茶叶平面圆筛机为茶叶精制加工装备之一,能够通过平面圆周运动和具有一定大小筛孔的倾斜筛面,根据茶叶颗粒、茶叶末、茶叶梗等外形尺寸的不同,使茶叶在沿筛面向下的螺旋运动轨迹中,实现对叶末、叶梗等细小杂质的去除,提高成品茶质量。目前茶叶平面圆筛机的设计多依靠传统经验,关键结构参数并未优化,影响筛分性能。为此,本课题运用EDEM软件对茶叶筛分过程的受力情况与运动规律进行量化,对圆筛机关键结构参数进行仿真模拟分析,并通过单因素试验验证仿真结果。以对筛净率、误筛率等筛分性能影响较大的结构参数作为优化变量,设计二次正交旋转组合试验对自变量参数进行优化,以期获得有利于圆筛机进行茶叶筛分工序的最佳结构参数组合,为提高茶叶平面圆筛机筛分质量提供理论依据。本文的主要工作如下:1)对茶叶的含水率、休止角、密度、静摩擦角、动摩擦系数等物理特性进行测定,得出含水率为6%-7%、休止角为30.7o、密度为481.8 kg/m~3、静摩擦角为30.2o、动摩擦系数为0.348,为后续的仿真研究提供数据基础。2)通过Solidworks软件建立茶叶平面圆筛机三维模型,对筛面及传动组件进行设计,并运用ANSYS Workbench软件对圆筛机的机架进行模态分析,检验机架是否会与筛面发生共振。以茶叶颗粒为研究对象,分析茶叶在筛面上的受力情况与运动规律,得出茶叶的运动轨迹为沿筛面螺旋向下。根据茶叶需要持续与筛面产生相对运动且不作抛体运动的工艺条件,求出圆筛机转速的最佳取值范围。3)运用EDEM软件对茶叶颗粒、茶叶末、茶叶梗进行建模,与导入的筛体虚拟模型进行筛分过程数值化模拟,对茶叶在筛面运动的速度、加速度、受力大小进行量化,得到不同结构参数条件下的运动学及动力学曲线,结合曲线分析不同参数对圆筛机筛净率与误筛率等筛分性能指标的影响规律,进一步揭示圆筛机的筛分机理。4)设计单因素试验验证仿真结果,并运用Design-Expert软件设计3因素3水平的二次正交旋转组合试验对圆筛机关键结构参数进行优化,结合响应曲面分析各因素之间的交互作用和影响筛分性能的显著性次序。试验结果表明:自变量因素之间的交互作用均显著,对筛净率的影响次序为回转半径、回转频率、筛面倾角;对误筛率的影响次序为筛面倾角、回转半径、回转频率。以筛净率最大和误筛率最小为优化目标,对多元二次回归方程进行求解,得到最优参数组合为回转半径39 mm、回转频率3.1 Hz、筛面倾角5.8o时,筛净率为98.5%,误筛率为3.47%,此时筛分效果最优。以最优结构参数组合设计茶叶平面圆筛机验证试验,试验结果与参数优化结果基本一致。