提起膠粘，人們往往想到的是壁紙、鞋子、紙張等物體，其實(shí)，在鐵路上也需要用到膠粘技術(shù)——軌道膠接。鋼軌在軌道中以連續(xù)梁的形式直接承受著機(jī)車車輛傳來的荷載，為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動(dòng)表面，而鋼軌接頭在構(gòu)造上破壞了鋼軌的連續(xù)性，降低了軌道的承載強(qiáng)度，增加了列車的阻力和沖擊力，在荷載作用下接頭范圍內(nèi)鋼軌、軌枕、道床所受的力及變形較其它部位都成倍增加。

現(xiàn)有待改進(jìn)環(huán)節(jié)

由于高速鐵路對(duì)鋼軌接頭質(zhì)量的嚴(yán)苛要求，傳統(tǒng)緩慢的作業(yè)模式已無法滿足日益繁忙的鐵路運(yùn)營要求。目前軌道膠接多為人工操作，精度無法滿足要求，對(duì)軌效率低；軌道夾板及加熱箱完全采用人工搬運(yùn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；軌道螺栓擰緊為人工操作，施工效率低。

（1）接頭平直度控制完全靠人工反復(fù)調(diào)節(jié)，對(duì)軌效率較低，對(duì)軌質(zhì)量受員工水平影響較大。

（2）對(duì)軌工裝變形大，精度低：

a.側(cè)頂平臺(tái)功效下降；側(cè)頂平臺(tái)因制作精度、安裝精度及頻繁的使用磨耗后，功效下降，部分平臺(tái)晃動(dòng)較大，以至于絞動(dòng)絲桿會(huì)影響接頭平直度。

b.鋼軌上下料采用天車吊運(yùn)，天車繁忙時(shí)，不能及時(shí)吊運(yùn)軌件。

c.夾板上料完全采用人工搬運(yùn)，單塊夾板約35kg，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

d.加熱箱人工抬上抬下，既危險(xiǎn)又費(fèi)力。單個(gè)膠接軌需要搬運(yùn)4次加熱箱，加熱箱頻繁搬運(yùn)容易導(dǎo)致?lián)p壞。

e.膠接軌螺栓擰緊為人工，最大扭矩達(dá)1100N·m，勞動(dòng)強(qiáng)度大；單個(gè)膠接軌6個(gè)螺栓，單班8根，總需要擰緊48個(gè)螺栓，總時(shí)間約35min，難以滿足使用效率。

圖1人工生產(chǎn)車間現(xiàn)狀

自動(dòng)化膠接改進(jìn)目標(biāo)

經(jīng)過用戶慎重調(diào)研，從鐵建系統(tǒng)內(nèi)合格供應(yīng)商中選擇北鋼聯(lián)作為技術(shù)顧問，這得益于在鋼鋁復(fù)合軌自動(dòng)化生產(chǎn)線、軌排自動(dòng)化裝配線、預(yù)埋槽智能焊接生產(chǎn)線等軌道型精密項(xiàng)目的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過北鋼聯(lián)工程團(tuán)隊(duì)的調(diào)研，決定先幫助用戶確定改造目標(biāo)，再完成項(xiàng)目執(zhí)行。

（1）改進(jìn)線體結(jié)構(gòu)，一體式改為支座式；結(jié)構(gòu)剛度在3噸重鋼軌的微碰撞作用下不發(fā)生明顯變形。

（2）增加自動(dòng)化對(duì)正系統(tǒng)，主要用于接頭對(duì)正和軌縫控制。接頭軌頂面及側(cè)面直線度小于0.2mm/m。

（3）鋼軌從上料打砂、吊運(yùn)至膠接區(qū)、膠接后卸軌等全過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化搬運(yùn)。

（4）加熱箱、夾板搬運(yùn)裝置，用于夾持夾板放入鋼軌膠接面、夾持加熱箱合箱、開箱等。

（5）配置螺栓自動(dòng)化擰緊裝置。

（6）配置鋼軌與夾板自動(dòng)除銹清洗裝置。

自動(dòng)化膠接解決方案

軌道自動(dòng)化膠接線主要分為原料及成品工件庫、拋丸處理區(qū)、軌道膠接處理區(qū)四大工序區(qū)段，包括轉(zhuǎn)運(yùn)行車、拋丸上料軌道、夾板工裝、自動(dòng)靠模機(jī)、固定式/移動(dòng)式動(dòng)力輥道機(jī)、加熱器安裝小車、夾板安裝小車、下料輥道、機(jī)械手及生產(chǎn)線控制系統(tǒng)等，示意圖如下。

圖2自動(dòng)化膠接車間示意圖

主線構(gòu)成

線體由兩臺(tái)自動(dòng)靠膜機(jī)、兩臺(tái)固定式動(dòng)力輥道機(jī)、6臺(tái)移動(dòng)式輥道機(jī)構(gòu)成。自動(dòng)靠膜機(jī)可實(shí)現(xiàn)鋼軌的自動(dòng)靠模，旋轉(zhuǎn)編碼器記米輪可以確保兩側(cè)軌間距精度。

圖3自動(dòng)靠模機(jī)示意圖

加熱器、夾板安裝小車

夾板及加熱器安裝小車的夾緊結(jié)構(gòu)均設(shè)計(jì)為剪刀式結(jié)構(gòu)，小車在6條膠接線之間流轉(zhuǎn)，兩側(cè)夾板可同時(shí)就位，實(shí)現(xiàn)高效組裝。

圖4夾板/加熱器安裝小車側(cè)視圖

圖5膠接工藝流程圖

依據(jù)軌道膠接車間自動(dòng)化改造項(xiàng)目的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，中鐵集團(tuán)將在全段范圍內(nèi)開展無縫鐵路、智能膠接試點(diǎn)工作。隨著近年來鐵路設(shè)計(jì)電算仿真化、新型膠接材料、高性能鐵軌構(gòu)件、電子測試和精確控制技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鐵軌工廠運(yùn)維作業(yè)提出了更高要求，經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，軌道自動(dòng)膠接技術(shù)拼裝質(zhì)量可靠、建造效率顯著提高、人員大幅節(jié)省、施工安全有效保證，是我國鐵路工廠化運(yùn)維的發(fā)展方向之一。