连续复式茶叶理条机优化设计与试验

针对绿茶加工杀青理条复式工序中,因茶叶理条动力学机理不明而导致成条效果不理想的问题,研究茶叶在连续复式理条机锅槽内茶叶与锅槽连续碰撞规律,建立茶叶在锅槽内滚动、抛撒、碰撞3个阶段的动力学模型,确定连续复式茶叶理条机的成条机理。根据茶叶在锅槽内的运动成形规律,优化斜U形锅槽,并利用Rocky Dem建立热固耦合下茶叶-锅槽相互作用的仿真模型,通过对茶叶平均速度及受力进行分析,确定了锅槽往复运动速率、锅槽挡板角度和锅槽与水平面夹角的最优工作参数。在最优参数确定的基础上,采用三因素三水平正交试验,确定实际工况下的最优参数组合,试验结果表明,当锅槽挡板角度为114.1°、锅槽往复运动速率为190.9 r/min、锅槽与水平面夹角为3.2°时,成条率为85.89%,碎茶率为1.70%,满足理条农艺要求。验证试验表明,在该最优结构与作业参数组合下,成条率、碎茶率分别为84.26%、1.79%,与优化结果相对误差在5%以内,表明优化结果的可靠性与精度。该研究可为茶叶理条成形机理与理条机关键参数优化提供参考。

基于模糊算法的茶叶理条机温度控制设计

为了防止茶叶在理条过程中出现色泽变黄、变暗或产生焦味的现象,需要有效地控制理条过程中的温度,提高茶叶的加工质量。将模糊算法与理条过程的温度控制结合,运用Matlab对设计进行仿真及进行理条实验,表明主副加热部件模糊温度控制精度高,超调量小,碎茶率为6%(传统方式碎茶率为11.8%,单一加热部件模糊控制碎茶率为8.3%),理条温度为90℃,评审分数为932.5分,优于传统理条方式与单一加热部件模糊控制理条方式,该研究为提高茶叶理条质量提供了参考。

基于蚁群算法的茶叶理条机参数优化设计

为了提高茶叶理条机的传动性能与茶叶加工质量,运用蚁群算法和Matlab语言,建立了茶叶理条机优化设计数学模型,编制了茶叶理条机的关键设计参数的优化设计程序,并运用该程序对茶叶理条机的关键参数进行了优化仿真计算并进行了验证试验。优化结果表明:曲柄长度为59.1mm;连杆长度为341.5mm;偏心距为57.5mm;滑块行程为120mm;辅助角为8.26°;极位夹角为3.5°;最小传动角由50°增大到70.1°;噪音降低5dB;成条率增加6%。该研究为提高茶叶理条机工作性能提供了理论依据。

基于遗传算法的茶叶理条机参数优化设计

为了降低茶叶理条机在工作过程中的噪音与振动,提高机器的传动性能与茶叶的加工质量,运用遗传算法和Matlab工具箱,建立理条机传动机构的参数优化数学模型,编制目标函数与约束条件,然后通过Matlab遗传算法工具箱对参数进行优化计算并进行验证试验。优化后各参数为:理条机最小传动角为71.1°,工作行程为122 mm;极位夹角为3.6°,在优化参数下,噪音减低2 d B,茶叶成条率提高了2%。该研究为提高茶叶理条机的工作性能与延长机器的使用寿命具有重要意义。

茶叶理条机行星齿轮传动机构参数优化设计

为了降低茶叶理条机在工作过程中的噪音与振动,提高机器的传动性能与茶叶的加工质量,运用遗传算法和Mat Lab工具箱,建立了行星齿轮传动机构的数学模型,编制目标函数与约束条件的m文件,然后通过Mat Lab遗传算法工具箱对参数进行优化计算并进行验证试验。优化结果表明:内齿轮的模数为2.5 mm,齿数为2 8,齿宽为2 1 mm,噪音降低了2 d B,成条率增加了2%。该研究对提高茶叶理条机的工作性能与延长机器的使用寿命具有重要意义。

茶叶理条机双模糊控制系统设计

针对茶叶在机制理条过程中出现色泽变黄、变暗或产生焦味等问题,通过对茶叶理条工艺、温度控制、模糊算法和模糊PID控制等方面进行研究,将模糊算法与模糊PID控制技术应用到茶叶理条机控制系统之中,提出了一种基于模糊算法、模糊PID控制技术以及STM32 ARM Cortex-M3内核单片机的茶叶理条机双模糊控制系统设计。运用Matlab对传统PID控制系统与双模糊控制系统进行了计算机控制系统仿真,并在上洋机械生产的6CLZ-60型茶叶理条机上进行了两种控制系统实验。研究结果表明:该双模糊控制系统输出的茶叶理条加工参数理想,温度控制偏差小于1℃;茶叶理条机双模糊控制系统有效减少了制茶过程中人为因素的干扰,提高了茶叶理条品质及茶叶加工机械智能化水平。

茶叶理条机理研究及加工设备参数优化

针对目前茶叶理条机存在的理条机理条效率低、理条效果差以及理条不稳定等问题,对茶叶颗粒在理条机锅槽内的运动和受力情况开展了研究,提出了茶叶颗粒在锅槽内运动的动力学理论模型,利用ADAMS对茶叶颗粒理条过程进行了模拟仿真试验,分析了茶叶颗粒理条过程中锅槽振动频率、锅槽振幅和锅槽挡板角度对茶叶理条效果的影响,在试验结果基础上对锅槽形状参数和运动参数进行了优化。研究结果表明,锅槽挡板角度对茶叶颗粒沿着锅槽内壁的运动时间有较大影响,锅槽振动频率和振幅对单位周期内摩擦力对茶叶颗粒做功和茶叶颗粒落入锅槽位置有较大影响,参数优化后的茶叶理条机能有效提高理条效率和质量。

全自动茶叶理条机加压系统设计

茶叶理条机是绿茶成型的重要机械设备,在名优绿茶自动加工生产线中广泛应用。但是目前市场上,理条机自动加压系统技术不够成熟,严重阻碍了茶叶全自动生产的步伐。根据名优扁形茶生产工艺,自动化茶叶生产需求。论述了茶叶理条机国内外发展现状,阐释了了6CL-80-18型振动式茶叶理条机基本工作原理,并对其进行了详细的测绘和三维建模。在此基础上针对茶叶理调机加压系统问题提出了四中解决方案,综合分析了各个方案的特点,最终选择了压缩弹簧卡杆器式加压系统。该设计结构简单巧妙,易于维修。设计中主要使用了Inventor三维造型软件和CAXA二维制图软件。

6CMD-40／3型茶叶理条机的构造和使用

1．构造 6CMD-40／3型茶叶理条机由多槽锅、偏心轮连杆机构、减速传动机构、热源装置和机架等部件组成，生产率为20kg／h。该机共有11个连体的工作槽锅，长度为1m，宽度为0．6m，配用的电机功率为0．55kW，无级变速范围为往复170∽240次／min，3组电热丝的总功率为8kW。

基于BP神经网络PID控制的茶叶理条机温度控制研究

为了改善常规PID及模糊PID控制等在茶叶理条机温度控制系统中的缺点与不足,提出了将BP神经网络算法引入到茶叶的理条加工中,将BP神经网络算法与PID控制的优势结合起来,设计了基于BP神经网络PID控制的茶叶理条机温度控制器,并对BP神经网络PID控制在茶叶理条机温度控制系统中的控制性能进行了研究。利用MATLAB SIMULINK分别搭建了常规PID和BP神经网络PID控制下的茶叶理条机温度控制系统模型,并开展了仿真对比实验。结果分析验证了较常规PID控制相比,BP神经网络PID控制下温度控制系统的超调量几乎为零,且未发生明显振荡,系统的精度高,稳定性好,抗干扰能力强。BP神经网络PID控制在茶叶理条机温度控制系统中的控制性能较好,符合绿茶的理条工艺要求,可实现优秀的理条效果。

名优茶连续式理条机参数优化设计与试验

针对传统茶叶理条做形装备主要依靠经验法设计,存在做形质量不佳的问题,该研究运用数值法对连续式茶叶理条机结构与作业参数进行优化,以改善连续式理条机的理条作业性能。通过对连续式理条机进行运动学分析,得到锅槽速度、加速度表达式,并探究锅槽运动与茶叶理条状态之间的关系;通过研究茶叶在连续式理条机锅槽内的运动规律和受力情况,建立茶叶-正U形槽动力学模型,分析了茶叶在锅槽运动周期内各阶段的受力特点及对茶叶成形的作用;运用EDEM软件建立茶叶理条仿真模型,对影响茶叶成形的曲柄转速、锅槽振幅、锅槽倾角、凸棱个数和凸棱高度等关键设计参数进行仿真模拟,得到上述因素作用下茶叶颗粒的平均速度、平均受力与做形时间的关系曲线,并以仿真结果为依据设计三因素三水平正交试验,以成条率、碎茶率为评价指标,利用Design-Expert软件进行数据处理与回归分析,并对优化结果进行验证试验。仿真结果表明:曲柄转速、锅槽振幅和凸棱个数等对理条质量影响较大,茶叶纵向占比率随理条时间增加而升高,促使茶叶主茎脉轴线方向受力形成条状外形;以曲柄转速为195 r/min、锅槽振幅为99 mm、凸棱个数为2的最优参数组合进行验证,成条率为87.39%,碎茶率为1.85%,与优化结果基本一致。研究结果可为连续式茶叶理条机优化设计提供理论参考。

节能型气动上加热理条机的设计研究

介绍了由标准高速气缸驱动的上加热理条机的主要机械结构、工作原理以及主要技术参数。该机型利用气缸作为传动机构,压缩空气作为动力来源,采用远红外技术运用上加热方式进行加热。这样不仅降低了能耗,理条质量和茶叶品质也较传统理条机也有大幅度提高。试验结果表明,该机理条成条率为93%,生产率为13.3 kg/h,单位能耗为0.32 kW·h/kg,各项技术指标均达到了茶叶理条工序的加工技术要求。