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摘要 本文介绍了矩形料仓式茶叶匀堆机的主要设备及联接、工作原理、作业过程、主要技术参数，分析比较了其与分隔料仓式茶叶匀堆机的优势，并提出了改进方向，以期为矩形料仓式茶叶匀堆机的推广应用提供参考。
關键词 矩形料仓式茶叶匀堆机；主要设备；工作原理；作业过程；技术参数；优势
中图分类号 TS272.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）10-0194-01
黟县清野茶厂是黟县祁门红茶精制加工、出口的龙头企业，年加工销售祁门红茶1 000 t。2013年为响应黟县县委、县政府的退城入园战略，在工业园区新建厂房，淘汰旧加工设备，选用新设备组成祁门红茶精制加工生产线，同时与有关部门联合研制了矩形料仓式茶叶匀堆机，获得了发明专利，专利号为ZL 2014 1 0624834.X。
1 主要设备及联接
矩形料仓式茶叶匀堆机主要设备包括20.0 m×4.0 m×0.8 m矩形料仓（床底为输送带）、数字化界面操作控制器、上料提升机（与烘干机连接）、扫描式物料摊铺器、搅动齿耙机（在出料口，起搅拌和均匀出料作用）、出料输送机（振动槽上方安装永磁铁和电磁铁各1 块）等。
如图1、2所示，第一输送带沿任意水平方向平移设置。第二输送带用于向第一输送带供料，第二输送带的出料端位于第一输送带的带面区域内，第二输送带的进料端位于一个固定区域内；供料单元是固定设置的，用于向第二输送带进料端供料。本设备能够实现固定区域供料、一定区域内均匀放料，实现了物料的自动化均铺，有益效果显著。第一输送带安装在第一支架上，第一支架沿第一直线导轨行走设置，第一直线导轨安装在支架上，支架沿第二直线导轨行走设置，第一直线导轨与第二直线导轨相互垂直。第二输送带安装在第二支架上，第二支架以第二输送带的进料端为转动中心在水平面内摆动设置，第二支架的摆动端设有滑块，滑块转动设置在第二支架上且转轴竖直设置，滑块与第一支架的长边构成滑动导向配合。滑块与第一支架构成滑动配合，保证了第二输送带的出料端能始终位于第一输送带的带面区域内[1]。
如图3所示，第二支架底部与一个固定基座铰接，第二支架的摆动端通过行走单元吊挂在横梁上，行走单元包括上行走块和下行走块，上行、下行走块之间通过转轴构成相对转动配合，上行走块与横梁构成滚轮导轨机构，下行走块沿第二支架的长度方向与第二支架构成限位导向配合。第一输送带下方设有矩形料仓，第一输送带的带长方向平行于矩形料仓的长边设置，第一直线导轨平行于矩形料仓的宽边设置，第二直线导轨平行于矩形料仓的长边设置，横梁平行于矩形料仓的宽边设置，第二支架以矩形料仓的长度方向为基准小角度摆动设置。当第一支架沿矩形料仓的宽度方向平移时，第一支架通过滑块带动第二支架摆动，因而第二支架无需额外的转动力矩驱动其摆动。在第一支架上沿第一输送带的带面边缘设有围栏，第一输送带为正反转输送带，其长度等于或略大于矩形料仓长度的1/2。供料单元为提升机，提升机的进料端与上游输送设备相连，提升机的出料端位于第二输送带的进料端上方。矩形料仓的仓底由第三输送带的带面构成，第三输送带的带长方向沿矩形料仓的长度方向设置，仓底的其中一条宽边处设有出料口。第三输送带能够将物料从出料口送出，便于生产过程中从矩形料仓取料。
2 工作机理
根据匀堆小样，把各号茶通过上料提升机和扫描式物料摊铺器由数字化界面操作控制器控制，依次分层均匀地摊铺在矩形料仓上。摊铺完成后，开启床底输送带、搅动齿耙机和出料振动槽。床底输送带缓慢移动，矩形料仓上的茶叶通过搅动齿耙机搅动后自由落体混合到出料输送机上，振动均匀，出料并剔除铁屑等杂物，装箱（袋）完成茶叶匀堆作业[2]。
3 作业过程
如图1、2所示，图中箭头方向为各输送带的输送方向，第一输送带从矩形料仓的拐角处开始铺料，物料通过提升机被输送到第二输送带，第二输送带将物料输送至第一输送带，第一输送带首先沿矩形料仓的长度方向行进。如图3所示，当行进至矩形料仓长度的1/2时，第一输送带反转，同时第一输送带整体沿反方向平移，当第一输送带行进到初始位置时再次反转，同时第一输送带沿矩形料仓的宽度方向平移一个带宽的距离，随后再次沿矩形料仓的长度方向平移，如此往复，完成对物料的均匀堆放。上述动作均可通过数字化界面操作控制器进行自动控制，无需任何人工操作[3]。
矩形料仓式匀堆机的优点在于能够自动将散装物料均匀堆放在指定区域内，第一输送带采用正反转输送带，最大程度减小了第一输送带的平移行程，减小了设备占用空间，节约了设备成本。
4 主要技术参数
一次匀堆茶叶10 t左右，满负荷12 t，扫描式物料摊铺器摊铺一层物料16 min，约铺料600 kg，完成10 t物料摊铺需4.5～5.0 h，出料2～5 h（可调节床底输送带运行速度）。
5 与分隔料仓式茶叶匀堆机的比较
5.1 结构简单，占地面积小
矩形料仓式茶叶匀堆机只有平面的矩形料仓，没用复杂、高大的料仓，占用面积、空间小、容易封闭，节约厂房，而且出茶干净，维护方便。
5.2 与匀堆小样一致性高
整个匀堆过程只有物料摊铺和出料时的自由落体摩擦，没用翻仓搅料过程，茶叶不易断碎，保持原号茶完整性。
5.3 粉尘少
茶叶筛分、风选、切轧和匀堆是茶叶精制加工粉尘产生的主要环节，但矩形料仓式茶叶匀堆机没有翻仓搅料的激烈摩擦，只有较低的自由落体运动，且容易封闭，几乎不产生粉尘。
6 改进方向
矩形料仓式茶叶匀堆机经过黟县清野茶厂近2年的使用，没有出现匀堆不均的状况。由于扫描式物料摊铺器摊铺一层物料的时间是固定的，而每次拼配匀堆的各号茶数量不一样，物料摊铺尾量需要操作控制人员灵活准确控制上料量才能实现均匀摊铺。目前数字化界面操作控制器把床面分成8个控制分区，方便操作控制人员的调控和灵活掌控[4]。因此，矩形料仓式茶叶匀堆机的改进方向重点在数字化界面操作控制器的提升。一是增加床面控制分区，根据摊铺的实时进度及时调整上料量，确保摊铺均匀。二是进一步提升数字化界面操作控制器，根据各号茶的数量自动调整摊铺上料量，确保摊铺均匀。
7 参考文献
[1] 郭和伟.基于PLC的茶叶匀堆机控制系统设计[J].湖北农业科学，2013，52（4）：933-936.
[2] 刘新.谈谈茶叶包装机械[J].中国茶叶，1999（5）：4-5.
[3] 郑国建，陈积霞.茶叶匀堆机理及匀堆机探讨[J].中国茶叶加工，1998（2）：35-37.
[4] 李奇.茶叶包装机械的选型与配套[J].南方农机，2009（2）：21-22.
關键词 矩形料仓式茶叶匀堆机；主要设备；工作原理；作业过程；技术参数；优势
中图分类号 TS272.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）10-0194-01
黟县清野茶厂是黟县祁门红茶精制加工、出口的龙头企业，年加工销售祁门红茶1 000 t。2013年为响应黟县县委、县政府的退城入园战略，在工业园区新建厂房，淘汰旧加工设备，选用新设备组成祁门红茶精制加工生产线，同时与有关部门联合研制了矩形料仓式茶叶匀堆机，获得了发明专利，专利号为ZL 2014 1 0624834.X。
1 主要设备及联接
矩形料仓式茶叶匀堆机主要设备包括20.0 m×4.0 m×0.8 m矩形料仓（床底为输送带）、数字化界面操作控制器、上料提升机（与烘干机连接）、扫描式物料摊铺器、搅动齿耙机（在出料口，起搅拌和均匀出料作用）、出料输送机（振动槽上方安装永磁铁和电磁铁各1 块）等。
如图1、2所示，第一输送带沿任意水平方向平移设置。第二输送带用于向第一输送带供料，第二输送带的出料端位于第一输送带的带面区域内，第二输送带的进料端位于一个固定区域内；供料单元是固定设置的，用于向第二输送带进料端供料。本设备能够实现固定区域供料、一定区域内均匀放料，实现了物料的自动化均铺，有益效果显著。第一输送带安装在第一支架上，第一支架沿第一直线导轨行走设置，第一直线导轨安装在支架上，支架沿第二直线导轨行走设置，第一直线导轨与第二直线导轨相互垂直。第二输送带安装在第二支架上，第二支架以第二输送带的进料端为转动中心在水平面内摆动设置，第二支架的摆动端设有滑块，滑块转动设置在第二支架上且转轴竖直设置，滑块与第一支架的长边构成滑动导向配合。滑块与第一支架构成滑动配合，保证了第二输送带的出料端能始终位于第一输送带的带面区域内[1]。
如图3所示，第二支架底部与一个固定基座铰接，第二支架的摆动端通过行走单元吊挂在横梁上，行走单元包括上行走块和下行走块，上行、下行走块之间通过转轴构成相对转动配合，上行走块与横梁构成滚轮导轨机构，下行走块沿第二支架的长度方向与第二支架构成限位导向配合。第一输送带下方设有矩形料仓，第一输送带的带长方向平行于矩形料仓的长边设置，第一直线导轨平行于矩形料仓的宽边设置，第二直线导轨平行于矩形料仓的长边设置，横梁平行于矩形料仓的宽边设置，第二支架以矩形料仓的长度方向为基准小角度摆动设置。当第一支架沿矩形料仓的宽度方向平移时，第一支架通过滑块带动第二支架摆动，因而第二支架无需额外的转动力矩驱动其摆动。在第一支架上沿第一输送带的带面边缘设有围栏，第一输送带为正反转输送带，其长度等于或略大于矩形料仓长度的1/2。供料单元为提升机，提升机的进料端与上游输送设备相连，提升机的出料端位于第二输送带的进料端上方。矩形料仓的仓底由第三输送带的带面构成，第三输送带的带长方向沿矩形料仓的长度方向设置，仓底的其中一条宽边处设有出料口。第三输送带能够将物料从出料口送出，便于生产过程中从矩形料仓取料。
2 工作机理
根据匀堆小样，把各号茶通过上料提升机和扫描式物料摊铺器由数字化界面操作控制器控制，依次分层均匀地摊铺在矩形料仓上。摊铺完成后，开启床底输送带、搅动齿耙机和出料振动槽。床底输送带缓慢移动，矩形料仓上的茶叶通过搅动齿耙机搅动后自由落体混合到出料输送机上，振动均匀，出料并剔除铁屑等杂物，装箱（袋）完成茶叶匀堆作业[2]。
3 作业过程
如图1、2所示，图中箭头方向为各输送带的输送方向，第一输送带从矩形料仓的拐角处开始铺料，物料通过提升机被输送到第二输送带，第二输送带将物料输送至第一输送带，第一输送带首先沿矩形料仓的长度方向行进。如图3所示，当行进至矩形料仓长度的1/2时，第一输送带反转，同时第一输送带整体沿反方向平移，当第一输送带行进到初始位置时再次反转，同时第一输送带沿矩形料仓的宽度方向平移一个带宽的距离，随后再次沿矩形料仓的长度方向平移，如此往复，完成对物料的均匀堆放。上述动作均可通过数字化界面操作控制器进行自动控制，无需任何人工操作[3]。
矩形料仓式匀堆机的优点在于能够自动将散装物料均匀堆放在指定区域内，第一输送带采用正反转输送带，最大程度减小了第一输送带的平移行程，减小了设备占用空间，节约了设备成本。
4 主要技术参数
一次匀堆茶叶10 t左右，满负荷12 t，扫描式物料摊铺器摊铺一层物料16 min，约铺料600 kg，完成10 t物料摊铺需4.5～5.0 h，出料2～5 h（可调节床底输送带运行速度）。
5 与分隔料仓式茶叶匀堆机的比较
5.1 结构简单，占地面积小
矩形料仓式茶叶匀堆机只有平面的矩形料仓，没用复杂、高大的料仓，占用面积、空间小、容易封闭，节约厂房，而且出茶干净，维护方便。
5.2 与匀堆小样一致性高
整个匀堆过程只有物料摊铺和出料时的自由落体摩擦，没用翻仓搅料过程，茶叶不易断碎，保持原号茶完整性。
5.3 粉尘少
茶叶筛分、风选、切轧和匀堆是茶叶精制加工粉尘产生的主要环节，但矩形料仓式茶叶匀堆机没有翻仓搅料的激烈摩擦，只有较低的自由落体运动，且容易封闭，几乎不产生粉尘。
6 改进方向
矩形料仓式茶叶匀堆机经过黟县清野茶厂近2年的使用，没有出现匀堆不均的状况。由于扫描式物料摊铺器摊铺一层物料的时间是固定的，而每次拼配匀堆的各号茶数量不一样，物料摊铺尾量需要操作控制人员灵活准确控制上料量才能实现均匀摊铺。目前数字化界面操作控制器把床面分成8个控制分区，方便操作控制人员的调控和灵活掌控[4]。因此，矩形料仓式茶叶匀堆机的改进方向重点在数字化界面操作控制器的提升。一是增加床面控制分区，根据摊铺的实时进度及时调整上料量，确保摊铺均匀。二是进一步提升数字化界面操作控制器，根据各号茶的数量自动调整摊铺上料量，确保摊铺均匀。
7 参考文献
[1] 郭和伟.基于PLC的茶叶匀堆机控制系统设计[J].湖北农业科学，2013，52（4）：933-936.
[2] 刘新.谈谈茶叶包装机械[J].中国茶叶，1999（5）：4-5.
[3] 郑国建，陈积霞.茶叶匀堆机理及匀堆机探讨[J].中国茶叶加工，1998（2）：35-37.
[4] 李奇.茶叶包装机械的选型与配套[J].南方农机，2009（2）：21-22.