伴随着世界范围内的能源危机加重,绿色制造引起了广泛的关注。锻造操作机作为锻造车间重要的辅助设备,目前已经是自由锻生产中必不可少的设备之一。锻造操作机液压系统作为重型机械液压控制系统,在锻造工作过程中存在大量的能量损失。但就目前来说,针对锻造操作机液压系统的能耗研究极为少见。本文以某企业100 kN锻造操作机作为研究对象,基于典型动作工序,研究分析操作机液压系统的能耗,探求有效的节能控制方法,旨在提高操作机液压系统的能量利用效率,为优化操作机液压控制系统提供理论和技术指导。本文主要分为以下几部分研究内容:1.建立操作机液压系统的能量流模型和能耗计算模型,并分析操作机控制特性评价指标及能耗评价方法,在此基础上,建立液压系统仿真模型,并通过100 kN锻造操作机物理样机进行实验验证,为能耗分析奠定基础;2.针对锻造生产中耗时最多的拔长锻造工序,以锻造操作机夹钳末端与锻造液压机上砧不能发生碰撞和节能特性为原则,分析并规划常锻工况和快锻工况下操作机夹钳升降、大车行走和夹钳旋转三个主要动作轨迹,为操作机液压系统能耗的分析提供动作轨迹上的依据;3.分别仿真分析常锻工况中操作机夹钳升降、大车行走和夹钳旋转单独动作以及快锻工况中“夹钳上升-大车行走-夹钳下降”、“夹钳上升-夹钳旋转-夹钳下降”两种动作组合液压系统相应的控制特性和能耗特性,得出两种工况下操作机液压系统的能耗分布情况。4.总结操作机在工作过程中液压系统能量损失的主要原因,找寻操作机液压系统的节能空间,以便以此为依据优化操作机的液压系统。5.基于对操作机液压系统能耗的分析,利用二次调节能量传递单元和矩阵回路改进操作机的液压系统,以实现液压系统的节能。仿真研究夹钳下降的重力势能和大车行走惯性势能的回收并重新利用的可行性,并通过实验进行重力势能回收方案的验证。