绝缘子清扫装置是铁路养护机械中的重要设备之一,对解决铁路接触网的绝缘子污闪问题,提高铁路运输的安全性具有重大的工程意义。对接触网绝缘子的清扫,传统的人工清扫不仅效率低、操作复杂,而且工作量大、安全性差。因此,课题组立项研制了一种高效安全的自动化绝缘子清扫装置。首先,根据环境和功能需求,设计了清扫装置的总体机械结构和工作原理。参照总体方案,分别设计底盘、旋转台、机架、可折叠穿过式横腕臂绝缘子清扫臂、斜腕臂绝缘子清扫臂和清扫刷头等各个机械模块。以工作流程为基础,设计了液压传动系统,并对液压缸、液压站、方向控制阀和流量控制阀等液压元件选型。其次,对刷杆进行有限元分析,得到了在工作状态下的应力分布情况。对刷头机构进行了动力学分析,得到了刷杆的载荷时间历程。以静力学和动力学分析结果为基础,以应力疲劳为理论,对刷杆进行了疲劳寿命分析。再次,依据机械结构和控制要求,确定了控制系统的总体方案。根据控制方案,进行系统硬件设计:包括PLC、开关电源、传感器和无线遥控器等硬件的选型;PLC外围电路、主回路和继电器控制回路的设计。以硬件方案为基础,进行系统软件设计,采用步进指令和模块化编程思想,编写PLC程序。最后,将清扫装置依次在试验场地和铁路线路上进行了测试。在测试过程中,清扫装置能够严格按照工作流程正常运行,液压系统运行稳定,各个传感器反应灵敏,清扫效率大大提高,清扫效果良好,各项指标基本达到了预期的设计要求。