對茶葉色選機局部結構進行優(yōu)化的方案與措施

摘 要：本文旨在提高茶葉色選機的機械結構性能，對以下幾個在茶葉色選機結構設計中遇到的關鍵問題提供解決方法與措施：①對茶葉在通道內滑落的速度進行調控；②提供一種可調節(jié)、易拆卸式通道蓋板；③對不規(guī)則濺料的歸集處理；④對通道的長度進行補償的方法；⑤提高組焊件的焊接尺寸精度；⑥提高分段式料斗

引 言

隨著茶葉生產方式自動化程度的提高，茶葉色選機需求越來越大，茶葉的物理特性、分選方法、分選目標以及人們對茶葉品質的要求決定了茶葉色選機的機械結構特點。本文僅就茶葉色選機機械結構設計過程中遇到的若干問題與解決方法進行總結，在此之前，先就茶葉色選機的工作原理做一個簡單的介紹。

茶葉色選機是指利用茶葉中茶梗、黃片與正品的顏色差異，使用高清晰的CCD光學傳感器對茶葉進行精選的高科技光電機械設備。設備具體工作程序如下：茶葉從頂部的料斗進入機器，通過振動器裝置的振動，被選物料沿通道下滑，加速下落進入分選箱內的觀察區(qū)，并從傳感器和背景板間穿過。在光源的作用下，根據光的強弱及顏色變化，使系統(tǒng)產生輸出信號驅動電磁閥工作將異色茶葉吹至接料斗的廢料腔內，而好的茶葉繼續(xù)下落至接料斗成品腔內，從而達到分選的目的（如圖1所示）。整個系統(tǒng)由硬件、軟件、算法、光學、機械及氣動部分組成（如圖2所示）。

下面對在雙層茶葉色選機結構設計中遇到的關鍵問題所實施的解決方法與措施分別進行敘述：

1 減少茶葉下落和分選過程中的破碎現象，做到少濺、不漏

茶葉色選不同于大米、雜糧物料的色選，茶葉易碎、易粉的特點決定了茶葉色選機的物料通道只能選擇瀑布式通道（通道與水平面的夾角為60°），通道經氧化處理，表面光滑平直，最大限度保護茶葉在通道上滑落時不遭到破壞。茶葉在通道中下落呈加速狀態(tài)，為保證茶葉通過上、下分選箱觀察區(qū)的速度相近，提高色選效果，因此，在上、下通道的中間加入一個中間料斗，上層茶葉經過初選后落至中間料斗，速度削減后再落入下層通道，進一步保護茶葉不遭到破壞。

為防止茶葉在通道中下落產生飛濺，采取如下措施：①對通道表面進行氧化處理，降低表面粗糙度，提高平面度要求；②在通道上設計可拆卸調節(jié)式蓋板（如圖3所示）。

2 針對擺振式振入料斗結構復雜，費用高提出替代方案

替代方案如圖3，圖中所示為一種可實現均勻分料至多料槽的振料斗組件，包括振料斗、隔板、導流片、加強筋、分流片等零件通過焊接而成，所有零件均為激光切割下料，部分零件要通過折彎機最終成形。隔板確保物料在開始階段的集中；導流片使物料在向前移動過程中逐漸均勻分布；加強筋的作用是為了提高振料斗的整體剛度，保證振料斗各處的振幅保持一致；振料斗前部斜坡可以讓物料在最后階段加速流入料槽中，分流片可防止物料落至料槽與料槽之間的縫隙中。通過上述一系列的結構措施，最終實現物料由振料斗后部被均勻分料至振料斗前部下端的多通道料槽中。此方案結構簡單、制造費用低、維修方便。

3 對下分選箱色選過程中的濺料進行收集，清掃入廢料倉，避免不合格品進入成品倉，提高色選效果

圖4中為表達清楚，下層分選箱未顯示。色選機工作過程中，下層飛濺物料集中在濺料收集板上，毛刷沿著收集板清理濺料，在分選箱的兩側將濺料掃入接料斗中，在接料斗的兩邊設有廢料引流板，直接將上方由毛刷掃落的廢料引入接料斗廢品倉中。

4 統(tǒng)一上、下通道規(guī)格長度，方便采購及生產，對上層通道長度不足處進行相應補償設計

通道規(guī)格統(tǒng)一，上層的通道在接振動給料斗物料時將會有物料從通道上邊沿翻出，為解決這個問題：設計一擋料槽，卡入通道內側，通過連接支架安裝在通道左右安裝板上，結構簡單，方便可靠，如圖5所示。

5 在相互配合的激光切割件上設計榫卯結構，提高焊接位置精度，方便生產

機架由方管和冷板折彎件組焊而成，是整個設備中各個部件的安裝基準，機架上各零件焊接位置準確與否將極大影響設備的總體裝配質量，進而影響色選機最終的色選效果。為提高機架焊接尺寸精度，減少因人為因素影響而產生的焊接尺寸誤差，在機架的關鍵配合處設計榫卯結構，如圖6所示，件1與件3位置精度要求很高，在件1和件2上對應位置設計一個相同尺寸的矩形孔，增加件3，件3剛好插入件1和件3中（零碰零配合），這樣就保證了此處零件在機架上的焊接位置，同時也減少了工人劃線定位的工作量。另外，在其它部件有相互配合且要求較高的地方，也使用了類似的結構，在此不一一列舉。

6 上出料斗按三段設計，易拆，方便維修

上出料斗置于上、下分選箱的后面，上、下分選箱在裝配及生產過程中后門及上蓋需要能夠方便地打開，因此將上出料斗設計成上、中、下三個獨立部件，相互之間通過法蘭連接（如圖2所示），法蘭之間一邊用卡爪卡入，另一邊用螺釘固定（如圖7所示），上出料斗上部與上出料斗中部用了兩顆螺釘固定，上出料斗下部和上出料斗中部僅用一顆螺釘固定。當機器維修需要拆除下部及中部料斗時，可以非常方便地操作。

7 總 結

上述針對茶葉色選機局部結構改進的方法與措施在新型樣機上試用后效果良好，進一步提升了整機的質量水平，也提高了公司茶葉色選機的市場競爭力，滿足了客戶對茶葉色選效果的需求并獲得了客戶的好評。