喂料装置是钢棍式圆捆机的关键部件之一,主要作用是将捡拾器捡拾的秸秆或牧草等物料强制抛入成捆室,其喂入性能的优劣直接影响到圆捆机工作效率和草捆密度,在喂入量突变或大喂入量情况下喂料装置容易堵塞。因此,研究圆捆机喂料口开度自动控制技术,主动控制喂料口开度以防止喂料刀辊堵塞,对提高圆捆机的工作效率和可靠性有着重要的理论研究意义和实用价值。本文以9YGQ-1300圆捆机为研究对象,在分析喂料装置动力学特性和疲劳强度的基础上,设计了喂料口开度自动控制系统,主要研究工作包括:1、喂料过程动力学特性与疲劳强度分析:分析了圆捆机喂料装置结构及工作过程,基于EDEM软件对圆捆机的喂料过程进行动力学分析,得到喂入量、喂料口开度、物料剪切模量与长度对下颚板支撑油缸活塞杆受力和喂料刀辊扭矩的影响,分析了油缸活塞杆受力和喂料刀辊扭矩之间的关系。将EDEM仿真获得的刀辊扭矩和下颚板受力作为载荷,基于ANSYS软件对喂料装置进行疲劳强度分析,得到保证喂料装置安全的油缸活塞杆受力许用范围,为确定支撑油缸活塞杆受力的控制范围提供依据。2、喂料口开度液压系统设计与监测数据采集:分析了圆捆机喂料口开度被动调节的下颚板支撑油路,并对其进行改造;选型安装了下颚板支撑油缸位移、油压和刀辊转速传感器,设计了以STM32单片机为核心的硬件电路,编写了油缸位移、油压和刀辊转速采集程序。经测试该系统能控制下颚板支撑油缸动作,表明油路改造达到了控制的要求,并能连续采集数据,可为喂料口开度自动调节提供监测信号。3、喂料口开度自动调节的模糊控制器设计:结合试验和喂料动力学仿真结果,以下颚板支撑油缸活塞杆的受力及其变化率作为模糊控制器的输入量,以活塞杆位置为输出量,将输入量划分为7个模糊等级,输出量划分为5个模糊等级,根据实际工况特点制定模糊控制规则表。设计的模糊控制器,可根据输入量得到不同等级的模糊输出量,依据该输出量对应的油缸位置,通过电磁换向阀通断使油缸的活塞杆移动到相应位置,能够实现喂料口开度大小的自动调节。4、喂料装置负载特性测试与喂料口开度自动控制试验:在空载工况下对喂料装置负载特性进行测试与分析,获得了油缸位移和油压随喂入量的变化情况,发现原喂料装置存在发生堵塞的隐患。通过场地捡拾试验进行验证,结果表明设计的模糊控制器能随喂入量变化主动控制油缸伸缩,未发生喂料堵塞故障,喂料口自动控制系统达到了预期要求。