我国是世界主要产茶国之一,有多个茶品种,包括红茶、绿茶、黄茶、黑茶、白茶等,同时也发展出香味茶、草药茶、保健茶、即饮茶饮料、速溶茶、有机茶绿色食品、袋泡茶等以碎茶为原料的多样化茶产品,碎茶发展潜力巨大。碎茶加工需要揉捻和切碎两道工序,而揉捻和切碎工序由单机、分段制作独立完成,存在工作强度大、颗粒细度差、破碎率低、净度差等缺陷,产品质量也存在较大差异。由此,基于传统揉捻和切碎工艺,本文研制一款茶叶揉捻切碎连续作业装置,将揉捻和切碎装置设置成一整体,开发控制系统,实现鲜茶叶揉捻和切碎连续自动化操作,保证茶叶切碎粒径在3mm以内,提高茶叶品质稳定性,降低劳动强度。主要研究内容如下:（1）茶叶连续揉捻切碎装置整体结构设计。其结构主要由揉捻装置、加压装置、输送装置、切碎装置等组成,实现揉捻和切碎的连续作业。揉捻装置由揉芯、棱骨、上揉盖、下揉盖组成,切碎装置由螺旋输送器、切碎桶、直刃刀、切碎刀、尾盘、切碎法兰、出料斗、切碎电机组成。装置设置成垂直结构,揉捻部分置于装置的上面,切碎部分置于揉捻部分下方,鲜茶叶在揉捻装置内揉搓,使茶叶卷曲破坏组织细胞,通过输送装置输送至切碎装置,进行绞挤、撕切的连续切碎工艺。（2）茶叶揉捻装置设计。茶叶揉捻过程需要遵循“轻-重-轻”的加压原则,因此,将揉捻装置揉芯设计为上、中、下三部分,通过揉芯的形状结构实现“轻-重-轻”的连续加压。设计揉芯直径为500mm,将12根棱骨与垂线呈30~0均匀安装在揉芯表面,棱骨小端宽度6mm,棱骨小端高度4mm,棱骨大端宽度9mm,棱骨大端高度6mm,促使茶叶揉捻运动规律的形成,保证茶叶揉捻质量。（3）茶叶切碎装置设计。切碎装置实现粗切和细切功能。粗切装置直刃刀厚度7 mm、有效长度45 mm、刃长30 mm、宽度17 mm、刃角30~0,按照交错平衡排列在直刃刀架上。细切装置切碎刀长度120 mm、宽度15 mm、厚度5 mm、刃角21~0、安装角4~0,对直刃刀和切碎刀强度进行有限元分析,仿真结果表明直刃刀与切碎刀满足使用强度要求。（4）传动链优化设计。选择链传动为本装置的传动方式,借助COMSOL有限元方法,仿真分析链传动系统多边形效应引起的振动,将影响链传动系统多边形效应的参数（转速大小、齿数比、中心距）进行三因素三水平正交试验,以多边形效应引起振动导致变形量最小为优化目标,得到本装置链传动最佳传动参数组合:角速度5rad/s,链轮齿数比27/18,链轮中心距350mm时,链传动产生的多边形效应对揉捻压力的稳定性影响最小。（5）控制系统设计及样机试验。利用STM32开发一套茶叶揉捻切碎连续作业装置控制系统,以实现自动加压及揉捻切碎的自动化连续作业,对其揉捻转速、揉捻压力、切碎转速参数化协调并实时控制和显示,以适应不同季节不同特性的鲜茶叶,保证加工的高效性及茶叶揉捻切碎品质的一致性。根据优化得到的茶叶揉捻切碎连续作业装置各个结构参数,试制装置样机,样机试验结果表明,茶叶揉捻切碎连续作业装置设计合理,运行稳定,能自动完成揉切过程。