旋挖钻机是机电液一体化的桩基础施工设备,可钻进粘土层、沙土、卵石层和中风化岩石层,适于我国大部分地区的土壤地质条件。随着旋挖钻机大功率工程设备的广泛使用,节能控制技术已成为国际关注的焦点之一,节能技术在旋挖钻机上的应用也越来越成熟。主卷扬系统是旋挖钻机的主要工作装置之一,论文针对旋挖钻机主卷扬下放过程释放势能的回收进行了理论、仿真及试验研究。主要完成的工作如下：1、利用统计学方法,对旋挖钻机实际钻孔作业进行能耗分析,得出主卷扬下放过程发动机的平均负荷率为27.7%,平均油耗比例为10%；通过能量守恒定律、力平衡方程以及流量方程建立主卷扬下放过程负载的数学模型,得到主卷扬下放过程的最大可回收势能以及下放过程的负载变化情况。2、探讨了主卷扬势能回收系统的实现方式,提出采用变量回收马达和超级电容进行能量回收的主卷扬势能回收方案；以SWMD22全液压旋挖钻机为对象,完成了能量回收部分元件的选型与参数设计。3、建立了势能回收系统的主要元件的数学模型；基于AMESim仿真平台,建立势能回收系统液压部分的HCD模型,通过在SWDM22旋挖钻机上的试验研究验证了仿真模型,试验结果表明主卷扬液压系统模型的正确性极高,与实际工况相符。4、针对主卷扬系统下放工况的特点,制定势能回收系统的控制策略,通过模糊自整定PID控制,实现主卷扬下放速度的平稳性和能量回收的高效性；通过AMESim与Simulink的联合仿真研究,探讨能量回收系统的可行性,分析影响能量回收率的主要因素。仿真结果表明,主卷扬能量回收系统运行良好,节能效果显著。5、对旋挖钻机的钻孔作业进行无线数据采集,通过统计分析,得到旋挖钻机实际作业的能耗情况：主卷扬下放过程发动机的平均负荷率为27.7%,平均油耗为20L/h,油耗比例为11.6%。而在势能回收系统中,发动机处于怠速状态,而且还回收了部分势能。