研制限高空間內(nèi)超大超長桁架倒運車

2019年QC小組活動成果匯報研制限高空間內(nèi)超大超長桁架倒運車發(fā)布人白永霞日期2019年7月曲曉南QC小組目錄Contents小組簡介制定對策工程簡介對策實施效果檢查選擇課題設(shè)定目標及目標可行性分析標準化提出方案并確定最佳方案總結(jié)和下一步打算1小組簡介1.1小組簡介研制限高空間內(nèi)超大超長桁架倒運車課題名稱小組名稱曲曉南QC小組課題類型創(chuàng)新型活動時間2018.8.2—2018.10.28小組注冊號XXJZQC2018-0801KT-2018-0802組內(nèi)分工成立時間2018年8月2日TQM教育課時48h文化程度本科課題注冊號組內(nèi)職務(wù)組長姓名曲曉南馬健性別男男男男男男男男女男年齡36373729343342383326職稱高級工程師工程師策劃實施本科組員現(xiàn)場協(xié)調(diào)李寶林張巖工程師本科組員現(xiàn)場協(xié)調(diào)工程師本科組員現(xiàn)場實施劉強助理工程師工程師大專組員現(xiàn)場實施蘇光起蘇建成賀海勃白永霞劉博大專組員現(xiàn)場實施教授級高級工程師高級工程師高級工程師助理工程師碩士顧問成果指導(dǎo)本科顧問成果指導(dǎo)本科組員成果發(fā)布本科組員成果整理制表人：曲曉南日期：2018年8月2日*1.1小組簡介成員顧問組長蘇建成李寶林工程師教授級高工馬健工程師劉強助理工程師白永霞高級工程師賀海勃曲曉南高級工程師高級工程師張巖工程師蘇光起工程師劉博助理工程師*1.2活動計劃編制我們遵循PDCA的原則，制作了活動計劃表：計劃日程管理項目實施項目2018年8月2018年9月2018年10月一周二周三周四周一周二周三周四周一周二周三周四周選擇課題設(shè)定目標及目標可行性分析提出方案并確定最佳方案制定對策PDC對策實施效果確認標準化A總結(jié)及下一步打算小組活動日程計劃表（計劃線）制表人：李寶林日期：2018年8月5日*2工程簡介工程概況本次QC小組活動所在的工程是滄東電廠煤棚工程，位于河北省滄州市黃驊港內(nèi)。該工程主結(jié)構(gòu)采用門型預(yù)應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu)體系，跨度154米，長度150米，屋架頂部高度50米。工程共包含主桁架共11榀。鋼結(jié)構(gòu)主桁架為弧線三角形圓管桁架。50m154m*3選擇課題3.1主桁架概況根據(jù)施工方案，每榀桁架分為三段，安裝完立柱后，再將三段桁架拼焊一體，最后整體吊起與立柱連接。三段桁架中最大桁架，橫放時高度相對最小為4.6米，寬為7.5米，長度為58米，桿件懸挑較大約7.2米，約重量為21噸。主桁架三維正視圖7.5m4.6m7.2m6m58m分段后桁架平放的俯視圖分段桁架平放的前視圖*3.2主桁架施工工藝流程一、圓管進場折彎、切割二、用平胎整體拼裝桁架，分3段出胎倒運至安裝區(qū)三、桁架分段上立胎對接，并加裝預(yù)應(yīng)力索四、整體吊裝并與桁架柱對接，完成安裝*3.3主桁架施工方案的難點施工場地特點：主桁架施工時，需在A區(qū)分段組拼，然后分段倒運至B區(qū)進行吊裝。運輸路線倒運路線上，有一處架空管道，無法避開，且該管道為電廠必用管道，不具備臨時拆除的條件。門式架空管道*3.4門式架空管道及常規(guī)運輸車的主要參數(shù)超低平板運輸車主要參數(shù)架空管道及其各項尺寸參數(shù)*車輛運輸參數(shù)根據(jù)前述的各項參運輸重量數(shù)模擬裝車可知：常規(guī)車輛類型車板距地面高度運輸寬度運輸長度運輸車可滿足運輸重量車寬：3.5m車長：17.5m超低平板運輸車1.2m35t和運輸寬度的要求，但加裝胎架可至7.5m加裝胎架可至30m裝車后高度（5.8米）超過限高（5.3米），并且構(gòu)件超長，無法直接裝車運輸。5800mm5300mm制表人：曲曉南2018.8.10*3.5現(xiàn)有狀況下的常規(guī)倒運方法此種情況下，要想通過該架空管道下方，可以選擇的常規(guī)方法是：先將構(gòu)件倒運至門口，利用兩臺100噸吊車逐步抬吊接力傳遞。該方法每天能夠倒運1榀桁架。經(jīng)調(diào)查，采用此種方法費用約：47.85萬元，而合同組價時未考慮此情況，倒運費用僅考慮了6.65萬元。因此我們能否找到一種新型運輸車輛實現(xiàn)超長超低運輸，將此費用降低下來呢？*3.6科技查新查新結(jié)果查新項目限高空間超大超長桁架運輸查新關(guān)鍵字自制運輸車低底盤運輸車超長運輸查新范圍中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、百度搜素、維普資訊經(jīng)查新發(fā)現(xiàn)，無該方面的成果或相似成果。查新結(jié)論但是在橋梁運輸和自制小推車運輸上獲得了一定靈感。查新人曲曉南查新時間2018.8.15*3.7課題確定可借鑒車輛可借鑒車輛研制限高空間內(nèi)超大超長桁架倒運車*4設(shè)定目標及目標可行性分析4.1目標設(shè)定現(xiàn)狀桁架運輸費用目標47.85萬元桁架運輸費用6.65萬元目標設(shè)定通過本次活動，將常規(guī)方法運輸費用47.85萬元，降低到合同報價中的6.65萬元。*4.2目標可行性分析一、課題難度分析通過查新，創(chuàng)新新裝置有一定的借鑒基礎(chǔ)。根據(jù)以下數(shù)據(jù)估算，與常規(guī)車輛重量對比，新裝置材料用量控制在限額范圍內(nèi)也基本合理。報價時的計費取值過程估值過程35噸運輸汽車取值：3500元/臺班每臺班運輸桁架數(shù)量取值：2榀市場調(diào)研拖拉機牽引根據(jù)馬力不同：約300-800元/臺班，取值：600元/臺班合同報價及組成（目標值）牽引動力費用＜19800元每臺班運輸桁架數(shù)量，按照較低效率考慮：取值：1榀費用估值：600*33=19800元運輸臺班數(shù)分解估值過程計算為：33/2≈17考慮運輸誤差車架制作材料成本：按照鋼材市價并考慮部分輔助材料，取值：5500元/噸6.65萬元車架制作費用＜46700元取值：17+2=19總費用車架制作人工成本：按照較復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)加工費考慮，取值：2000元/噸反推車架重量控制：（66500-19800）/（5500+2000）≈6.23噸,市場上35噸運輸車掛車重量：5.75~7噸計算為：3500*19=66500元*二、其他創(chuàng)新條件小組內(nèi)多名成員參與過多次QC活動，經(jīng)驗豐富，小組成員有信心，有能力開發(fā)研制倒運車輛項目部擁有切割、焊接等生產(chǎn)設(shè)備。人員環(huán)境機具材料結(jié)論目標可行項目工期、成本是本項目的重要考評指標，公司的各級領(lǐng)導(dǎo)對本次活動都給予了大力支持。項目部現(xiàn)場現(xiàn)有多重規(guī)格鋼板、角鋼、H型鋼、圓管等材料，按照需要可隨時取用。并可采購其他種類材料。*5提出方案并確定最佳方案5.1提出方案小組成員依據(jù)借鑒的思路，通過研討，集思廣益，提出多種觀點和意見，從動力系統(tǒng)、車架及移動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等三方面對倒運車的研制方案進行了分析總結(jié)，提出以下方案設(shè)想圖：后車架前車架前后車架低底板易轉(zhuǎn)向自制運輸車方案設(shè)想圖*5.2方案細化系統(tǒng)圖購置大馬力拖拉機租賃大馬力拖拉機研動力系統(tǒng)制機械動力車架形式限高空間超低下沉平臺式等高車軸懸挑梁式內(nèi)車架及移動系統(tǒng)一級方案車架材料輪胎規(guī)格Q235B材質(zhì)角鋼Q345B材質(zhì)型鋼超大超長桁架倒運車625型輪胎825型輪胎1100型輪胎轉(zhuǎn)向系統(tǒng)軸承轉(zhuǎn)動購置成品軸承自制簡易軸承制圖人：曲曉南2018.8.20*5.3一級方案比選機械動力根據(jù)桁架總量、地面摩阻系數(shù)、預(yù)估運輸桁架的行駛速度等參數(shù)計算，設(shè)備牽引應(yīng)大于40馬力，考慮2倍的動能儲備系數(shù)，因此機械牽引動力選擇大于80馬力的拖拉機。機械動力一級方案操作方法執(zhí)行人及時間比選依據(jù)量化指標方案1：購置大馬力拖拉機問價單、電話問詢、網(wǎng)絡(luò)查詢李寶林于2018年8月25日前2、價格低廉。2、價格低于19800元。1、動力滿足。1、動力大于80馬力?！谭桨?：租賃大馬力拖拉機機械動力一級方案比選結(jié)論選擇租賃大馬力拖拉機*5.3一級方案比選車架形式設(shè)計時重點考慮了降低車板高度、車輛轉(zhuǎn)向功能、牽引桿長度等因素，形成了兩種車架形式。名稱方案1：超低下沉平臺式車架方案2：等高車軸懸挑梁式車架模型圖一級方案操作方法執(zhí)行人及時間比選依據(jù)量化指標1、承載底板高度低，裝車1、根據(jù)限高管道和桁架高度反推，承后能通過限高門式管道。載底板距地面高度應(yīng)小于0.7m。2、底板最低處應(yīng)高于路緣2、根據(jù)路緣石高度反推，底板最低處方案1：超低下沉平臺式車架劉博電腦繪圖石。應(yīng)高于0.15m，且間距應(yīng)大于50mm。于2018年8月30模擬對比3、車架能夠自由轉(zhuǎn)動一定3、根據(jù)運輸路線轉(zhuǎn)彎半徑反推，車架方案2：等高車軸懸挑梁式車架日前的角度。轉(zhuǎn)動角度大于30°，與車體無碰撞4、牽引桿長度應(yīng)超出桁架4、根據(jù)桁架懸挑桿件長度反推，牽引懸挑桿件長度桿自車架邊緣應(yīng)大于7.5m.*方案2：等高車軸懸挑梁式車架后視圖說明方案1：超低下沉平臺式車架側(cè)視圖結(jié)論車架底板距地面高度及車架最低處截面高度與路緣選取，為石間距量化指標對比底板上面距地面400mm，加桁架高度4600mm，小于門凈空5300mm。最低處200mm，與路緣石間距50mm，能通行。底板上面距地650mm，加桁架高度4600mm，小于門凈空5300mm。最低處200mm，與路緣石間距50mm，能通行。1、材料依據(jù)施工現(xiàn)場現(xiàn)有材料的較大方案均能滿足量化指標1、2需求。200mm。2、輪胎依照常用卡車輪胎較大截面選取1100mm。*說明方案1：超低下沉平臺式車架俯視圖方案2：等高車軸懸挑梁式車架俯視圖結(jié)論從圖可見，自由轉(zhuǎn)角的對體無碰撞，車架轉(zhuǎn)動角度大，與車即使超低下沉平臺式為單輪，也會出現(xiàn)碰撞。而等高車軸懸挑梁式則剛好無碰撞。保證運輸路線上順利轉(zhuǎn)彎。比說明方案1：超低下沉平臺式車架側(cè)視圖方案2：等高車軸懸挑梁式車架側(cè)視圖結(jié)論牽引桿長度對比牽引桿應(yīng)超出桁架懸挑桿件長度，便于與拖拉機連接。方案均能滿足量化指標4。*車架形式一級方案比選結(jié)論選擇等高車軸懸挑梁式車架√方案1：超低下沉車架形式一級方案方案2：等高車軸懸挑梁式車架平臺式車架模型圖能滿足量化指標1、2、4的需求，但自由轉(zhuǎn)分析動角度相對較小，無法滿足指標3需求，另外，車架結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜重量偏大。能滿足量化指標1-4需求。*5.3一級方案比選車架材料由于工地庫存里最多的兩種材料主要為材質(zhì)Q235B的L100X10角鋼和材質(zhì)Q345B的HW200x200x8x12型鋼。本著取材方便，消化庫存的原則，優(yōu)先選用這兩種材料進行車架設(shè)計。一級方案操作方法執(zhí)行人及時間比選依據(jù)量化指標方案1：Q235B角鋼數(shù)據(jù)查詢、3D3S驗算、庫存價格查詢等1、滿足承載力下材1、根據(jù)可行性分析，材料用量估值應(yīng)曲曉南于2018年9月3日前料用量最小。小于7噸。2、滿足承載力下費2、依據(jù)估值材料用量及庫存單價計算方案2：Q345B型鋼用最低。費用，價格低者優(yōu)選。*通過型鋼截面特性查詢、簡化受力的軟件驗算、庫存價格調(diào)查形成統(tǒng)計表如下：滿足運輸桁架所需數(shù)量（大于420KN）庫存盤簡化驗算簡化驗算截面類點價格單根承載力型及說明車架估算重量一級方案截面規(guī)格方案1：Q235B角鋼制作車架的材料費6根（承載力總計焊75*6=450KN）（可按方管算）28.26*8.2*6=1390kg雙角4360元/t約75KN鋼對Q235B6060元L100X10方案2：Q345B型鋼√Q345BHW200X2004700元/t約166KNX8X123根（承載力總計75*6=450KN）（按H型鋼算）48.73*8.2*3=1199kg5635元Q345B型鋼總價更優(yōu)，更符合量化指標2要求安全儲備量均滿足量化指更高標1分析車架材料一級方案比選結(jié)論選擇Q345B型鋼*5.3一級方案比選輪胎規(guī)格輪胎的規(guī)格關(guān)系到其使用數(shù)量、總承載能力和總費用。如果選擇的輪胎數(shù)量過多，則會造成車架相應(yīng)變大，增加材料成本，因此考慮控制輪胎總數(shù)不大于12個，并據(jù)此進行量化分析。一級操作執(zhí)行人方案方法及時間比選依據(jù)量化指標方案1：625型輪胎1、依據(jù)桁架總重，1、滿足承重?？紤]2倍安全系數(shù)，2、價格低廉，反推，單胎承重需總價低的優(yōu)選。大于42/12=3.5噸3、滿足車架高2、控制總價格低于度及安全需要，10000元。問價劉強單咨于2018年9詢月6日前方案2：825型輪胎間距更大著優(yōu)先。3、與門架和路緣石安全距離≥100。方案3：1100型輪胎*通過問價單咨詢及數(shù)據(jù)計算形成統(tǒng)計表如下：一級單胎需要輪胎輪胎底板距地面高度與路緣石間距桁架裝車高度與門架間距二手車總價方案承載力數(shù)量（條）直徑A=半徑+100B=A-150-200C=A+4600D=5300-C胎單價（元）方案1:625型625mm540元/條4噸6噸9噸128412mm512mm650mm62mm162mm300mm5012mm5112mm5250mm288mm188mm50mm648044804500方案2:√825型825mm560元/條方案3:1100型1100mm750元/條6825、1100型滿足量化指標3625、825型滿足量化指標3均滿足量化指標2，825型最優(yōu)均滿足量化指標1分析輪胎規(guī)格一級方案比選結(jié)論選擇825型輪胎*5.3一級方案比選軸承轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向裝置采用軸承傳動，考慮車輛轉(zhuǎn)向時的平衡穩(wěn)定，軸承直徑不宜過小，初步選擇為桁架寬度（7.5m）的1/5。一級方案操作方法執(zhí)行人及時間比選依據(jù)量化指標方案1：購置成蘇光起品軸承電話詢價、網(wǎng)絡(luò)查詢1、滿足直徑需求。1、直徑1500mm。2、價格更低的優(yōu)選。2、價格低于3000元。于2018年9月10日前方案2：自制簡易軸承通過電話咨詢，目前在售的成品轉(zhuǎn)向軸承最大直徑1100mm，售價為4800~5000元，如需更大規(guī)格的轉(zhuǎn)向軸承，需定制，定制周期約15天，價格1萬元起。網(wǎng)上查詢，在售價格的成品轉(zhuǎn)向軸承最大直徑1100mm，售價約為3500~4200元，無更大規(guī)格的轉(zhuǎn)向軸承。*主要材料構(gòu)成類型參照軸承原理的設(shè)想圖尺寸控制用量單價總價47元合計6x6x3.14x1.5x3.14x2x7.85/1000=5.6元/kg8.4kgφ12mm光圓鋼筋將鋼筋根自制滾珠軸承轉(zhuǎn)盤據(jù)所需半徑煨圓即1158元φ16mm不銹鋼鋼珠1500x3.14/16=294個可3.78元/個1111元軸承轉(zhuǎn)向一級方案比選結(jié)論選擇自制簡易軸承*5.4一級方案系統(tǒng)圖研動力系統(tǒng)制機械動力車架形式租賃大馬力拖拉機等高車軸懸挑梁式限高空間二級方案內(nèi)超車架及移動系統(tǒng)車架材料輪胎規(guī)格Q345B材質(zhì)825型輪胎單胎式車輪大超長桁架倒雙胎式車輪運車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)軸承轉(zhuǎn)動自制簡易軸承制圖人：曲曉南2018.9.11*5.5二級方案比選常見的車輪形式包含單胎式和雙胎式。根據(jù)一級方案比選，選擇8條825型輪胎，依據(jù)前后受力平衡的原則，考慮前、后車架各設(shè)置4條輪胎，并形成下表：操作執(zhí)行人二級方案比選依據(jù)量化指標方法及時間單胎式前車架雙胎式張巖于2018年9月14日前1、根據(jù)可行性分析，控制前、后車架重量均小于3.1噸。2、模擬繪圖無零部件碰撞。模擬繪圖1、能夠降低車架重量。2、不影響車輛轉(zhuǎn)向。單胎式雙胎式后車架*單胎式√結(jié)論雙胎式結(jié)論前車架比選模型圖滿足量化指標1滿足量化指標1車架重量碰撞約1.6噸約1.6噸發(fā)生碰撞，不滿足量化指標2無碰撞，滿足量化指標2*后車架比選√單胎式結(jié)論雙胎式結(jié)論模型圖滿足量化指標1，但增加車重車架重量碰撞約1.7噸無約1.2噸無滿足量化指標1滿足量化指標2滿足量化指標2車輪形式二級方案比選結(jié)論前車架采用單胎式，后車架采用雙胎式*5.6最終方案系統(tǒng)圖研動力系統(tǒng)制機械動力車架形式租賃大馬力拖拉機等高車軸懸挑梁式限高空間內(nèi)超車架及移動系統(tǒng)車架材料車輪形式Q345B材質(zhì)825型輪胎大超長桁架倒前車架單胎式車輪后車架雙胎式車輪運車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)軸承轉(zhuǎn)動自制簡易軸承制圖人：曲曉南2018.9.15*6制定對策制定對策根據(jù)方案最終系統(tǒng)圖，小組制定了詳細的對策實施表,并量化了目標：完成時間序號對策目標措施負責人地點1、與有資質(zhì)的企業(yè)簽訂租賃協(xié)議。牽引力大于80馬力2、進場驗收，對車輛各項資料、外觀、性能李寶林進行常規(guī)檢測。租賃大馬力一現(xiàn)場現(xiàn)場2018.9.25拖拉機采用等高車圖紙細化深度達到加1、利用Tekla軟件利用電腦繪制加工圖。2、制作模擬加工動畫。二軸懸挑梁式工標準，模擬加工無劉博張巖2018.9.26車架部件之間的碰撞1、簡化受力狀況，并考慮2倍的安全儲備系數(shù)。并利用Midas結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行受力分析。2、準備車架材料。車架承載力大于42噸車架材料合格率100%車架各部件精<±5mm采用345B型鋼制作車架三現(xiàn)場2018.9.293、加工車架。制表人：張巖時間：2018年9月17日*制定對策完成時間序號對策目標措施負責人地點選擇前車架車輪材料合格率100%。1、采購車軸、輪胎等，并進行入場檢驗。車輪同軸偏差不大于2、改裝車軸，將其裝配并焊接固定在車架上，劉強單胎式車輪，四現(xiàn)場現(xiàn)場現(xiàn)場2018.9.302018.10.62018.10.8后車架雙胎并安裝輪胎形成車輪?！?mm式車輪1、利用鋼筋制作軸承鋼珠的上下盤閉合軌道，轉(zhuǎn)向采用自五制簡易軸承轉(zhuǎn)動能夠自由轉(zhuǎn)動±30°角利用鋼管制作軸承轉(zhuǎn)軸。2、安放鋼珠并涂抹黃油。曲曉南馬健3、上下盤組合一起，并封裝轉(zhuǎn)軸。運行正常，能夠通過六實施檢驗門式管架，保障桁架現(xiàn)場實際運行使用。倒運，節(jié)約費用制表人：張巖時間：2018年9月17日*7對策實施對策實施一：租賃拖拉機首先根據(jù)市場調(diào)研，與有資質(zhì)的企業(yè)簽訂租賃合同，在進場后對拖拉機資料、外觀、性能進行常規(guī)檢測。拖拉機檢查租賃合同實施效果確認負責人及時間拖拉機馬力充足，牽引力大于80馬力李寶林2018-9-18~2018-9-25*對策實施二：采用等高車軸懸挑式車架1、利用Tekla軟件繪制加工圖：對加工圖紙進行檢查，檢查圖紙所標明尺寸、工藝方法是否齊全無誤。三維放樣Tekla繪制加工詳圖實施效果確認負責人及時間零部件尺寸齊全，工藝可操作性高，圖紙細化深度滿足劉博2018-9-18~2018-9-22*對策實施二：采用等高車軸懸挑式車架2、制作動畫，模擬車架加工步驟實施效果確認負責人及時間車架各部件組裝無碰撞，能夠避免設(shè)計返工劉博2018-9-23~2018-9-26*對策實施三：采用Q345B材料制作車架1、根據(jù)材料類型簡化受力狀況，并考慮2倍的安全儲備系數(shù)，即車架應(yīng)滿足承載42噸的能力，利用Midas結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行受力分析。應(yīng)力分析位移分析簡化計算模型實施效果確認負責人及時間單梁承重16.6噸，前后車共3道梁，承重49.8噸>42噸張巖2018-9-20~2018-9-22*對策實施三：采用Q345B材料制作車架2、準備車架材料：對工廠庫存型鋼、鋼板等材料檢驗合格，并運輸至工地。型鋼備料鋼板備料材料經(jīng)進檢查外觀及材質(zhì)證明文件，合格率100%張巖2018-9-23~2018-9-24實施效果確認負責人及時間*對策實施三：采用Q345B材料制作車架3、加工車架：對鋼板、型鋼進行下料、組拼，焊接，組成架體。檢驗各組裝部件的尺寸。檢查記錄表車架部件配料及拼裝實施效果確認組拼精確，焊接牢固，各部件尺寸偏差≤5mm負責人及時間張巖2018-9-25~2018-9-29*對策實施四：選擇前車架單胎式車輪，后車架雙胎式車輪采購輪胎、車軸等專業(yè)零部件，對車軸進行切割、改裝。分別將車軸裝配并焊接固定在前后車架上。最后安裝輪胎形成車輪。輪胎采購舊車軸采購改裝車軸，并將其車架裝焊一體材料經(jīng)進場驗收，合格率100%；安裝后檢查車軸同軸偏差小于2mm劉強2018-9-25~2018-9-30實施效果確認負責人及時間*對策實施五：轉(zhuǎn)向采用自制軸承轉(zhuǎn)動首先利用鋼筋制作軸承鋼珠的上下盤閉合軌道，利用鋼管制作軸承轉(zhuǎn)軸。然后安放鋼珠并涂抹黃油。最后上下盤組合一起，并封裝轉(zhuǎn)軸。制作轉(zhuǎn)向盤軸承軌道及轉(zhuǎn)軸，安裝鋼珠并涂黃油組裝上下盤，并封裝轉(zhuǎn)軸實施效果確認負責人及時間轉(zhuǎn)向盤可以自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向角度可達±30°，實現(xiàn)目標曲曉南2018-10-2~2018-