2常闭触点断开时，电动机无法立即断电，但此时SB2常开触点闭合时，KM2得电吸合，R通过远超过FU1的额定电流，此部分瞬间熔断FU1导致电动机断电。本设备在实现原定的急停功能时多加了许多元件，优化了市面上普遍的电气控制，保证了机器的运行过程更加安全。
参考文献 略
