为了满足各种大规模露天矿山的开采、煤炭和尾矿等物料的铲装以及大型基础建设的需要,超大型液压挖掘机应用日趋广泛,代表着露天开采设备的发展方向。超大型液压挖掘机一般采用多个变量泵、多个主控阀以及多个执行器联合工作,实际作业中,需要根据挖掘机不同的工况,动态改变泵的排量,切换泵、阀和执行器的对应关系,使各执行器协调工作。我国对超大型液压挖掘机的液压控制技术研究仍处于起步阶段,对其工作过程中挖掘阻力、工作装置的位置、速度、以及系统流量和压力的变化仍缺乏基本的认识,且存在泵、阀、执行器之间的协调性差、效率低、操控性不佳等问题。此外工作装置,如动臂、斗杆和铲斗等机械构件的质量都很大,频繁举升和下降,下降过程中导致了大量的系统能量损耗和系统发热,这些对超大型液压挖掘机的可靠安全工作均有重要影响。本文以300 t超大型反铲液压挖掘机为研究对象,针对上述问题开展相关研究工作,主要包括以下内容:(1)分析了超大型液压挖掘机的结构组成及典型工作过程,对工作装置液压系统进行了分析和设计,并分析了主泵的流量控制、恒功率控制原理,以及主阀中各多路阀的串并联关系,研究了流量分配方法,设计了流量再生控制回路。(2)建立了工作装置的基于ADAMS-AMESim的机电液联合仿真模型;(3)仿真研究了空载工况下,动臂、斗杆及铲斗的单动作动态特性并与实测数据作了对比分析;(4)研究了流量再生回路与原系统的工作效率、能量利用情况等,并进行了对比分析研究;(5)分析并模拟了实际挖掘过程中的负载曲线,在制定典型工作过程的流量分配方案、输入设定的先导控制信号等基础上,模拟实际挖掘工况,对挖掘机的装载过程进行了仿真分析。研究结果表明:在相同的控制信号情况下,动臂、斗杆及铲斗的单动作仿真数据与实测数据基本相同,压力变化趋势一致,验证了仿真模型的正确性;通过流量再生回路与原系统的对比可知,动臂下降可单独靠自重下降,主泵可以将更多的流量供给其它执行机构,提高了工作效率和系统节能效果;装载过程的仿真分析,掌握了其整个工作过程中各油缸的压力、受力、流量及速度变化规律,且各执行机构可以协调工作,满足挖掘装载效率的要求,达到了流量分配的目的,为超大型液压挖掘机液压控制系统的研究提供了指导意义。