軌道自動膠接技術打造無縫鐵路
提起膠粘，人們往往想到的是壁紙、鞋子、紙張等物體，其實，在鐵路上也需要用到膠粘技術——軌道膠接。鋼軌在軌道中以連續梁的形式直接承受著機車車輛傳來的荷載，為車輪提供連續、平順和阻力最小的滾動表面，而鋼軌接頭在構造上破壞了鋼軌的連續性，降低了軌道的承載強度，增加了列車的阻力和衝擊力，在荷載作用下接頭範圍內鋼軌、軌枕、道床所受的力及變形較其它部位都成倍增加。
現有待改進環節
由於高速鐵路對鋼軌接頭質量的嚴苛要求，傳統緩慢的作業模式已無法滿足日益繁忙的鐵路運營要求。目前軌道膠接多為人工操作，精度無法滿足要求，對軌效率低；軌道夾板及加熱箱完全採用人工搬運，勞動強度大；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覆調節，對軌效率較低，對軌質量受員工水平影響較大。
（2）對軌工裝變形大，精度低：
a.側頂平台功效下降；側頂平台因製作精度、安裝精度及頻繁的使用磨耗後，功效下降，部分平台晃動較大，以至於絞動絲桿會影響接頭平直度。
b.鋼軌上下料採用天車吊運，天車繁忙時，不能及時吊運軌件。
c.夾板上料完全採用人工搬運，單塊夾板約35kg，勞動強度大。
d.加熱箱人工抬上抬下，既危險又費力。單個膠接軌需要搬運4次加熱箱，加熱箱頻繁搬運容易導致損壞。
e.膠接軌螺栓擰緊為人工，最大扭矩達1100N·m，勞動強度大；單個膠接軌6個螺栓，單班8根，總需要擰緊48個螺栓，總時間約35min，難以滿足使用效率。
圖1 人工生產車間現狀
自動化膠接改進目標
經過用戶慎重調研，從鐵建系統內合格供應商中選擇北鋼聯作為技術顧問，這得益於在鋼鋁複合軌自動化生產線、軌排自動化裝配線、預埋槽智能焊接生產線等精密型軌道項目的實施經驗。經過北鋼聯工程團隊的調研，決定先幫助用戶確定改造目標，再完成項目執行。
（1）改進線體結構，一體式改為支座式；結構剛度在3噸重鋼軌的微碰撞作用下不發生明顯變形。
（2）增加自動化對正系統，主要用於接頭對正和軌縫控制。接頭軌頂面及側面直線度小於0.2mm/m。
（3）鋼軌從上料打砂、吊運至膠接區、膠接後卸軌等全過程實現自動化搬運。
（4）加熱箱、夾板搬運裝置，用於夾持夾板放入鋼軌膠接面、夾持加熱箱合箱、開箱等。
（5）配置螺栓自動化擰緊裝置。
（6）配置鋼軌與夾板自動除銹清洗裝置。
自動化膠接解決方案
軌道自動化膠接線主要分為原料及成品工件庫、拋丸處理區、軌道膠接處理區四大工序區段，包括轉運行車、拋丸上料軌道、夾板工裝、自動靠模機、固定式/移動式動力輥道機、加熱器安裝小車、夾板安裝小車、下料輥道、機械手及生產線控制系統等，示意圖如下。
圖2 自動化膠接車間示意圖
主線構成
線體由兩台自動靠膜機、兩台固定式動力輥道機、6台移動式輥道機構成。自動靠膜機可實現鋼軌的自動靠模，旋轉編碼器記米輪可以確保兩側軌間距精度。
圖3 自動靠模機示意圖
加熱器、夾板安裝小車
夾板及加熱器安裝小車的夾緊結構均設計為剪刀式結構，小車在6條膠接線之間流轉，兩側夾板可同時就位，實現高效組裝。
圖4 夾板/加熱器安裝小車側視圖
圖5 膠接工藝流程圖
依據軌道膠接車間自動化改造項目的實施經驗，中鐵集團將在全段範圍內開展無縫鐵路、智能膠接試點工作。隨著近年來鐵路設計電算模擬化、新型膠接材料、高性能鐵軌構件、電子測試和精確控制技術的發展，對鐵軌工廠運維作業提出了更高要求，經過實際驗證，軌道自動膠接技術拼裝質量可靠、建造效率顯著提高、人員大幅節省、施工安全有效保證，是我國鐵路工廠化運維的發展方向之一。
