通过对液气自由锻锤和全液压自由锻锤的主控阀特点及其控制原理进行分析,提出了采用电液伺服控制系统替代目前使用的机械杠杆机构操纵手动随动滑阀系统,实现了自由锻锤的动作控制及远程控制;增加锤头位置检测传感器,实现了自由锻锤的自动控制。通过AMESim仿真软件,对3种不同伺服油缸组成的电液伺服控制系统的响应特性与工作特性进行了研究,并在8 t全液压自由锻锤上进行应用,改善了锻锤生产条件、降低了劳动强度,实现了自由锻锤生产过程的自动化。

针对目前快锻液压机采用位移传感器测量锻件尺寸与实际尺寸存在一定误差的问题,以31.5 MN快锻液压机为研究对象,通过数学建模和有限元分析,研究了活动横梁受力偏转对锻件检测精度的影响规律;通过有限元分析,研究了具有不同上拱弯曲情况的移动工作台的变形规律;通过建立下砧与移动工作台间氧化皮的数学模型,研究了氧化皮压实变形对检测精度的影响规律。结果表明,活动横梁偏转和工作台变形对检测精度的影响均为线性的,可以在控制系统中通过预设线性变形规律对所得锻件尺寸进行补偿,而氧化皮的变形为非线性,不能通过预设线性变形关系对造成的锻件尺寸检测误差进行补偿。

锻造液压机系统的组成设备数量较多,设备的排布方法一般采用地面平面布置,占地面积广,各设备之间的液压传输管路较长,管路中迂回现象普遍存在,且由于流阻的存在,必然会带来压力损失,使得系统效率降低。针对上述现象,提出一种立体式排布液压机系统,将液压机组设备进行立体式排布并按功能需求进行分层设置,使主液压传动系统的泵、控制阀组与工作缸距离最近,液体压力能在泵站与执行机构间传输距离最短,实现液压传输管路最短化,降低液体传输损失,提高液压系统传动效率和响应速度。

针对22 MN正弦泵控制的自由锻造液压机组原控制系统结构复杂、设备元器件老化、故障频发、维护困难等问题,对正弦泵的工作原理、传动方式及其组建的泵控锻造液压机液压系统进行研究,在此基础上构建了基于PROFINET总线控制技术的控制系统,开发了操作与监控系统软件。采用智能控制策略,实现了压机动作和位置的精准控制。在原有液压系统保持不变的前提下,将机组原有的各种模拟调节控制改为数字控制,达到原有技术指标:压机位置精度达到±1 mm,锻造频次达到30~60次·min^(-1),压机与操作机实现联动控制。同时,简化了系统的控制结构,采用动态模拟技术显示系统的各种状态及参数,提高了系统的可维护性。实际应用表明,系统可靠性高、维护简单,能经受长期生产考验。

锻造液压机在加载完毕回程时，主工作缸积蓄的能量需要平稳卸载。通过将系统中两个开关式卸载阀更换成比例节流阀，并与控制系统有机结合，使原来无法调节的卸载过程变为连续可调，实现系统连续卸载，有效地减弱了锻造过程中的冲击与振动强度，大大改善了系统的控制性能，而系统的锻造速度等技术指标未受到任何影响。

针对锻造液压机能耗高、能量利用率低的问题，研究其正常生产工况下的能耗分布规律。以16MN阀控锻造液压机为研究对象，利用AMESim建立其仿真模型，并通过位移压力仿真曲线验证仿真模型的正确性，基于该仿真模型对锻造液压机一个工作循环中的能量利用情况进行仿真研究，获得能耗分布规律。仿真结果表明：在阀控锻造液压机的正常生产工况下，负载有用功在整个能耗中占比小于10％，溢流能耗和节流能耗在系统中造成了巨大的能量损失，通过改进液压系统设计、控制液压系统阀的开启规律可以提高压机能量利用率。

针对锻造液压机装机功率大、能量损失严重的问题,设计出一种节能型液压动力单元,通过变频器控制异步电机带动飞轮驱动油泵。控制器控制飞轮能量的储存与释放,低负载阶段时,电机带动飞轮储存能量;高负载做功时,电机与飞轮同时释放能量。对动力单元进行了理论与实验研究,得到不同转速下,成形能量、电机功率、电机转速与时间的关系。实验结果表明：较普通液压动力系统,该动力系统装机功率至少降低30%,且对液压机的动作影响不大。

利用主控阀为三级插装阀和大通径比例阀的锻造液压机的研制以及对主控元件为正弦泵和伺服滑阀的锻造液压机电气控制系统的改造经验，对油泵直接传动锻造液压机的4种传动方式及其技术水平和性能进行了分析对比。

分析了使用大流量比例阀作为主控阀的锻造液压机的加载与卸载特性，对影响液压机快速性和平稳性的因素进行了实验研究，提出了提高与改善液压机性能的具体措施。

探讨应用基于Web的远程监测技术实现自由锻压机远程监测与管理的方法.论述了系统实现的总体结构和以数据库Web服务为核心的工作原理并详细说明应用C#和ASP.NET技术进行Web服务和自定义仪表控件设计的方法.