2013年豐西(開拓)QC小組幻燈片

2013年豐西(開拓)QC小組幻燈片第一頁，共30頁。小組概況：制表人：付鴻魁

2012.1

小組人員構成情況及組內分工一覽表：（表1）

我QC小組主要承擔著我段所有金屬切削機床設備的檢修和維護工作，其中又以鐵路專用機床數控不落輪車床、車輪車床、下刻機等，為我們日常維修的工作重點。小組由七名成員組成，懂機械原理、會制圖、擅長機械維修，較為擅長小改小革、五金制作。

小組名稱豐機設備車間開拓號QC小組注冊日期2012-02注冊號FXSB-1116小組人數3人成立日期1997-02課題類型創(chuàng)新型活動課題CAK-13車床摩擦輪吊裝工裝制作姓名性別學歷職稱組內分工受QC教育（學時）付鴻魁男大專技師組織策劃、實施、撰寫、繪圖、發(fā)布48呂立華男大本工程師技術指導、改編48孫永晟男大本技師記錄、資料整理48第二頁，共30頁。一選擇課題：（一）問題的提出：1.工作原理隨著機車一線運營速度的不斷提高對機車走行部，特別是輪對的踏面和輪緣的質量要求越來越高。而CAK-13(B)CNC數控不落輪車床是專門用來對機車輪對的輪緣和踏面在不解體的情況下進行加工的設備，其工作原理是摩擦傳動：機車輪對踏面壓緊在摩擦輪上，與摩擦輪產生摩擦力，如右圖：摩擦輪通過漲緊套與主軸相連，主軸旋轉帶動摩擦輪旋轉進而帶動輪對旋轉。由于是摩擦傳動隨著使用摩擦系數不可避免地要降低，導致車削精度下降，輕則機車走行部位減振器受損折斷，重則分體輪會造成活輪，導致機破。解決的辦法只有更換摩擦輪（一般為3-4個月左右）CAK-13CNC工作原理圖第三頁，共30頁。2、實際操作調查原安（拆）裝所用工具安（拆）裝過程1、人工搬運托舉到位（一人托舉、另一人保護）2、用簡易的鐵鉤吊裝（一人操作天車、一人護件就位）手舉肩扛天車、簡易鐵鉤

一人用力把摩擦輪向上舉到主軸位置或拆時一人用肩膀抵住摩擦輪將其扛走（場地狹小二人無法同時用力，拆離一剎那有較大沖擊力）二是用天車吊住一個鐵鉤，把摩擦輪掛在鉤子上，吊到主軸位置進行安裝或拆時先掛上鐵鉤待摩擦輪脫離后將其吊走（拆離一剎那有較大沖擊力小組人員對2012年3-4月對安（拆）裝摩擦輪的吊裝情況進行了調查和分析：摩擦輪安拆裝吊裝情況調查表：（表2）第四頁，共30頁。接上表時間地點安（拆）裝個數耗時（安或拆合計）隱患2012-3不落輪庫41、90分鐘2、92分鐘3、95分鐘4、90分鐘共計367分鐘平均每個耗時=（90+92+95+）/4=91.8分鐘1、勞動生產率低2、易滑脫造成人身安全3、滑脫后損毀設備，造成機破4、安裝時與主軸定位精度差

由以上圖表明顯看出在換輪時：第一種方法（圖1）由于摩擦輪較重，經測量達到34公斤，用人力非常容易受傷，第二種方法（圖2）由于利用天車在高空作業(yè)，而鐵鉤的受力結構單一不能有效的約束摩擦輪的自由度，摩擦輪掛在上面打滑極易滑落，不但對主軸安裝精度無法保證（由于主軸和摩擦輪間是通過漲緊套結合，手推肩扛或鐵鉤吊裝都將導致漲緊套的位置歪斜，從而劃傷主軸）更對人身安全造成隱患，如圖：造成對人身及主軸的傷害圖1圖2制表人：孫永晟

制表日期：2012.02第五頁，共30頁。（二）確定課題為杜絕吊裝安（拆）裝摩擦輪，對人身、設備安全造成的安全隱患，提高安裝效率，研制一種新的安（拆）裝摩擦輪的吊裝工裝（吊具），替代過去不合理的吊裝方法勢在必行。經向局內幾個機務段詢問和網上查新咨詢，現階段還沒有適于拆安裝該摩擦輪專用工具，故我小組確定此次活動的課題為:CAK-13車床摩擦輪吊裝工裝制作第六頁，共30頁。二、設定目標制作的工裝要確保：在安裝摩擦輪時安全（依據六點定位原則從三維空間約束住摩擦輪的自由度）、易定位、輕便、低成本、制作簡單，不會對人身及機床，特別是對主軸的傷害。安拆裝摩擦輪的時間從用手托舉或簡易鐵鉤吊裝（每次該動作需二到三次方可將摩擦輪安拆裝就位，多耗時十五分鐘左右）平均用時90.18分鐘降到75分鐘。小組活動的目標值：制圖人：孫永晟

制圖日期：2012-03分鐘設定小組活動的目標值活動前后第七頁，共30頁。利用金屬材料和摩擦輪外圓以活動式吊具吊裝利用摩擦輪外圓和合成纖維制作吊具自重輕、柔韌性好、不損傷吊件自己制作難度大，需廠家加工金屬內孔式吊裝工裝利用金屬材料和摩擦輪內孔吊裝按照摩擦輪的內孔進行制作較安全省時安全省時制作方便合成纖維外圓式吊裝工裝按摩擦輪的外圓制作活動式吊具制作較復雜金屬外圓式活動吊裝工裝金屬外圓式固定式吊裝工裝利用金屬材料和摩擦輪外圓以固定式吊具吊裝按照摩擦輪的外圓制作固定式吊具起吊省時省力制作簡單按照摩擦輪的外圓進行制作三、提出各種方案并確定最佳方案（一）選擇安（拆）裝摩擦輪吊具的各種方案小組2012年3月與廠家及相關機務段咨詢和網上查新后，未發(fā)現有生產、使用專門為安裝摩擦輪的安（拆）裝吊裝工具，也沒有可直接利用的相關產品。小組成員運用“頭腦風暴法”針對如何制作安（拆）裝摩擦輪吊具的方法提出了各種方案并用親和圖歸納整理：制作摩擦輪吊具方法制表人：付鴻魁制表日期：2012-04第八頁，共30頁。（二）根據以上親和圖，我小組決定從以下方案進行試驗、論證：制作摩擦輪吊裝工裝方法合成纖維外圓式吊裝工裝金屬內孔式吊裝工裝金屬外圓式活動吊裝工裝金屬外圓固定式吊裝工裝摩擦輪外形尺寸及與主軸裝配圖：摩擦輪為垂直軸向（水平）安裝錐度1：5第九頁，共30頁。1.合成纖維外圓式吊裝工裝（表3）方案1實驗特點人員結論合成纖維外圓式吊裝工裝①工作原理：利用合成纖維和摩擦輪外圓及立面的外圓三分之一制作成網兜式吊具，將摩擦輪吊起②試驗分析：依據摩擦輪外形尺寸繪圖后委托廠家加工如圖：摩擦輪厚95mm，為保證摩擦輪吊運時垂直不發(fā)生歪斜輪上3/2處加有雙側保護帶，該帶高起不到保護摩擦輪吊裝穩(wěn)定作用，低又妨礙與主軸的安裝孔。雖幾經調整位置，實際安裝時發(fā)現摩擦輪裝上拆不下吊具，拆卸時該帶又裝不上。如果取消該帶，摩擦輪1：5斜度吊起極易滑脫。本方案不可行優(yōu)點：對摩擦輪有保護作用、輕便缺點：①柔韌性好，不加保護帶吊運易歪斜，加保護帶無法安拆裝②需委外成本較高付鴻魁安春山不采用時間2012-05地點不落輪庫

制圖（表）人：付鴻魁

2012-05第十頁，共30頁。2.金屬內孔式吊具（表4）方案2實驗特點人員結論金屬內孔式吊具①工作原理：利用金屬材料強度高不易變形的特點結合摩擦輪內圓制作吊裝工裝，將摩擦輪吊起②試驗分析：用￠20A3棒料加工成如圖鐵鉤裝，再在其前端用5mm鐵板焊成R65mm的半圓，將該鉤半圓與摩擦輪內圓R65mm接觸，后用天車將其吊起安裝或拆卸。安裝時發(fā)現由于該吊具利用了摩擦輪內孔，安裝時不宜觀察定位，且內孔為配合孔，以此為吊點易造成內孔的拉傷。本方案與手工和簡易鐵鉤吊裝方法比，較安全、較省力省時，宜采用優(yōu)點：簡單、成本低、同人工比較省力缺點：①與主軸定位較困難、易造成內孔的拉傷②X軸（水平）前端自由度不宜控制易滑脫，需人為保護付鴻魁安春山宜采用時間2012-05地點不落輪庫

制圖（表）人：付鴻魁

2012-05第十一頁，共30頁。3.金屬外圓式活動吊裝工裝（表5）方案3實驗特點人員結論金屬外圓式活動吊裝工裝1.工作原理：利用金屬材料強度高不易變形的特點結合摩擦輪外圓依據杠桿原理，制作鉗子式活動吊裝工裝，將摩擦輪吊起2.試驗分析：①依據摩擦輪￠270厚85mm自重34KG的參數，杠桿（鉗子）力臂長度應為摩擦輪￠270的3-4倍，②經查機械手冊滿足要求的材料為用￠20A3棒料加工成如圖所示的鉗子臂，再用5mmA3鐵板加工成兩個摩擦輪1/3外圓的半圓（如圖），將鉗子臂分別與兩個1/3半圓焊接后用天車將其與摩擦輪吊起安裝或拆卸。本方案比手工及簡易鐵鉤吊裝方法安全、省時省力、效率較高，宜采用優(yōu)點：同人工比較省時省力、拆裝及與主軸定位較方便、最大限度的限制了工件的自由度缺點：①自重大（10KG）、制造較復雜：需鍛治和熱處理②成本較高③摩擦輪軸2、4位前端空間狹小，操作不慎可造成刮蹭，降低夾緊力，摩擦輪有脫出危險付鴻魁安春山宜采用時間2012-05地點不落輪庫

制圖（表）人：付鴻魁

2012-05第十二頁，共30頁。方案4實驗特點人員結論金屬外圓固定式吊裝工裝1.工作原理：利用金屬材料強度高不易變形的特點結合摩擦輪外圓制作固定式吊裝工裝，將摩擦輪吊起2.試驗分析：①依據摩擦輪外圓￠270厚85mm內孔￠135自重34KG的參數，用5×300×800mmA3鈑料剪切加工成如圖半圓槽狀，再在其兩側用5×20×100mm鐵板焊成R50mm的小半圓，并將其焊接在上述大半圓兩側，后用天車將摩擦輪吊起安裝或拆卸。本方案與手工和簡易鐵鉤吊裝方法比安全穩(wěn)定、定位準、輕便、成本低、省力省時，宜采用。優(yōu)點：簡單輕便、成本低、由于最大限度的限制了摩擦輪的自由度穩(wěn)定可靠、與主軸定位準確便捷、同人工比省時省力缺點：未考慮摩擦輪外圓1：5錐度，摩擦輪朝該側有傾斜付鴻魁安春山宜采用時間2012-05地點不落輪庫4.金屬外圓固定式吊裝工裝（表6）

制圖表人：付鴻魁

2012-05第十三頁，共30頁。5.對可選擇的三種方案進行對比選擇，見下表：結論：

采用金屬外圓固定式吊具三種方案對比表（表7）對比項目方案金屬內孔式吊具金屬外圓式活動吊裝工裝金屬外圓固定式吊裝工裝限制摩擦輪自由度程度（穩(wěn)定性）X軸（水平）方向自由度未限制，易延該方向滑脫X、Y、Z方向自由度均得到限制Y軸直線自由度未限制（脫鉤用）與主軸定位準確度部分遮擋主軸無遮擋無遮擋重量3㎏10㎏3㎏成本較低較高低加工工藝鉗工、焊工鉗工、鍛工、熱處理工、焊工鉗工、焊工可改造性無無可在半圓槽內一側加裝1：5錐度斜面穩(wěn)定性和與主軸定位準確性進一步提升是否采用不采用不采用采用制表人：付鴻魁2012.5第十四頁，共30頁。（三）確定最佳方案：

根據以上的分析試驗和對比選擇后，小組人員確定了安（拆）裝摩擦輪吊具的流程圖四、制定對策表：針對所選制作安裝工裝方案進行制定對策如下表：制表人：付鴻魁制表日期：2012-07序號對策目標措施地點時間責任人1確定工裝結構繪制三視圖總圖摩擦輪三維空間自由度被限制半圓槽及1：5錐度限制班組2012-06付鴻魁2各組件明細圖及加工要求按總圖位置關系公差±0.1mm游標卡尺、鋼尺及平板檢驗班組2012-06付鴻魁3結構材料滿足工裝最大受力點參數要求最大受力參數計算材料庫技術室2012-06付鴻魁4連接材料滿足工裝最大受力點參數要求最大受力參數計算材料庫技術室2012-06付鴻魁5實際制作和檢測滿足總圖及明細圖要求鉗工焊工工藝及動靜載試驗不落輪庫2012-7付鴻魁安春山安（拆）裝摩擦輪吊具的最佳方案制作工裝材質工裝結構各部分結構示意圖確定工裝結構給出三視圖總圖結構材料連接材料實際制作、檢測各組件明細圖及加工要求制作金屬外圓固定式吊具對策表（表8）第十五頁，共30頁。五、按對策表實施：實施（一）：確定工裝結構繪制三視圖總圖

依據摩擦輪自身實際外形尺寸以及吊裝具的受力要求、摩擦輪現場實際安裝位置與周邊機體空間距離對吊裝（具）提出如下設計思路（要求）：①摩擦輪內孔為￠135為主軸與摩擦輪相配孔，工裝上需預留；②摩擦輪前端為1：5錐面，為安裝穩(wěn)定工裝內面需有1：5斜面配合；③摩擦輪為對稱圓件起吊重心在摩擦輪立起后的高于中心以上為穩(wěn)，即吊裝環(huán)應高于摩擦輪立起位的重心④摩擦輪與主軸前端面為7，工裝用料厚度＜7；摩擦輪周邊空間為150，安裝為軸向安裝，摩擦輪固定在摩擦輪架主軸前端，且該架上行行程可達200，工裝高度最高＜200摩擦輪外形圖摩擦輪現場安裝位置圖第十六頁，共30頁。⑤依據上述具體要求給出吊裝工裝三視圖（總圖）：制圖人：付鴻魁制圖日期：2012-07第十七頁，共30頁。實施（二）：工裝結構各明細圖及加工要求依據摩擦輪和工裝的總圖確定各部件尺寸明細圖及制作過程如下表：（表9）名稱三視圖及尺寸制作過程及工藝半圓片（件1、2）用厚5mmQ(235)的鐵板進行切割，如圖制作2個。工藝：剪板機、鉗工半圓槽（件3）用厚5mm的鐵板依照摩擦輪的外圓進行加工，工藝：剪板機、鉗工三角形（件4）用5mm的鐵板制作如圖形三角2個。工藝：剪板機、鉗工吊裝環(huán)（件5）用5mm鐵板制作如圖所示吊裝環(huán)2個，工藝：剪板機、鉗工1:5斜面支撐（件6）

用10×10鐵板加工成1：5圓環(huán)斜面如圖，數量1個，工藝：剪板機、刨工、鉗工制表人：付鴻魁制表日期：2012-08第十八頁，共30頁。實施（三）：結構材料的選擇

⒈根據機械（原理）設計手冊、工件形狀自重、金屬材料參數表及單位材料庫存現狀確定所用材料如下：

①由機械原理可知鋼按用途分為普通結構鋼和工具鋼，而普通結構鋼主要用于普通零件和工程結構，而吊裝（具）屬工程結構。②、依工件結構可知其單位面積上的最大壓強處于下圖中吊具受力制圖人：付鴻魁制圖日期：2012-07摩擦輪天車勾半圓槽吊裝具最集中的部位，即兩吊鉤處。工件自重34公斤，吊鉤對稱分布,5×5mm厚材料焊接全部融透，則單位面積上的最大壓強為：34/2公斤/5×5mm2=0.68kgf/mm2。第十九頁，共30頁。材料對比表（表10）鋼號屈服強度

MPa抗拉強度kg/mm2

用途（特點）單位庫存選否Q235(A3)23538-47金屬結構件，心部強度要求不高的滲碳或氰化零件，拉桿、連桿、吊鉤、車鉤、螺栓、螺母、套筒軸及焊接件，C、D級用于重要的焊接結構2、3、4、5mm均有庫存，單價低采用Q25525542-52轉軸、心軸、吊鉤、拉桿、搖桿楔等強度要求不高的零件，焊接性尚可無不用Q27527550-62軸類、鏈條、齒輪、吊鉤等強度要求較高的零件無不用Q21521534-42拉桿、套圈、墊圈、滲碳零件及焊接件無不用1033531這種鋼強度不大，而塑性和韌性甚高，有良好的沖壓、拉延和彎曲性能，焊接性好?？勺鏊苄暂^好的零件，如管子哦、墊片；心部強度要求不高的滲碳和氰化零件，如套筒、短軸、離合器盤￠30棒料，單價高，無鈑料不用3049021截面尺寸不大時，淬火并回火呈索式體組織，從而獲得良好的強度和韌性的綜合性能。用于制造螺釘、拉桿、軸、套筒、機座￠20棒料，單價高，無鈑料不用4559015強度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受載荷較大的小截面調制件和應力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火件，如曲軸、轉動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件在熱水或油中淬火。焊接性差10mm鈑料、￠40棒料，單價高，焊接性差不用時間2012-07地點物資科現場制表人：付鴻魁制表日期：2012-07結論：經上表得知5mm厚鈑料Q235(A3)在成本、屈服硬度、抗拉強度、可焊接性及庫存現狀等都優(yōu)于其它材質，因此我們選它來用于制作安裝工裝。第二十頁，共30頁。各零件間為電焊連接，依機械設計手冊和焊接相融性原則選擇Q235焊條鋼號屈服強度MPa抗拉強度kg/mm2用途（特點）材料規(guī)格加工方式Q235(A3)23538-47金屬結構件，心部強度要求不高的滲碳或氰化零件，拉桿、連桿、吊鉤、車鉤、螺栓、螺母、套筒、軸及焊接件，C、D級用于重要的焊接結構1000×600×5剪板機下料、手工焊接類型型號產品牌號熔敷金屬力學性能≥MPa庫存規(guī)格加工抗拉強度伸長率J423J422電焊操作間碳鋼焊條（GB/T5117-1995）E4301J423420(43)22制表人：付鴻魁制表日期：2012-07結論：和Q235(A3)相配合使用的焊條為J423或J422。實施（四）：連接材料的選擇焊條選擇表：（表11）第二十一頁，共30頁。件一、件二實物圖件3實物圖件1與件3相互位置圖拍攝：王海龍2012.09實施（五）：實際制作和檢測

依照工裝總圖及明細圖加工工裝各部件實物圖如下（部分）：

第二十二頁，共30頁。件1、2、3相互實際位置關系圖主要各組件與摩擦輪現場實際試裝圖件4外觀圖件4、5及位置圖第二十三頁，共30頁。

2.①（件1、6）一個半圓片、1：5斜面半圓支撐件與半圓槽（件3）焊接，再把該件與（件2）焊接；②三角（件4）與吊裝環(huán)（件5）焊接成吊鉤，③把吊鉤焊接在半圓槽兩側，并進行靜、動載試驗，工裝未發(fā)生變形、開裂、焊點正常。下面就是工裝實物和我們實際操作的圖片：吊具實物吊具動靜載吊裝試驗拍攝：王海龍2012.09第二十四頁，共30頁。六、確認效果：1.我們利用該工裝對兩對四個摩擦