摘 要：本文旨在提高茶葉色選機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)性能，對以下幾個在茶葉色選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)鍵問題提供解決方法與措施：①對茶葉在通道內(nèi)滑落的速度進(jìn)行調(diào)控；②提供一種可調(diào)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(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?；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(chǎn)方式自動化程度的提高，茶葉色選機(jī)需求越來越大，茶葉的物理特性、分選方法、分選目標(biāo)以及人們對茶葉品質(zhì)的要求決定了茶葉色選機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本文僅就茶葉色選機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中遇到的若干問題與解決方法進(jìn)行總結(jié)，在此之前，先就茶葉色選機(jī)的工作原理做一個簡單的介紹。

茶葉色選機(jī)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(xué)傳感器對茶葉進(jìn)行精選的高科技光電機(jī)械設(shè)備。設(shè)備具體工作程序如下：茶葉從頂部的料斗進(jìn)入機(jī)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(jìn)入分選箱內(nèi)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(jù)光的強(qiáng)弱及顏色變化，使系統(tǒng)產(chǎn)生輸出信號驅(qū)動電磁閥工作將異色茶葉吹至接料斗的廢料腔內(nèi)，而好的茶葉繼續(xù)下落至接料斗成品腔內(nèi)，從而達(dá)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(xué)、機(jī)械及氣動部分組成（如圖2所示）。

下面對在雙層茶葉色選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)鍵問題所實(shí)施的解決方法與措施分別進(jìn)行敘述：

1 減少茶葉下落和分選過程中的破碎現(xiàn)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(diǎn)決定了茶葉色選機(jī)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(jīng)氧化處理，表面光滑平直，最大限度保護(hù)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(jīng)過初選后落至中間料斗，速度削減后再落入下層通道，進(jìn)一步保護(hù)茶葉不遭到破壞。

為防止茶葉在通道中下落產(chǎn)生飛濺，采取如下措施：①對通道表面進(jìn)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(shè)計(jì)可拆卸調(diào)節(jié)式蓋板（如圖3所示）。

2 針對擺振式振入料斗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用高提出替代方案

替代方案如圖3，圖中所示為一種可實(shí)現(xiàn)均勻分料至多料槽的振料斗組件，包括振料斗、隔板、導(dǎo)流片、加強(qiáng)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(jī)最終成形。隔板確保物料在開始階段的集中；導(dǎo)流片使物料在向前移動過程中逐漸均勻分布；加強(qiáng)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(jié)構(gòu)措施，最終實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)簡單、制造費(fèi)用低、維修方便。

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

圖4中為表達(dá)清楚，下層分選箱未顯示。色選機(jī)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(cè)將濺料掃入接料斗中，在接料斗的兩邊設(shè)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(chǎn)，對上層通道長度不足處進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)一擋料槽，卡入通道內(nèi)側(cè)，通過連接支架安裝在通道左右安裝板上，結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)榫卯結(jié)構(gòu)，提高焊接位置精度，方便生產(chǎn)

機(jī)架由方管和冷板折彎件組焊而成，是整個設(shè)備中各個部件的安裝基準(zhǔn)，機(jī)架上各零件焊接位置準(zhǔn)確與否將極大影響設(shè)備的總體裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響色選機(jī)最終的色選效果。為提高機(jī)架焊接尺寸精度，減少因人為因素影響而產(chǎn)生的焊接尺寸誤差，在機(jī)架的關(guān)鍵配合處設(shè)計(jì)榫卯結(jié)構(gòu)，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(yīng)位置設(shè)計(jì)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(jī)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(jié)構(gòu)，在此不一一列舉。

6 上出料斗按三段設(shè)計(jì)，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(chǎn)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(shè)計(jì)成上、中、下三個獨(dú)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(dāng)機(jī)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(jié)

上述針對茶葉色選機(jī)局部結(jié)構(gòu)改進(jìn)的方法與措施在新型樣機(jī)上試用后效果良好，進(jìn)一步提升了整機(jī)的質(zhì)量水平，也提高了公司茶葉色選機(jī)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。