螺桿式緊壓茶葉機(jī)的設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　螺桿式緊壓茶葉機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：本文分析我國茶葉加工現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出一種緊壓茶塊加工機(jī)械。緊壓茶大多為發(fā)酵磚茶,飲用前必須先將其掏碎后在鍋中烹煮出茶葉汁味才可飲用。將綠茶通過專用機(jī)具加工成小塊的緊壓茶，不需復(fù)水蒸壓，保持綠茶原有的形態(tài)和品質(zhì)，并可將綠茶加工成各種形狀、大小不一的緊壓茶，以及加工表面帶字的緊壓茶。這種茶耐儲藏，飲用既方便又衛(wèi)生，還能保持和提高了綠茶的原有形態(tài)和

2、品質(zhì)。所具有的優(yōu)點(diǎn)使其帶來很高的附加值, 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對這種機(jī)械進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)和研究。并在樣機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了部分的改進(jìn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：緊壓茶；改進(jìn)；螺桿；模具 </p><p>　　Design of a Screw Type Compressing Machine for Tea </p><p>　　Abstract: The

3、 article analyses the status quo of the tea manufacture in our country, that design a new clamping device for tea .This grows tea bears the preserve, drinks with both facilitates and the health, but also could maintain a

4、nd enhance green tea's original shape and the quality.It make the green tea through the special machine processed into small pieces of tightly compressed tea, don’t need after water autoclaved, keep the original shap

5、e and quality green tea, and can be processed into </p><p>　　Keywords: Clamp Tea；Improve；Screw rod；Mold</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………1&l

6、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞………………………………………………………………………1</p><p>　　1 前言………………………………………………………………………2</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義………………………………………………2</p><p>　　1.2 茶葉加工現(xiàn)狀和前景……………………………………………2&l

7、t;/p><p>　　2 設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方案……………………………………………………4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原理…………………………………………………………4</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………4</p><p>　　3 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………7

8、</p><p>　　3.1 螺桿的要求………………………………………………………7</p><p>　　3.2 螺紋副與螺紋的選擇……………………………………………7</p><p>　　3.3 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………8</p><p>　　4 其它零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………

9、14</p><p>　　4.1 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………14</p><p>　　4.2 圓頭平鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………17</p><p>　　4.3 模具部分的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………18</p><p>　　4.4 連接部分的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………

10、…………19</p><p>　　4.5 推力球軸承的選擇………………………………………………21</p><p>　　4.6 軸承的壽命計(jì)算…………………………………………………21</p><p>　　5 結(jié)論………………………………………………………………………22</p><p>　　5.1 該機(jī)械存在以下的問題…………………

11、………………………22</p><p>　　5.2 該機(jī)械解決的問題………………………………………………22</p><p>　　5.3 小結(jié)………………………………………………………………22</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………23</p><p>　　致謝……………………………………………

12、……………………………23</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p>　　我國是茶葉的原產(chǎn)地，也是世界第一大產(chǎn)茶國。目前，我國年產(chǎn)干茶80多萬噸，其中綠茶就占60多萬噸。全國有大中型茶葉生產(chǎn)企業(yè)近萬家，個(gè)體茶農(nóng)100多萬戶。茶葉是人民日常生活的必需品。茶葉是世界上三大飲料之一

13、，國內(nèi)外市場巨大。但是，我國茶葉生產(chǎn)、加工規(guī)模散小，科技含量、附加值低。長期以來，茶葉的形狀以條索、片狀為主，緊壓茶只有蒸壓后發(fā)酵的磚茶、沱茶，由于其體積大發(fā)酵時(shí)間長，飲用時(shí)要粉碎，既不方便也不衛(wèi)生，而綠茶緊壓在國內(nèi)外還沒有人系統(tǒng)地進(jìn)行這方面的研究。我國是一個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)茶葉的大國。茶葉作為特殊的商品,已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的組成部分,飲茶被稱為“國飲”。茶葉千百年來均是以條素狀、葉片狀和磚塊狀的形式展現(xiàn)在人們面前。食用時(shí),人們往往用

14、手抓茶葉入杯泡茶給自己或客人,既不衛(wèi)生也不雅觀。為了克服發(fā)酵類緊壓茶這些缺陷，填補(bǔ)綠茶沒有緊壓茶的空白，我們擬設(shè)計(jì)一種體積小，適用性強(qiáng)的綠茶緊壓機(jī)。該機(jī)可把綠茶制成各種形狀的小塊緊壓茶。這種茶耐儲藏，飲用方便衛(wèi)生，又保持和提高了綠茶的原有形態(tài)和品質(zhì)。目前國內(nèi)外市場上很少有此類小塊茶，即使有也是手工加工而成，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、緊壓茶品質(zhì)差。而小塊緊壓綠</p><p>　　本項(xiàng)目研究的目的:將綠茶通過專用機(jī)具

15、加工成小塊的緊壓茶，不需復(fù)水蒸壓，保持綠茶原有的形態(tài)和品質(zhì)，并可將綠茶加工成各種形狀、大小不一的緊壓茶，以及加工表面帶字的緊壓茶。其加工機(jī)具重量輕、體積小、操作簡單。加工的緊壓茶耐儲藏、飲用方便衛(wèi)生，具有很高的附加值。因此，這種緊壓茶具備較大的潛在市場和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)專門對這種機(jī)械進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)和研究。并且在樣機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了部分的改進(jìn)。</p><p>　

16、　1.2 我國茶葉加工現(xiàn)狀與發(fā)展前景</p><p>　　2005年，我國茶葉種植面積超過113萬公頃，已居世界首位；而80萬噸茶葉的年產(chǎn)量，則排世界的第二位；年出口茶葉28萬噸、創(chuàng)匯4.4億美元，名列世界第四位，但沒有國際品牌和世界名牌。我國有茶農(nóng)8000萬人，茶商5000萬人，茶葉產(chǎn)值100億元，深加工產(chǎn)值逾100億元。目前我國茶在世界上的地位是：面積第一、產(chǎn)量第二、出口第三和創(chuàng)匯第四。這些數(shù)字反映出我國茶

17、的特征為競爭力弱和世界地位下滑，但也有大量的潛力可挖。</p><p>　　作為世界性飲料的商品茶葉受國際市場影響，價(jià)格波動(dòng)很大，近年來，茶葉市場疲軟，價(jià)格低下，許多茶葉生產(chǎn)場、廠面臨較大困難。其中之一是由于我們目前生產(chǎn)茶葉產(chǎn)品單一，外觀及包裝較差，無法參與國內(nèi)外產(chǎn)品的競爭所造成的。因此，如何利用現(xiàn)有茶葉原料，進(jìn)一步加工成外觀新穎，包裝、攜帶方便的商品茶，打開茶葉銷路，取得更多的市場份額，是保障茶葉生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的

18、一個(gè)急需解決的問題。 一般紅、綠、青茶的外觀已很難適應(yīng)新的市場變化，而且價(jià)格低下，效益低。所以，傳統(tǒng)的烘青、炒青綠茶、條紅及烏龍茶等大宗茶，如能通過特殊加工方法，使其外形光滑緊結(jié)成餅仔狀，富有美感，其價(jià)值將會(huì)大大提高，銷路也會(huì)更好。為此，著手研究一種新的加工工藝、并設(shè)計(jì)制造出一種緊壓茶葉加工機(jī)械勢在必行。螺桿式緊壓茶葉機(jī)是將茶葉作適當(dāng)?shù)奶幚砗笾苯蛹訅撼尚?，不需添加任何粘合劑，全工藝過程簡單，易于操作。</p>&l

19、t;p>　　生產(chǎn)出來的成茶，體積小、分量輕，餅仔粒重在2～5ｇ，可直接沖泡飲用，且保持茶葉原有的品質(zhì)和沖泡后的葉狀。同時(shí)可進(jìn)行精美包裝，方便沖泡、易于保存、衛(wèi)生又具有一定的藝術(shù)性。</p><p>　　所研制配套的螺桿式緊壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理、生產(chǎn)效率高、性能穩(wěn)定、體積小，安全可靠，操作方便</p><p>　　該機(jī)械的研制，非常成功地解決了各種毛茶特別是中低檔茶類的外型松散，包裝

20、臃腫，易吸潮，易變味，不便攜帶和運(yùn)輸費(fèi)用高的老大難問題，加工出的成品茶外形光滑、緊實(shí)，十分便于包裝、庫存及攜帶，并且保持茶原有的風(fēng)味，減少運(yùn)輸費(fèi)用。特別適用于中低檔茶類的生產(chǎn)。新工藝加工出的緊壓茶葉，由于外觀新穎，沖泡飲用方便，能有效地促進(jìn)茶葉市場的繁榮，提高茶葉生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。 本新工藝技術(shù)已得到茶葉學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，試制的少量產(chǎn)品也得到經(jīng)營者的贊賞和推崇。</p><p>　　目前，該機(jī)械處在初步研究階段，

21、還需要進(jìn)一步完善，希望能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)研制新的花式品種及精美包裝，以適應(yīng)市場的變化和提高競爭能力。</p><p>　　緊壓茶加工流程： 　　緊壓茶是以綠茶或紅茶或黑茶作原料，經(jīng)過蒸軟壓模制成不同形狀的茶葉，有磚形、餅形、碗形、柱形、方塊形等。壓制工藝因品種不同而異?！　』炯庸ち鞒? 原料→蒸茶→裝匣→緊壓→定型脫?！稍?lt;/p><p>　　目前，市

22、場上緊壓茶包括花磚茶、黑磚茶、青磚茶、茯磚茶、康磚茶、金尖茶、米磚茶、沱茶、緊茶。緊壓茶屬再加工茶和茶葉的深加工，符合現(xiàn)代茶葉加工的發(fā)展趨勢，使茶葉產(chǎn)品增值，螺桿式緊壓茶葉機(jī)對茶葉的加工不改變原茶的性質(zhì)，使茶葉能保持原滋原味，并且可以加入些有益成分，還使茶葉加工藝術(shù)化，富有美感，讓現(xiàn)代氣息撲面而來。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原理

23、</p><p>　　基本結(jié)構(gòu)，為了可靠方便的進(jìn)料，螺桿式緊壓茶葉機(jī)采用垂直進(jìn)料，水平擠壓的方式。 </p><p>　　螺桿式緊壓茶葉機(jī)由動(dòng)力部分，傳動(dòng)部分，連接部分，執(zhí)行部分，輔助部分組成。</p><p>　　動(dòng)力部分，動(dòng)力部分由人工手動(dòng)來提供動(dòng)力，通過人的右手轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，手輪將轉(zhuǎn)矩傳遞至螺桿。</p><p>

24、;　　傳動(dòng)部分，傳動(dòng)部分由螺桿和推力球軸承組成，螺母固定，螺桿旋轉(zhuǎn)，螺桿接受手輪傳遞過來的力矩，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)推力球軸承前進(jìn)，推力球軸承與執(zhí)行部分—模柱，通過連接件發(fā)生運(yùn)動(dòng)關(guān)系。</p><p>　　連接部分，連接部分比較關(guān)鍵，是該機(jī)械系統(tǒng)中比較復(fù)雜的部分，主要由內(nèi)螺紋套（連接套），和外螺紋套（外連套）通過螺紋連接來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分之間的動(dòng)作。</p><p>　　執(zhí)

25、行部分，執(zhí)行部分主要由模柱來實(shí)現(xiàn)，彈簧也起輔助執(zhí)行的作用，在螺桿傳動(dòng)的同時(shí)，壓縮彈簧，彈簧壓縮模套，使傳動(dòng)緊湊。</p><p>　　輔助部分，輔助部分主要使指對該裝置起補(bǔ)充和完善的部分，主要指支撐架部分，茶塊接收部分。</p><p>　　其中模柱，模套的結(jié)構(gòu)形狀大小由加工成型的產(chǎn)品來決定，改變料斗出口大小及施加茶葉推力可控制進(jìn)料多少，因而也就決定了緊壓茶的厚度和重量。</p>

26、;<p>　　因此，我們按照上述原理，來設(shè)計(jì)和計(jì)算該機(jī)械。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　由產(chǎn)品的要求，來考慮機(jī)械下的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品是帶由字樣的茶塊，這種產(chǎn)品主要通過物理的壓力的加工來壓縮完成，這一過程比較簡單，壓縮的方法方式也有多種多樣，常用的可以考慮采用液壓傳動(dòng)，也可以用連桿機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，最簡單

27、的是直接用力壓模柱，來壓縮成茶塊。液壓加工的動(dòng)力大，易于壓縮，但難以控制壓力的大小，且液壓傳動(dòng)多用于自動(dòng)控制和連續(xù)運(yùn)動(dòng)的控制中：連桿機(jī)構(gòu)存在較大的沖擊，機(jī)械工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和噪音；直接壓模柱過于費(fèi)力，勞動(dòng)強(qiáng)度太大；由于以上存在問題較多，選擇螺紋傳動(dòng)，則勞動(dòng)強(qiáng)度比較低，生產(chǎn)效率較差（可以通過將字模該為塊模而提高效率），但其結(jié)構(gòu)比較簡單，且加工制造比較方便，不僅經(jīng)濟(jì)，而且便于維修。因此，選擇螺桿來傳動(dòng)動(dòng)力。</p><

28、;p>　　設(shè)計(jì)方案由設(shè)計(jì)原理來確定和改進(jìn)，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的方案是在原有方案上的改進(jìn)。</p><p>　　原來的方案:原來的方案其原理仍然是按照上述的原理來設(shè)計(jì)的，只是在設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)了有些不足之處，有些地方需要做較大的改動(dòng).</p><p>　　原方案的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：</p><p>　　圖1 螺桿緊壓式茶葉機(jī)原方案結(jié)構(gòu)圖</p><p&

29、gt;　　Fig.1 Screw tightly compressed type tea machine the original plan structure </p><p>　　1.機(jī)架，2.模柱，3.模套，4.料斗，5.彈簧，6.滑套，7.滑套座，8.連接套，9.螺釘，10.軸承，11.外連套，12.螺桿，13.螺母，14.螺釘，15.絲桿座，16.手輪，17.螺母，18.墊圈</p>&l

30、t;p>　　工作過程：壓制茶葉時(shí)，將炒制好的茶葉放入料斗（4），并用料椎將茶葉送入模套（3），轉(zhuǎn)動(dòng)手輪（16），這時(shí)會(huì)通過螺桿（12）的旋轉(zhuǎn)，由推力軸承（10）推動(dòng)連接套（8）從而帶動(dòng)模柱（2）在模套（3）內(nèi)作軸向移動(dòng)，從而擠壓茶葉成型。壓力大小由緊壓茶的截面積及茶葉所含水分的多少而定。把模套（3）向右推而壓縮彈簧（5），同時(shí)手輪轉(zhuǎn)回去，緊壓茶落入料盤。周而復(fù)始，就不端加工出這種形狀大小一致的小塊緊壓茶。</p>&

31、lt;p><b>　　不足之處：</b></p><p>　　2.2.1.推力球軸承是傳動(dòng)中傳遞力和轉(zhuǎn)矩的關(guān)鍵部分，該圖中用了一個(gè)推力球軸承，受到的壓力大，傳動(dòng)不是很穩(wěn)定，會(huì)影響到使用壽命。</p><p>　　2.2.2.螺桿退回時(shí)的壓力全部由外連套承受，外連套容易磨損。</p><p>　　2.2.3.彈簧所處的滑套和滑套座如果去掉，

32、并不會(huì)對傳動(dòng)造成很大的影響，這部分可以考慮是否去掉。</p><p>　　2.2.4.在工作完成后，螺紋退回的過程中，由于模柱與連接套是通過螺紋來完成的，退后時(shí)，連接套會(huì)與模柱發(fā)生脫松現(xiàn)象，從而使模柱的退回不連續(xù)，當(dāng)再次進(jìn)料壓縮時(shí)，要先將脫松部分旋轉(zhuǎn)緊湊，才進(jìn)行后續(xù)的茶塊壓縮，這樣，相當(dāng)于做了很大部分的無用功。</p><p>　　針對上面出現(xiàn)的問題，現(xiàn)方案的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了如下的改進(jìn)：<

33、/p><p>　　改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示： </p><p>　　圖2 螺桿緊壓式茶葉機(jī)改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.2 Screw tightly compressed type tea machine improved structure </p><p>　　（1）.缺點(diǎn)1，2的改進(jìn)：多增加一個(gè)推力球軸承，置于外連套與螺桿

34、接觸處，同時(shí)，加入一塊墊片，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)，也減少了外連套的磨損。</p><p>　　（2）.缺點(diǎn)3的改進(jìn)：該部分的滑套和滑套座分別起放置彈簧和支撐的作用。去掉該部分，由于字模部分可以起到支撐的作用，對系統(tǒng)的影響不大，并且節(jié)省了材料和簡化了裝置。因此，該部分應(yīng)該去掉。</p><p>　?。?）. 缺點(diǎn)4的改進(jìn)：該缺點(diǎn)主要是要要解決螺紋防松的問題，可以在內(nèi)螺紋套與模柱配合的端面用一緊定螺

35、釘釘入模柱內(nèi)來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1 螺桿的要求</p><p>　　螺桿式緊壓茶葉機(jī)的螺桿傳遞動(dòng)力為主，要求以較少的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服傳動(dòng)時(shí)的摩擦阻力和負(fù)載的要求。這種傳力的螺旋主要是承受較大的軸向力，一般為間歇工作，每次工作時(shí)間短，工作速度也不高。該機(jī)械在加工時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足工作強(qiáng)度要低，勞動(dòng)生產(chǎn)

36、率要高的要求。</p><p>　　3.2 螺紋副與螺紋的選擇</p><p>　　螺紋傳動(dòng)按其螺紋副的摩擦性質(zhì)不同，可分為滑動(dòng)螺旋（滑動(dòng)摩擦），滾動(dòng)螺旋（滾動(dòng)摩擦）等，在此設(shè)計(jì)中，我選擇滑動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)，理由是它結(jié)構(gòu)簡單，相對滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造復(fù)雜而言，便于制造，經(jīng)濟(jì)適用，但其主要缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低，摩擦阻力大，磨損大，在傳動(dòng)精度與要求不高的手工加工中，能滿足設(shè)計(jì)和應(yīng)用的要求。&l

37、t;/p><p>　　螺紋的選擇：滑動(dòng)螺旋采用的螺紋類型常用的有矩形，梯形和鋸齒形。矩形螺紋傳遞效率較其它螺紋高，但牙根強(qiáng)度弱，加工不方便，螺旋副磨損后，間隙難以修復(fù)和補(bǔ)償，傳動(dòng)精度降低，且矩形螺紋尚未標(biāo)準(zhǔn)化，梯形螺紋與矩形螺紋相比，雖然其傳動(dòng)效率略低，但工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對中性好。鋸齒形螺紋兼有矩形螺紋傳動(dòng)效率高，梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但只能用于單向受力的螺紋螺紋聯(lián)接或螺旋傳動(dòng)中。對比之下，選梯形螺紋為傳動(dòng)

38、的螺紋。</p><p>　　3.3 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.3.1 螺桿的受力選擇</p><p>　　在茶葉壓制的過程中，壓制力過大，容易將茶葉擠壓破裂，茶汁外溢，影響緊壓茶的品質(zhì)，壓制力過小，不容易將茶葉壓制成型，干燥后緊實(shí)度不夠，表面不平整。因此壓制力的大小直接影響到茶葉的品質(zhì)，壓力的大小由茶塊的受力面積和厚度，以及茶葉的含水量來決定，厚

39、度和受力面積已經(jīng)給定，為1—2cm，下面為試驗(yàn)過程和試驗(yàn)數(shù)據(jù)：</p><p>　　第一次試驗(yàn)，先將采摘的鮮葉在陰涼通風(fēng)清潔地方攤放4h，期間每小時(shí)輕翻一次。試驗(yàn)時(shí)采用手工殺青，鍋溫在160ºC，每次鮮葉投放量為400g，殺青時(shí)間為5min。殺青后攤涼進(jìn)行手工揉捻3min，然后進(jìn)行炒二青，鍋溫在100ºC，邊炒邊揉搓，時(shí)間為6min。這時(shí)測得茶葉的含水量在24％，起鍋后立即利用茶葉的粘性趁熱進(jìn)

40、行壓制成型茶。壓制的成型茶形狀為五棱柱，截面積為2.6cm2。采用3種壓力2.94MPa，4.41MPa，5.88MPa壓制。</p><p>　　第二次試驗(yàn)，采用同塊地里的鮮葉，將采摘的鮮葉在陰涼通風(fēng)清潔的地方攤放4h，期間每小時(shí)輕翻一次。試驗(yàn)時(shí)采用第一次試驗(yàn)的前四道工序的同樣方法，第四道工序完工即炒二青后攤涼復(fù)揉5min，然后進(jìn)行炒三青，鍋溫為90ºC，時(shí)間8min，邊炒邊揉搓提毫，起鍋時(shí)測得含水量

41、為15％，同樣趁熱壓制成型茶，形狀大小同前，采用壓力為2.94MPa，4.41MPa，5.88MPa。</p><p>　　為了便于對比，每次試驗(yàn)均留下部分散茶。</p><p>　　兩次試驗(yàn)壓型后即送入烤箱干燥，干燥溫度均為70ºC，第一次干燥時(shí)間為8h，第二次干燥時(shí)間為5h。干燥后緊壓茶含水量8%左右。</p><p><b>　　緊壓茶和散

42、茶審評：</b></p><p><b>　　見表1</b></p><p><b>　　結(jié)果與分析</b></p><p>　　兩次共壓制型茶968塊，10千克鮮茶壓制干燥后的小塊茶干燥后重2.23kg，單個(gè)均重2.3g。散茶105克，第一次試驗(yàn)留散茶52克，第二次試驗(yàn)留散茶53克。第一次試驗(yàn)壓力為30kg/

43、cm2（2.94MPa）得160個(gè)，45kg/cm2 (4.41MPa)得160個(gè)，60kg/cm2(5.88MPa)得162個(gè)。第二次試驗(yàn)壓力為30kg/cm2（2.94MPa）得160個(gè)，45kg/cm2(4.41MPa)得160個(gè)，60kg/cm2(5.88MPa)得166個(gè)。</p><p><b>　　感官審評結(jié)果：</b></p><p>　　兩次試驗(yàn)緊壓

44、茶與散茶的感官審評結(jié)果如表1、表2。</p><p>　　表1 茶葉含水量、壓力與緊壓茶質(zhì)量關(guān)系</p><p>　　Tab.1 Tea water content, pressure and tightly compressed tea quality relationship </p><p>　　含水量（%） 壓力（MPa） 感官評定（干燥前）

45、感官評定（干燥后）含水量（8%）</p><p>　　15 2.94 茶塊表面欠平整、香氣純 茶塊表面欠平整、棱角欠分明 </p><p>　　正清香、湯色黃綠明亮、 香氣純正清香、湯色黃綠明亮 </p><p>　　滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p&

46、gt;　　15 4.41 茶塊表面較平整、香氣純 茶塊表面欠平整、棱角欠分明 </p><p>　　正清香、湯色黃綠明亮、 香氣純正清香、湯色黃綠明亮 </p><p>　　滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p>　　15 5.88 茶塊表面平

47、整光滑、香氣 茶塊表面平整、棱角分明香 </p><p>　　純正清香、湯色黃綠明亮、 氣純正清香、湯色黃綠明亮 </p><p>　　滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p>　　24 2.94 茶塊表面較平整、香氣純 茶塊表面欠平整、棱角欠分明 &

48、lt;/p><p>　　正清香、湯色黃綠明亮、 香氣純正清香、湯色黃綠明亮 </p><p>　　滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p>　　24 4.41 茶塊表面平整、香氣純 茶塊表面較平整、棱角欠明 </p><p>　　正清香、湯色黃綠明亮

49、、 香氣純正清香、湯色黃綠明亮 </p><p>　　滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p>　　24 5.88 茶塊表面平整、香氣純 茶塊表面平整、棱角分明 </p><p>　　正清香、湯色黃綠明亮、 香氣純正清香、湯色黃綠明亮 </p>

50、<p>　　滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p>　　表2 同批散茶與緊壓茶（含水量15%、壓力5.88MPa）內(nèi)質(zhì)關(guān)系</p><p>　　Tab.2 Scattered with batch tea and tightly compressed tea tastes relations</p><p>　

51、　種類 感官評定（干燥前） 感官評定（干燥后）</p><p>　　緊壓茶（15%） 香氣純正清香、湯色黃綠明 香氣純正清香、湯色黃綠明亮</p><p>　?。?.88MPa） 亮、滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p>　　散茶 香氣純正清香

52、、湯色黃綠明 香氣純正清香、湯色黃綠明亮</p><p>　　亮、滋味甘爽、葉底翠綠 滋味甘爽、葉底黃綠 </p><p><b>　　分析:</b></p><p>　　a.含水量對緊壓茶外形及內(nèi)質(zhì)影響</p><p>　?。?）當(dāng)茶葉水分在24％時(shí)，在干燥前前兩種壓力對茶葉外形影響不大

53、，表面都比較平整，但當(dāng)壓力達(dá)到5.88MPa時(shí)，緊壓茶表面比前兩種壓力的緊壓茶表面要光滑平整。棱角分明，但色彩呈墨綠，有微量茶汁液留在模具上。干燥后前兩種壓力的緊壓茶表面不平整，棱角欠分明，這與茶葉在干燥過程中具有收縮性質(zhì)有關(guān)。塊茶給人不緊實(shí)的感覺，從一米高處自然下落，會(huì)產(chǎn)生掉渣碎葉斷裂不緊。后一種壓力較大，壓出的茶葉產(chǎn)生較大粘性，因而干燥后緊壓茶表面仍平整，棱角分明，從一米高處自然下落無變形，掉渣，沖泡后葉底呈黃綠，香氣純正。<

54、/p><p>　　（2）當(dāng)茶葉水分含量在15%時(shí)，在干燥前前兩種壓力的緊壓茶表面欠平整，但當(dāng)壓力達(dá)5.88MPa時(shí)，緊壓茶表面光滑平整，棱角分明，色彩翠綠。干燥后緊壓茶表面與干燥前變化不大，這與茶葉水分含量較少有關(guān)。從一米高處讓其自然下落，前兩種壓力緊壓茶掉渣，壓力越小，掉渣越嚴(yán)重。后一種壓力較大，緊壓茶表面光滑堅(jiān)實(shí)，無掉渣斷裂現(xiàn)象，沖泡后香氣純正，葉底黃綠。</p><p>　　b.加工壓力

55、對緊壓茶外形及內(nèi)質(zhì)的影響</p><p>　?。?）當(dāng)壓力為2.94MPa對兩種水分含量的緊壓茶外形影響較大，干燥后表面均不平整，不緊實(shí)，內(nèi)質(zhì)同散茶無區(qū)別。</p><p>　?。?）當(dāng)壓力為4.41MPa對水分含量低的緊壓茶外形還是有影響，干燥后表面欠光滑平整。水分含量高的緊壓茶外形光滑平整，棱角分明。沖泡后香氣純正，葉底黃綠。</p><p>　?。?）當(dāng)壓力為

56、5.88MPa無論水分含量高低，緊壓茶的外型表面光滑平整，棱角分明，但水分含量高的緊壓茶在模具上留有微量茶汁，色彩呈墨綠，且不易脫模，影響生產(chǎn)效率。內(nèi)質(zhì)同散茶無區(qū)別。但水分含量高的緊壓茶茶汁擠壓出太多對茶葉內(nèi)質(zhì)有一定影響。</p><p>　　c.散茶與緊壓茶的內(nèi)質(zhì)比較</p><p>　　從試驗(yàn)中得知，由于采用了干燥前壓制，緊壓茶與同批散茶沖泡后茶葉外形一樣，內(nèi)質(zhì)基本上一致。也就是說這種

57、緊壓型茶內(nèi)質(zhì)不受形狀和壓力的影響。</p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　（1）從試驗(yàn)中得知，當(dāng)水分含量大于24％以上時(shí)，壓力大于4.41MPa時(shí)，緊壓茶表面光滑平整，但易使茶葉擠壓破裂，茶汁外溢，茶葉水分含量越高，茶汁外溢越嚴(yán)重。這樣會(huì)使緊壓茶內(nèi)質(zhì)受到影響，也影響緊壓茶脫模。壓力太小，則緊壓茶不緊實(shí)，表面不光滑，較松散。</p>

58、<p>　　（2）從試驗(yàn)結(jié)果也可以得出這樣結(jié)論：當(dāng)采用在干燥前把茶葉壓制成小塊緊壓茶時(shí)，只要壓力適當(dāng)，緊壓茶表面就光滑平整，而且不會(huì)影響茶葉的內(nèi)質(zhì)。而采用干茶復(fù)水后蒸煮壓制成緊壓茶品質(zhì)就會(huì)受到一定影響。</p><p>　　由圖標(biāo)可知：壓力的選擇在45kg/cm—100kg/cm為佳。即壓力在4.5MPa-10MPa為佳。</p><p>　　3.3.2 螺桿參數(shù)的確定&l

59、t;/p><p>　　先由負(fù)載確定螺桿的配合直徑d，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的公稱直徑，再選擇螺距，計(jì)算工作圈數(shù)，螺紋工作高度，螺紋升角，螺紋牙底寬度。</p><p>　　3.3.3 螺桿的受力分析</p><p>　　圖3 螺桿受力分析圖</p><p>　　Fig.3 Screw stress analysis structure</p

60、><p>　　由《機(jī)械原理》可知，擰緊螺母時(shí)，可看作推動(dòng)重物沿螺紋表面運(yùn)動(dòng)。將螺紋沿中徑處展開，滑塊代表螺母，螺母和螺桿間的運(yùn)動(dòng)可視為滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)。螺旋副的受力分析圖如圖3所示。根據(jù)力的平衡條件可得：　　旋緊螺母時(shí)作用在螺紋中徑上的水平推力(圓周力)：</p><p>　　F=Qtg() 　　 （1）

61、 轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋需要的轉(zhuǎn)矩為：</p><p>　　T=F*d/2=Qd*tg()，</p><p>　　螺桿傳動(dòng)的效率為=Qdtg/(2Qtg())</p><p>　　=tg/tg()， </p><p>　　同理，可得松開螺母時(shí)的圓周力和效率分別為：</p><p>　　

62、F=Qtg()， =Fd/Qs=Qtg()d/Qdtg， </p><p><b>　　自鎖條件為 </b></p><p>　　為當(dāng)量摩擦角，=arctg，當(dāng)量摩擦系數(shù)=/cos，為實(shí)際摩擦系數(shù)，F(xiàn)為螺旋副所受的軸向力。</p><p>　　3.3.4 螺桿的耐磨性計(jì)算</p><p>　　計(jì)算項(xiàng)目：

63、螺桿中徑 d= </p><p>　　F---軸向載荷，軸向載荷由實(shí)驗(yàn)確定，范圍為45kg\cm—100kg\cm</p><p>　　[p]---許用壓強(qiáng)，查表可得：由于螺桿采用45號鋼，螺母采用青銅，許用壓強(qiáng)為18---25MPa， 梯形螺紋，矩形螺紋的 ＝0.8，計(jì)算可得：</p><p>　　d＝0.8 </p><

64、;p>　　由d=mm 查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選取相應(yīng)的公稱直徑d和螺距p,考慮到傳動(dòng)的距離較長，螺桿的長度比較長，直徑取大點(diǎn)，查表，取公稱直徑</p><p>　　d＝24mm.d=21.5mm,d=18.5mm，D=24.5, D=19,p=5mm,為優(yōu)先選擇的螺距， 螺母高度：H=*d=2.5×21.5=53.75mm, </p><p>　　旋合圈數(shù)：

65、z=H/p=53.75mm/5mm=10.6圈 </p><p><b>　　取11圈</b></p><p>　　螺紋的工作高度:h=0.5*p=2.5mm</p><p>　　工作壓強(qiáng)：p=F/(*dh*z)[p],用于較核 </p><p>　　=10×2/(3.14

66、15;21.5×2.5×11)</p><p>　　=100/78.5=1.3<18,</p><p>　　螺紋升角：= arctan=arctan </p><p><b>　　=arctan</b></p><p>　　= arctan0.07964.55</

67、p><p>　　當(dāng)量摩擦角=arctan </p><p>　　查表：f---摩擦系數(shù)，鋼對青銅，?。篺=0.09</p><p>　　由于是梯形螺紋，牙型角a＝30度</p><p>　　可知，< ,滿足自鎖條件。</p><p>　　3.3.5 螺桿的強(qiáng)度計(jì)算</p>

68、<p>　　由于該螺桿受力較大，因此需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，螺桿工作時(shí)承受軸向壓力F 和扭矩T的作用。螺桿危險(xiǎn)截面上既有壓縮應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，較核螺桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力 ，其強(qiáng)度條件為：</p><p>　　= [] = （2）</p><p>　　=14.50

69、 </p><p>　　查閱相關(guān)標(biāo)注，可知＝353（45號鋼）</p><p><b>　　[]=71-118</b></p><p>　　式中F---螺桿所受的軸向壓力或拉力，單位為N；</p><p>　　A---螺桿螺紋段的危險(xiǎn)截面面積；A=* ,單位為mm</p><p>　　W--

70、-螺桿紋段的抗扭截面系數(shù)， W=d/16 ,單位為mm;</p><p>　　d---螺桿螺紋小徑，單位為mm;</p><p>　　T---螺桿所受的扭矩，T=Ftan(+) d/2 ,單位為N.mm;</p><p>　　[]—螺桿材料的許用應(yīng)力，單位為MPa,可查表</p><p>　　3.3.6 螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算</p&g

71、t;<p>　　螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般來說，應(yīng)該較核材料強(qiáng)度低的那部分，在該設(shè)計(jì)中，由于螺桿采取的材料為45鋼，螺母材料為青銅，螺桿的強(qiáng)度低于螺母的強(qiáng)度，只需要較核螺桿部分螺紋牙的強(qiáng)度。</p><p>　　螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切強(qiáng)度條件為：</p><p>　?。?F/(Dbu)[] （3）&l

72、t;/p><p>　　螺紋牙危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為：</p><p>　?。?F/(Dbu) [] </p><p>　　式中：b---螺紋牙根部的厚度，單位為mm,梯形螺紋，b=0.65p,</p><p>　　l---彎曲力臂，單位為mm,l=(D-D)/2</p><p>　　[]---螺母材料的許用切

73、應(yīng)力，單位為MPa</p><p>　　[]---螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，單位為MPa</p><p>　　其余符號的意義和單位同前。</p><p>　　3.3.7 螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算</p><p>　　對于長徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力F大于某一臨界值時(shí)，螺桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，螺桿承受的軸向力F必須

74、小于臨界載荷F。則螺桿的穩(wěn)定性條件為:</p><p><b>　　S＝ F/FS </b></p><p>　　式中：S---螺桿穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù)。</p><p>　　S----螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋，S=3.5—5.0。</p><p>　　F----螺桿的臨界載荷，單位為N;可按歐拉公式計(jì)算，即&l

75、t;/p><p><b>　　F＝EI/(l)</b></p><p><b>　?。?0290</b></p><p>　　式中：E---螺桿材料的拉壓彈性模量，E=2.06×100000</p><p>　　I---螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，I= d/16 ,單位為mm.</p>

76、<p>　　參數(shù)U的確定：以整體螺母作為支承，以軸承長度l與直徑d的比值來確定，可知，l=55mm, d=24mm，l / d=1.5—3.0,為不完全固定，結(jié)合圖紙來分析，可知，端部支程情況為一端鉸支，一端不完全固定，查表，可知，u取0.70，</p><p>　　結(jié)合圖紙，l取100mm.</p><p>　　計(jì)算上式，可得，S＝ F/ F </p&g

77、t;<p>　?。?.145> S=3.5—5.0</p><p>　　該螺桿滿足穩(wěn)定性要求。綜上所述，該螺桿能滿足該傳動(dòng)的要求。</p><p>　　4 其它零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1.1 彈簧的作用</p><p>　　在螺桿式

78、緊壓茶葉機(jī)中，彈簧起到一個(gè)輔助壓縮的作用，能隨著模柱一起壓縮模套，使壓縮過程更加緊湊，并且，在模套退回，卸料的時(shí)候，彈簧先隨模套的退回壓縮，在模套復(fù)位時(shí)，由于存在彈簧的壓縮力反力，彈簧壓縮模套，能引導(dǎo)模套的快速復(fù)位。</p><p>　　4.1.2 彈簧的使用要求</p><p>　　由彈簧在該機(jī)械中的作用可以知道，該彈簧為壓縮彈簧，彈簧的受力較小，彈簧應(yīng)該具備很好的收縮性能 ，并且當(dāng)彈

79、簧被壓縮到最大尺寸時(shí)，彈簧不至于被破壞。</p><p>　　4.1.3 彈簧的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)材料的選取，我們這里選取碳素彈簧鋼作為材料，原因是價(jià)格便宜，原材料來源方便；雖然他由彈性極限低，多次重復(fù)變形后容易失去彈性的缺點(diǎn)，但在受力不大的環(huán)境中，還是能滿足設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　在螺桿式緊壓茶葉機(jī)中，彈簧起到一個(gè)輔助壓縮的作用，我們可以

80、假設(shè)它的受力最大為100N，最小為0.1×最大＝10N因?yàn)樗淖饔檬狡鸬揭粋€(gè)緊湊的作用，受力并不大。</p><p>　　（2）尺寸的計(jì)算：彈簧的壓縮長度，選為20mm,結(jié)合配合部分的尺寸，初選彈簧中徑D=28mm.彈簧設(shè)計(jì)的任務(wù)是要確定彈簧絲直徑d、工作圈數(shù)n以及其它幾何尺寸，使得能滿足強(qiáng)度約束、剛度約束及穩(wěn)定性約束條件，進(jìn)一步地還要求相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)(如體積、重量、振動(dòng)穩(wěn)定性等)達(dá)到最好?！　【唧w設(shè)

81、計(jì)步驟為：先根據(jù)工作條件、要求等，試選彈簧材料、彈簧指數(shù)C。由于與d有關(guān)，所以往往還要事先假定彈簧絲的直徑d，接下來計(jì)算d、n的值及相應(yīng)的其它幾何尺寸，如果所得結(jié)果與設(shè)計(jì)條件不符合，以上過程要重復(fù)進(jìn)行。直到求得滿足所有約束條件的解，即為本問題的一個(gè)可行方案。</p><p><b>　　試算： </b></p><p>　　①選擇彈簧材料和許用應(yīng)力。 選用B級碳素彈簧

82、鋼絲。彈簧為II類彈簧。　　根據(jù)外徑要求，初選C=10，由C=D/d=(D-d)/d　 </p><p>　　得 d=2.5mm，　　由表查 得 =1570，</p><p>　　由表知： []=0.41=644。　?、谟?jì)算彈簧絲直徑d　　 由式　　 K=4C-1/(4C-4)+0.615/C　

83、 （4）</p><p>　　得　 K=1.14　　 由式　　　d1.6　 （5）</p><p>　　得 d≥2.13mm</p><p>　　可知： d=2.5mm滿足強(qiáng)度約束條件。③計(jì)算有效工作圈數(shù)n　　確定變形量 λ=λ=20.22mm。 　　查表得

84、 G=79000N/，　　由式　　　 n=Gd/8Ck=Gd/8 FC </p><p>　　得 n=4.99　　</p><p>　　取 n=5，</p><p>　　考慮兩端各并緊一圈， 則總?cè)?shù)n1=n+2=7。至此，得到了一個(gè)滿足強(qiáng)度與剛度約束條件的可行方案.</p><p>　?、艽_定變形量 、、和實(shí)

85、際最小載荷F 　　　　 彈簧的極限載荷為：</p><p>　　F=F/0.8=100N/0.8=125N 　　 因?yàn)楣ぷ魅?shù)由6.11改為6.5，故彈簧的變形量和最小載荷也相應(yīng)有所變化?！　?由式　　 =8FCn/Gd　 （6）</p><p>　　得：　　　　 　 =8n FC/(Gd)=8

86、×5×100×10/79000/2.5=20.25</p><p>　　=20.22mm　　　　　 </p><p>　　=－h(huán)=(20.25-20)mm=0.25mm　　　　　 F=Gd/8nC=1.23N</p><p>　?、萸髲椈傻墓?jié)距p、自由高度H、螺旋升角γ和簧絲展開長度L　　 在F作用下相鄰兩圈的間距δ≥0.1

87、d=0.25mm，取δ=0.5mm，則無載荷作用下彈簧的節(jié)距為 　　　　　　 p=d+λmax/n+δ1 （7）</p><p>　　=(2.5+20.22/5+0.5)mm</p><p>　　=7.44mm　　p基本符合在(1/2～1/3)D2的規(guī)定范圍?！　《嗣娌⒕o磨平的彈簧自由高度為　　　　　　　H=np+1

88、.5d=5×7.44+1.5×2.5=41.25 </p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)值 H=42mm?！　o載荷作用下彈簧的螺旋升角為　　　 =arctg7.44/(3.14×28)=5.2　　基本滿足 γ=5°～9°的范圍?！　椈苫山z的展開長度　　　 L=Dn/cos=×28&

89、#215;7/cos5.2=613mm 　?、薹€(wěn)定性計(jì)算　　　　　　 b=H0/D2=42/28=1.5　　 </p><p><b>　　采用兩端固定支座，</b></p><p>　　b=1.5<5.3，故不會(huì)失穩(wěn)。　　</p><p>　　彈簧結(jié)構(gòu)圖如圖4所示：</p><

90、;p><b>　　圖4 彈簧結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.4 Spring chart </p><p>　　4.2 圓頭平鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算　　當(dāng)平鍵聯(lián)接用于傳遞扭矩時(shí)，鍵的側(cè)面受擠壓，截面受剪切，可能的失效形式是較弱零件(通常為輪轂)工作面的壓潰(對于靜聯(lián)接)或磨損(對于動(dòng)聯(lián)接)和鍵的剪斷。對于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的鍵聯(lián)接尺寸來說，工作表面

91、的壓潰或磨損是主要的失效形式。因此，對于平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，通?？芍贿M(jìn)行擠壓應(yīng)力(對于靜聯(lián)接)或壓強(qiáng)(對于動(dòng)聯(lián)接)的校核計(jì)算。在該聯(lián)結(jié)中，按靜聯(lián)接來計(jì)算.</p><p>　　假設(shè)工作面上的作用力沿鍵的長度和高度均勻分布，則平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度約束條件為：　　 靜聯(lián)接 　　　　　 =2T/dlk[] （8）　 式中： 為平鍵聯(lián)接

92、工作表面的擠壓應(yīng)力()；　　　　　 T 為轉(zhuǎn)矩(N.m)；　　　　　 d 為軸的直徑(mm)；　　　　　 l 為平鍵的接觸長度(mm)；對圓頭平鍵，l=L-b；平頭平鍵，l=L；</p><p>　　b為鍵的寬度；

93、 　　　　　 k 為鍵與輪轂的接觸高度，一般k0.5h ,h為平鍵的高度；　　　　　 []為許用擠壓應(yīng)力，</p><p>　　在此，我們選取圓頭平鍵</p><p><b>　　查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，</b></p><p>&l

94、t;b>　　=120-150 </b></p><p>　　d=16mm,l=20mm,</p><p>　　鍵寬b*鍵高 h=6mm×6mm</p><p>　　代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：＝10.36 120 ，</p><p>　　可知，該鍵滿足強(qiáng)度要求。3.4推力球軸承的選擇：</p><p>

95、　　螺桿式緊壓茶葉機(jī)用到了兩個(gè)推力球軸承，推力球軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其尺寸和額定動(dòng)載荷，額定靜載荷可以通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查閱到，不需要另外的計(jì)算。</p><p>　　4.3 模具部分的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.3.1 模具部分的組成</p><p>　　模具部分由三部分組成：1.字模，字模上刻上“福”字或者“壽” 字，通過電火花型腔加工可以實(shí)現(xiàn)。2.模柱，模柱部

96、分與模套部分通過線切割，一次性加工出來，這樣加工出來的模塊配合精度比較搞，模具配合非常緊湊3.模套，模套部分可以說是線切割模柱部分剩余下來的部分，茶塊的壓縮就是在模套里完成的。</p><p>　　4.3.2 模具配合的精度要求</p><p>　　字模與模柱，模柱與模套的配合精度要求較高，字模與模柱的配合精度由模套來調(diào)整與保證！</p><p>　　模柱結(jié)構(gòu)圖如

97、圖5所示：</p><p><b>　　圖5 模柱結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.5 Mould column chart </p><p>　　4.3.3 模具部分的尺寸</p><p>　　模具可以用圓柱模或者六棱柱模，在此，選六棱柱的模具進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　對于六棱

98、柱模柱，取兩相對邊的寬度為20mm,計(jì)算邊長，得：邊長＝11.55mm。 </p><p>　　4.4 連接部分的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.4.1 連接部分的組成</p><p>　　連接部分由內(nèi)連套和外連套，緊釘螺釘組成，內(nèi)連套的內(nèi)螺紋與模柱部分相連接，外螺紋與外連套相旋合，為了防止在旋轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)連套與外連套的發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，在他們配合好后，在內(nèi)

99、連套和外連套上鉆一螺紋孔，用一個(gè)緊定螺釘來連接，起防松的作用。</p><p>　　4.4.2 內(nèi)連套與外連套的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　內(nèi)連套的尺寸確定：與模柱部分螺紋配合的部分的尺寸由模柱的螺紋部分配合來確定，由設(shè)計(jì)可以知道，模柱的螺紋大徑d=16mm,所以內(nèi)螺紋的直徑；內(nèi)連套里裝有推力球軸承，該部分的尺寸應(yīng)該由推力球軸承的大徑來確定；內(nèi)連套外螺紋大徑的尺寸應(yīng)該由與之相配合的

100、外連套內(nèi)螺紋的尺寸來確定。</p><p>　　內(nèi)連套結(jié)構(gòu)圖如圖6所示： </p><p><b>　　圖6 內(nèi)連套結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.6 Even set of structure within chart</p><p>　　外連套結(jié)構(gòu)圖如圖7所示：</p><p>&

101、lt;b>　　圖7 外連套結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　Fig.7 Outside webspace set of chart </p><p>　　4.5 推力球軸承的選擇</p><p>　　螺桿式緊壓茶葉機(jī)用到了兩個(gè)推力球軸承，推力球軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其尺寸和額定動(dòng)載荷，額定靜載荷可以通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查閱到，不需要另外的計(jì)算。</p&

102、gt;<p>　　推力球軸承的選擇考慮如下因素：</p><p>　　4.5.1 負(fù)載，負(fù)載是決定選擇何種軸承的主要因素，由負(fù)載最大為100kg/cm*2cm=200kg的力＝2kN</p><p>　　4.5.2 零件的配合尺寸來確定軸承的尺寸。推力球軸承1與內(nèi)連套相配合，選取的推力球軸承型號為51204，D=40mm,d=20mm,T=14mm，屬于輕（2）系列，其額

103、定動(dòng)載荷，額定靜載荷分別為C=16.2kN, C=27.5kN,滿足傳動(dòng)的要求。推力球軸承2與螺桿的光桿部分相配合，由設(shè)計(jì)可以知道，螺桿的公稱直徑為24，推力球軸承通過螺紋套在光桿部分上，他們的配合采用基軸制，這里選取的軸承型號為51205，d=25mm,D=47mm,T=15mm, 屬于輕（2）系列，其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷分別為C=21.2kN, C=40.2kN,滿足傳動(dòng)的要求。</p><p>　　4.6

104、 軸承的壽命計(jì)算</p><p>　　4.6.1 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算　　承受大小和方向一定的合成負(fù)荷的向心軸承與推力軸承（a不等于90度)的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷可由下式計(jì)算：　　P=XFr+YFa........(9)這里，　?。校寒?dāng)量動(dòng)負(fù)荷，N{kgf}　對于向心軸承，表示為Pr:徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷　　　　　　　　　　　　　　對于推力軸承，表示為Pa:軸向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷　　Fr:徑向負(fù)荷，N{kgf}　　Fa:軸

105、向負(fù)荷，N{kgf}　　X:徑向負(fù)荷系數(shù)　　Y:軸向負(fù)荷系數(shù)（負(fù)荷系數(shù)Ｘ與Ｙ載于軸承尺寸表）</p><p>　　對于單列向心軸承，當(dāng)Fa/Fr<=e時(shí)，取X=1、Y=0，因此，這時(shí)當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為Pr=Fr。</p><p>　　4.6.2基本額定靜負(fù)荷與當(dāng)量靜負(fù)荷</p><p>　　軸承承受太大的靜負(fù)荷或在極低轉(zhuǎn)速下承受沖擊負(fù)荷時(shí)，滾動(dòng)體與滾道的接觸面會(huì)

106、產(chǎn)生局部永久變形。其變形電隨負(fù)荷增大而增大，超過一定限度的話，將會(huì)影響正常的旋轉(zhuǎn)。　　基本額定靜負(fù)荷是指使承受最大負(fù)荷的滾動(dòng)體與滾道的接觸面中央產(chǎn)生按以下計(jì)算接觸應(yīng)力的靜負(fù)荷。　　a、調(diào)心球軸承......4600MPa{469kgf/mm2}　　b、其他球軸承......4200MPa{429kgf/mm2}　　c、滾子軸承......4000MPa{408kgf/mm2}　　在這些接觸應(yīng)力下產(chǎn)生的滾動(dòng)體與滾道的永久變形總量

107、約為滾動(dòng)體直徑的0.0001倍?！　∠蛐妮S承與推力軸承的基本額定靜負(fù)荷分別稱作徑向基本額定靜負(fù)荷與軸向基本額定靜負(fù)荷，用Cor與Coa表示，其數(shù)值載于軸承尺寸表。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b></p><p>　　5.1 該機(jī)械存在以下的問題</p><p>　　5.1.1 為了保持茶塊的衛(wèi)生，原料必須相當(dāng)干凈，否則茶塊

108、會(huì)出現(xiàn)沙子或其他雜物；</p><p>　　5.1.2 茶塊必須比較干燥，且不宜太厚，含水量不能太高，以便干燥和儲藏，使其不易變質(zhì)；</p><p>　　5.1.3茶塊與字模接觸面積大，摩擦阻力大，分離有難度，不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，需要經(jīng)常打蠟，以減少摩擦，容易脫模；</p><p>　　5.2 該機(jī)械解決的問題</p><p>　　5.

109、2.1 成功的實(shí)現(xiàn)了緊壓茶塊的方便生產(chǎn)，彌補(bǔ)了綠茶緊壓茶塊生產(chǎn)的空白。</p><p>　　5.2.2 該機(jī)械的傳動(dòng)比較簡單，各零部件設(shè)計(jì)也較簡單，易于操作和加工制造。</p><p><b>　　5.3 小結(jié)</b></p><p>　　螺桿式緊壓茶葉機(jī)還處于初步設(shè)計(jì)和研制階段，由于茶塊脫模部分還沒能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此生產(chǎn)效率還有待提高，

110、當(dāng)這一問題得以解決，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模時(shí)，該機(jī)械可以設(shè)計(jì)為自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)的機(jī)械，緊壓茶塊將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)的加工機(jī)具重量輕、體積小、操作簡單。加工的緊壓茶耐儲藏、飲用方便衛(wèi)生，具有很高的附加值。因此，這種緊壓茶具備較大的潛在市場和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]施兆鵬.茶葉加工學(xué)[M]北京.中國農(nóng)業(yè)出版社,1

111、997,</p><p>　　[2]白堃元.茶葉加工[M]北京.化學(xué)工業(yè)出版社,2001, </p><p>　　[3]吳宗澤.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]北京.機(jī)械工業(yè)出版社,1988,</p><p>　　[4]上海市職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)教研室編.茶葉審評與檢驗(yàn)[M]北京.中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社, 2003,</p><p>　　[5]黃意歡.茶學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)

112、[M].中國農(nóng)業(yè)出版社,1997,</p><p>　　[6]陸松侯.施兆鵬.茶葉審評與檢驗(yàn)[M]北京.中國農(nóng)業(yè)出版社,2001,</p><p>　　[7]尹在繼.茶葉的評分和評語.中國茶葉,1983,</p><p>　　[8]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).緊壓茶.GB 9833.1-9833.3-88，1989,</p><p>　　[9]