近年来，随着经济的不断发展，大型工程机械也在不断向智能化、高效化的方向发展，其中起重机是工程机械的典型代表。大吨位起重机发展到现阶段，传统的绳排伸缩方式使整机重量受到限制，要想使起重机技术有进一步的提高，使起重机不断向大吨位方向发展，需要尝试研发出新的伸缩机构，从而提高起重机的起升性能，单缸插销伸缩技术因其能提高起重臂吊重量、结构简单、操作简单、安全舒适等优点，受到工程机械知名厂家的高度重视，国内外专家关于大吨位起重机单缸插销伸缩系统的研究也时刻在进行着。本论文是建立在项目“基于RCP的起重机单缸插销式伸缩臂系统控制策略优化研究与开发”的基础上的，首先本论文对大吨位单缸插销伸缩液压系统进行原理介绍和理论分析，然后建立了液压系统的仿真模型并就不同的工况仿真分析了系统的性能，而后通过实验研究进一步验证系统模型的正确性。最后利用仿真模型针对单缸插销伸缩液压系统原车控制程序中存在的问题，分析液压系统中影响伸缩性能的主要因素，对相关参数进行了优化改进，并改进了合流消除的速度不稳定现象，提高了自动伸臂效率，最后再次通过实验验证结论的正确性。本文的主要内容如下：第1章，分别介绍了大吨位起重机、伸缩机构、单缸插销伸缩系统国内外发展概况与研究现状，并指出现有单缸插销伸缩机构存在的问题，针对问题，需要进一步对大吨位起重机单缸插销伸缩液压系统进行研究，引出了本文的研究内容。第2章，阐述液压系统原理，并利用数学的方法对单缸插销伸缩液压系统中的关键元件进行了理论分析，并对伸缩臂之间的负载特性进行了受力分析。第3章，对单缸插销伸缩液压系统中的关键元件进行了AMESim仿真建模分析，其中包括主泵、伸缩平衡阀等；建立系统模型并仿真分析。第4章，根据伸缩系统的仿真模型以及实际工况设计了伸缩系统的实验测试平台，通过实验测试平台分析了伸缩系统在一定变幅角度工况下的伸缩性能，得出了一定变幅角度工况下的实验曲线，通过与仿真结果对比，验证了系统仿真模型是正确的。第5章，针对大吨位起重机伸缩液压系统原车控制上存在的问题，利用系统仿真模型，对相应工况进行仿真分析，对伸缩液压系统进行优化改进，提高自动伸臂效率及稳定性，最后通过实验说明优化改进的成功。