茶叶紧压机的凸轮推杆运动分析

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茶叶紧压机的凸轮推杆运动分析茶叶紧压机的凸轮推杆运动分析
辛继红，任述光，汤兴初
(湖南农业大学工学院，长沙410128)
摘要：采用凸轮顶杆式压紧机构设计了-种小型茶叶紧压机，可以克服传统手工包揉成型制作紧压茶劳动强
度大、工效低和形状不规范等缺点，同时具有结构简单、成本低、效率高和适用性强的特点。对其凸轮推杆机构
进行了运动分析、受力分析和结构的研究设计，从而为提高紧压茶品质和保持其物理性质提供理论依据。
关键词：茶叶机；紧压力；凸轮曲线
中图分类号：＆26.9 文献标识码：A 文章编号：1003-188X(2009)06-0031-03
0 引言
我国是茶叶原产地，也是世界第-大产茶国。长
期以来，茶叶的形状以条索和片状为主，紧压茶只有
发酵的砖茶和沱茶◆压茶体积大，发酵时间长，饮
用时要粉碎，既不方便也不卫生。为了克服这些缺
陷，设计了-种体积孝适用性强的绿茶紧压机。
1 紧压茶叶机结构及工作原理
1.1茶叶机结构
茶叶紧压机采用凸轮顶杆机构，由内模盘、压缩
弹簧和支架等部件组成。主板内设有带淖的内模
盘，内模盘与主板上的内槽属于间隙配合。内模盘的
上部设有进料口，下部设有出料口。内模盘通过紧定
螺钉和平键固定在减速器轴上，紧定螺钉防止内模盘
在轴上移动。内模盘的淖内设有推杆模柱，推杆模
柱上设有压缩弹簧，推杆模柱下端开有-直槽，槽内
的支撑轴上安装有滚轮。内模盘的中央设有凸轮，凸
轮用螺钉固定在主板上，压缩弹簧使顶杆模柱与凸轮
接触。
1.2工作原理
工作时，绿茶从主板上面茶叶进料口喂入内模盘
淖内，随着内模盘的旋转，在推杆模柱和内模盘之
间的压紧作用下，茶叶在内模盘内受-定的压紧力的
作用，在-定的压力条件下茶叶变成了块状，从而完
成茶叶紧压，紧压成型的块状茶叶从主板的出料口由
推杆模柱顶出。凸轮机构如图l所示。
收稿日期：2008-10-22
基金项目：湖南侍育厅项目(06c421)
作者简介：辛继红(1964-)，男，湖南常德人，副教授，(E-mail)
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1.主板2.顶杆模柱3.进料口4.压缩弹簧5.凸轮6.出料口
图l凸轮机构简图
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2凸轮机构的设计
凸轮的设计根据工作要求选定凸轮机构的型
式、从动件运动规律和有关的基本尺寸，然后根据选
定的从动件运动规律设计出凸轮应有的轮廓曲线。
根据工作原理，确定以R60mm为基圆半径，推
杆的最大行程为.s40mm，推杆最大紧压行程为.s；
32mm，推杆最大紧压力嵋1 G20kN。
2.1 凸轮角位移9与凸轮半径p的变化
凸轮转角p为0～300时，推杆静止；p在30。-
120。范围内时，推杆做等速上升。每转动单位角度，
凸轮半径增大C0.356mm，直到推杆转到120。。p
在1200-1500范围内时，凸轮半径p，92mm保持不
变；当推杆再转动到150。时，凸轮半径p随角度增大
到p-lOOmm，推杆已转1800角，达到了最大行程为