[QC成果]新型振動(dòng)棒在管片生產(chǎn)中的應(yīng)用探索

1、新型振動(dòng)棒在管片生產(chǎn)中的應(yīng)用探索中鐵二十三局集團(tuán)軌道交通工程有限公司上海分公司質(zhì)量攻關(guān)QC小組2013年4月目錄一、工程概況二、小組概況：三、選題理由四、活動(dòng)目標(biāo)五、可行性分析六、活動(dòng)過程七、活動(dòng)總效果八、鞏固措施九、遺留的問題及今后打算一、工程概況上海分公司作為公司最早成立的管片廠，已在上海從事10年管片生產(chǎn)，累計(jì)完成超過6萬環(huán)管片，目前主要在生產(chǎn)上海地鐵十二號(hào)線、十三號(hào)線地鐵管片。二、小組概況小組名稱上海分公司質(zhì)量攻關(guān)QC小組課題名稱新型振動(dòng)棒在管片生產(chǎn)中的探索應(yīng)用成立時(shí)間2010.03注冊(cè)號(hào)CR23GD-20100301本課題注冊(cè)時(shí)間2012.3注冊(cè)號(hào)CR23GD-20120302活動(dòng)時(shí)

2、間2012. 32012.10小組類型攻關(guān)型小組人數(shù)9小組概況表二、小組概況人員情況表序號(hào)姓 名年齡性別文化程度職務(wù)職稱小組分工1譚 斌30男大 學(xué)工程師組 長(zhǎng)2沈淑君38女大 學(xué)工程師副組長(zhǎng)3楊長(zhǎng)文27男大 學(xué)助理工程師組 員（技術(shù)主管）4張麗霞33女大 專助理工程師組 員（ 實(shí)驗(yàn)室 ）5馬 俊41男中 專組 員（現(xiàn)場(chǎng)組織）6游青山26男大 專技術(shù)員組 員（物資設(shè)備）7閆小兵26男中 專技術(shù)員組 員（現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量）8殷衛(wèi)超43男組 員（操作人員）9張明剛39男組 員（操作人員）三、選題理由1、澆搗質(zhì)量的控制直接決定了成品管片的質(zhì)量，是管片生產(chǎn)過程中的重點(diǎn)工序。2、在這10年中，我們所用的振動(dòng)棒一

3、直是傳統(tǒng)的行星式振動(dòng)棒，經(jīng)多年運(yùn)用，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量的空間有限，在通過市場(chǎng)了解后，我們發(fā)現(xiàn)存在一種新型的高頻內(nèi)置式振動(dòng)棒，所以準(zhǔn)備以采用新設(shè)備、新工藝的方法來尋求質(zhì)量上的新突破。3、傳統(tǒng)行星式振動(dòng)棒因工作原理的原因，工作噪音較大，與越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求不相適應(yīng)，需要改進(jìn)或?qū)で笮碌奶娲?。所以我們將“新型振?dòng)棒在管片生產(chǎn)中的探索應(yīng)用”作為本次活動(dòng)的課題。四、活動(dòng)目標(biāo)1、確定新型高頻內(nèi)置式振動(dòng)棒是否可以運(yùn)用于管片生產(chǎn)；2、若新型高頻內(nèi)置式振動(dòng)棒可運(yùn)用于管片生產(chǎn)，總結(jié)一套相應(yīng)的施工工藝和管理方法；3、培養(yǎng)一批管片生產(chǎn)質(zhì)量控制的管理人員和技術(shù)人員，提高作業(yè)人員的施工水平。五、可行性分析1、行星式振動(dòng)

4、棒與內(nèi)置式振動(dòng)板的結(jié)構(gòu)和原理 傳統(tǒng)的振動(dòng)棒（構(gòu)造圖見圖1）由異步電動(dòng)機(jī)通過軟軸帶動(dòng)滾錐在振動(dòng)頭套管內(nèi)沿管壁作行星式滾動(dòng)，滾錐轉(zhuǎn)動(dòng)1周，套管沿管壁滾動(dòng)多周，由此增速以達(dá)到高頻振動(dòng)的要求。圖1 行星式振動(dòng)器構(gòu)造1棒頭；2滾道；3殼體；4轉(zhuǎn)軸；5油封；6油封座；7墊圈；8軸承；9軟軸接頭；10軟軸；11軟接管頭；12椎管；13軟管；14連接頭；15圓形插頭五、可行性分析1、行星式振動(dòng)棒與內(nèi)置式振動(dòng)板的結(jié)構(gòu)和原理 高頻內(nèi)置式振動(dòng)棒（構(gòu)造圖見圖2）由殼體、偏振子、滾珠軸承、微型電動(dòng)機(jī)組成。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)子裝在滾珠軸承和偏振子的上軸承上；偏振子的軸承由錠子油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)子軸的上軸承由稠質(zhì)機(jī)油潤(rùn)滑；導(dǎo)入電纜

5、裝在防護(hù)軟管內(nèi)，通過操作控制器線控振搗器工作。圖2 內(nèi)置高頻式振動(dòng)器構(gòu)造1殼體；2偏振子；3滾珠軸承；4微型電機(jī)；5軸承；6轉(zhuǎn)子；7滾珠軸承；8導(dǎo)入電纜；10操縱控制器圖3 內(nèi)置高頻式振動(dòng)器五、可行性分析2、振動(dòng)密實(shí)混凝土的原理 插入式混凝土振動(dòng)器是通過在澆搗混凝土中的高頻振動(dòng)，使混凝土液化流動(dòng)，從而達(dá)到澆搗混凝土密實(shí)的目的。其振動(dòng)頻率與振幅直接影響工作效率和振實(shí)效果?；炷琳駝?dòng)密實(shí)效果和振動(dòng)器的作用范圍，取決于混凝土的坍落度、振動(dòng)器的直徑、振動(dòng)器的頻率與振幅、振動(dòng)器的重量、振動(dòng)時(shí)間及振動(dòng)烈度等因素。五、可行性分析3、影響混凝土密實(shí)效果的因素 振動(dòng)烈度L是振幅A的平方和振動(dòng)頻率f的立方的乘積，

6、即L=A2f3。振動(dòng)烈度越大，混凝土的密實(shí)效果越好。對(duì)于不同的振幅和頻率，只要振動(dòng)烈度相同，其振實(shí)效果就相同； 振動(dòng)器的作用范圍與振動(dòng)器(棒頭)直徑成正比； 振動(dòng)器的棒頭重量越重，其插入混凝土中工作時(shí)的振幅降低越小，其有效振動(dòng)烈度就大。 混凝土的密實(shí)效果與振動(dòng)器振動(dòng)烈度和直徑的乘積有關(guān)，以相同直徑（6.8 cm）的傳統(tǒng)振動(dòng)器與新型振動(dòng)器相比，振動(dòng)頻率均為12 000 r/min，傳統(tǒng)振動(dòng)器的振幅為1.4 mm，新型振動(dòng)器的振幅為1.6 mm，故從理論上說，新型振動(dòng)器的混凝土密實(shí)效果優(yōu)于傳統(tǒng)振動(dòng)器的混凝土密實(shí)效果。六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（1）現(xiàn)狀調(diào)查分公司今年從4月26日開始生產(chǎn)，在

7、生產(chǎn)開始前我們即通過市場(chǎng)調(diào)查選定了上海伺服電機(jī)的SZND70作為試用對(duì)象，至4月30日與傳統(tǒng)行星式振動(dòng)器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，每天各抽檢2塊，共各10塊管片進(jìn)行檢測(cè)，主要考察了氣泡、噪音、抗?jié)B、強(qiáng)度等情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3，其中噪音測(cè)量值為工作點(diǎn)外5m位置處3次測(cè)定值的平均值，其余項(xiàng)按我廠相應(yīng)管片檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。六、活動(dòng)過程項(xiàng)目氣泡數(shù)量（mm）工作時(shí)噪音檢漏強(qiáng)度（回彈）310102020以上合計(jì)上海伺服SZND7068381311976db5cm數(shù)值接近傳統(tǒng)704623877102db5cm內(nèi)置式振動(dòng)棒與行星式振動(dòng)棒對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果六、活動(dòng)過程噪音測(cè)定-傳統(tǒng)振動(dòng)棒（104.4分貝） 內(nèi)置式振動(dòng)棒（76.6分貝

8、）六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（1）現(xiàn)狀調(diào)查通過表3可以看出，通過初步試驗(yàn)，兩者的抗?jié)B性能與強(qiáng)度均能滿足設(shè)計(jì)要求，特別是在工作噪音方面具備較大優(yōu)勢(shì)，完全具備替代行星式振動(dòng)棒的條件，但氣泡數(shù)量相對(duì)較多。因此我們將氣泡作為主要因素進(jìn)行討論、分析。圖4 活動(dòng)初期管片氣泡情況六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（2）原因分析圖5 氣泡原因分析六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（3）要因確認(rèn)序號(hào)末端因素確認(rèn)內(nèi)容確認(rèn)方法標(biāo)準(zhǔn)責(zé)任人完成時(shí)間1崗前培訓(xùn)不到位，作業(yè)人員還未適應(yīng)新的振動(dòng)器，操作不當(dāng)工人是否接受了廠家的技術(shù)交底，并考核達(dá)標(biāo)調(diào)查分析培訓(xùn)100%合格馬俊2012.5.102振搗時(shí)間不足振搗時(shí)間是否

9、滿足標(biāo)準(zhǔn)要求現(xiàn)場(chǎng)觀察表面出現(xiàn)浮漿或無較大氣泡閆曉兵2012.5.103振動(dòng)棒參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)，激振力不足振動(dòng)棒參數(shù)設(shè)置是否合適統(tǒng)計(jì)分析與塌落度匹配游青山2012.5.154混凝土塌落度等參數(shù)不穩(wěn)定，導(dǎo)致與新振動(dòng)棒不匹配混凝土塌落度是否合適、穩(wěn)定測(cè)量分析塌落度穩(wěn)定，入模時(shí)為5020mm鄭宇浩2012.5.105振搗點(diǎn)的選擇不恰當(dāng)插點(diǎn)距離過大統(tǒng)計(jì)分析插點(diǎn)分布均勻，距離3040cm閆曉兵2012.5.106振動(dòng)棒拔出速度過快振動(dòng)棒拔出速度過快測(cè)量分析拔出時(shí)不形成孔洞閆曉兵2012.5.107生產(chǎn)時(shí)氣溫偏高，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，造成混凝土塌落度損失塌落度損失統(tǒng)計(jì)分析入模時(shí)塌落度為5020mm鄭宇浩2012.5.

10、15六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（3）要因確認(rèn)確認(rèn)1：作業(yè)人員還未適應(yīng)新的振動(dòng)器，操作不當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)培訓(xùn)，100%合格實(shí)測(cè)：廠家初期來廠雖然簡(jiǎn)要介紹過操作方法，但未對(duì)工人進(jìn)行考核，且工人操作還存在一段適應(yīng)期，同時(shí)還存在部分操作陋習(xí)。驗(yàn)證結(jié)果：崗前培訓(xùn)不是很到位，工人不熟練是主要因素（結(jié)論：要因）。確認(rèn)2：振搗時(shí)間不足標(biāo)準(zhǔn)：表面出現(xiàn)浮漿或無較大氣泡實(shí)測(cè)： 小組成員閆曉兵對(duì)拔出振動(dòng)棒時(shí)機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)檢查，發(fā)現(xiàn)因工人責(zé)任心不強(qiáng)導(dǎo)致在仍有大量氣泡溢出時(shí)就拔出振動(dòng)棒，停止振搗的情況時(shí)有發(fā)生。驗(yàn)證結(jié)果：振搗時(shí)間不足導(dǎo)致混凝土內(nèi)殘存有大量氣泡（結(jié)論：要因）。六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（3）要因確認(rèn)確

11、認(rèn)3：振動(dòng)棒參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)，激振力不足標(biāo)準(zhǔn)：與塌落度匹配實(shí)測(cè)： 由小組成員游青山與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，該型號(hào)振動(dòng)棒主要運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)泵送混凝土，其塌落度一般較大，流動(dòng)性好，而管片生產(chǎn)所用混凝土塌落度相對(duì)較小，但該振動(dòng)器可以通過調(diào)整偏振子位置，來對(duì)激振力和振幅進(jìn)行調(diào)整。驗(yàn)證結(jié)果：振動(dòng)棒沒有針對(duì)管片用混凝土進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，激振力不足（結(jié)論：要因）。六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（3）要因確認(rèn)確認(rèn)4：混凝土塌落度等參數(shù)不穩(wěn)定，導(dǎo)致與新振動(dòng)棒不匹配標(biāo)準(zhǔn)：塌落度穩(wěn)定，入模時(shí)為5020mm實(shí)測(cè)： 由小組成員鄭宇浩生產(chǎn)期間對(duì)混凝土塌落度進(jìn)行了抽樣檢查，見表5驗(yàn)證結(jié)果：塌落度能滿足使用要求，但波動(dòng)較大，且大多數(shù)偏低，

12、工況條件不是很穩(wěn)定，不便于振搗質(zhì)量控制（結(jié)論：要因）?；炷了涠冉y(tǒng)計(jì)表時(shí)間4.264.274.284.294.30塌落度/mm3348356032六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（3）要因確認(rèn)確認(rèn)5：振搗點(diǎn)的選擇不恰當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)：插點(diǎn)分布均勻，距離3040cm實(shí)測(cè)： 小組成員閆曉兵對(duì)工人操作時(shí)的插入點(diǎn)進(jìn)行了檢查，工人能夠按照技術(shù)交底中的插點(diǎn)位置進(jìn)行振搗。驗(yàn)證結(jié)果：振搗點(diǎn)選擇不是主要因素（結(jié)論：非要因）。確認(rèn)6：振動(dòng)棒拔出速度過快標(biāo)準(zhǔn)：拔出時(shí)不形成孔洞實(shí)測(cè)：小組成員閆曉兵對(duì)工人操作時(shí)的拔出過程進(jìn)行了檢查，存在拔出時(shí)混凝土內(nèi)形成孔洞的操作。驗(yàn)證結(jié)果：振動(dòng)棒拔出速度過快會(huì)影響氣泡排出效果（結(jié)論：要因）

13、。六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（3）要因確認(rèn)確認(rèn)7：生產(chǎn)時(shí)氣溫偏高，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，造成混凝土塌落度損失標(biāo)準(zhǔn)：入模時(shí)塌落度為5020mm實(shí)測(cè)：由小組成員鄭宇浩生產(chǎn)期間對(duì)混凝土塌落度進(jìn)行了抽樣檢查，見表5。驗(yàn)證結(jié)果：塌落度能滿足使用要求，雖偏小，但不是主要因素（結(jié)論：非要因）。六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（4）對(duì)策與實(shí)施序號(hào)要因?qū)Σ呔唧w措施地點(diǎn)責(zé)任人完成時(shí)間檢查人1作業(yè)人員還未適應(yīng)新的振動(dòng)器，操作不當(dāng)對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)，使其能熟練掌握新振動(dòng)棒的操作請(qǐng)振動(dòng)棒廠家的技術(shù)人員到廠內(nèi)進(jìn)行操作演示，并跟蹤輔導(dǎo)，直到我作業(yè)人員能熟練操作為止會(huì)議室游青山2012.6.25馬俊2振動(dòng)時(shí)間不足加強(qiáng)質(zhì)量

14、意識(shí)教育，派專人負(fù)責(zé)，將責(zé)任落實(shí)到人召開專題會(huì)議，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理人員提出批評(píng)，要求改正，并對(duì)勞務(wù)隊(duì)提出警告會(huì)議室閆曉兵2012.5.10楊長(zhǎng)文3振動(dòng)棒參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)，激振力不足調(diào)校振動(dòng)棒參數(shù)請(qǐng)振動(dòng)棒廠家的技術(shù)人員到廠內(nèi)根據(jù)我方要求對(duì)激振力進(jìn)行加強(qiáng)調(diào)整。澆搗車間游青山2012.5.10馬俊4混凝土塌落度等參數(shù)與新振動(dòng)棒不匹配調(diào)整并控制混凝土塌落度由試驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，找出合適的塌落度，并加強(qiáng)對(duì)拌站的監(jiān)控，確保混凝土塌落度處于可控范圍試驗(yàn)室張麗霞2012.6.25沈淑君5振動(dòng)棒拔出速度過快控制振動(dòng)棒拔出速度再次組織作業(yè)人員進(jìn)行作業(yè)交底，明確必須做到快插慢拔會(huì)議室馬俊2012.5.10沈淑君六、活動(dòng)過程

15、1、第一次PDCA循環(huán)（5）實(shí)施效果小組于6月26日6月30日對(duì)實(shí)施后的管片氣泡情況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，抽檢了10塊管片，氣泡統(tǒng)計(jì)情況見表氣泡大小310 mm1020 mm20 mm以上合計(jì)氣泡數(shù)量2413340六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（5）實(shí)施效果六、活動(dòng)過程1、第一次PDCA循環(huán)（6）總結(jié)階段通過第一次PDCA循環(huán)，新型內(nèi)置式高頻振動(dòng)棒在氣泡數(shù)量、抗?jié)B性能、強(qiáng)度等多方面都達(dá)到甚至超過原振動(dòng)棒，并且工作噪音降低約25db，單根振動(dòng)棒持續(xù)生產(chǎn)數(shù)量也有明顯提升（傳統(tǒng)約250方，內(nèi)置式3000方），基本已經(jīng)達(dá)到預(yù)期要求。但在實(shí)施過程中，我們又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的問題，即偶爾內(nèi)置式振動(dòng)棒在持續(xù)工作一

16、段時(shí)間后，因溫度升高激振力會(huì)快速降低，待溫度降低至一定范圍后又恢復(fù)正常工作，一定程度上影響了管片生產(chǎn)的進(jìn)度和質(zhì)量，對(duì)此我們決定進(jìn)行第二次PDCA循環(huán)。六、活動(dòng)過程2、第二次PDCA循環(huán)（1）現(xiàn)狀調(diào)查生產(chǎn)過程中偶爾出現(xiàn)內(nèi)置式振動(dòng)棒在持續(xù)工作一段時(shí)間后，因溫度升高激振力會(huì)快速降低，待溫度降低至一定范圍后又恢復(fù)正常工作的情況，經(jīng)與廠家了解，這是為了保護(hù)振動(dòng)棒中電機(jī)在空轉(zhuǎn)或持續(xù)過長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)不至于因溫度過高而燒毀，在其內(nèi)部設(shè)置了溫度保護(hù)器。六、活動(dòng)過程2、第二次PDCA循環(huán)（2）原因分析六、活動(dòng)過程2、第二次PDCA循環(huán)（3）要因分析序號(hào)末端原因確認(rèn)理由確認(rèn)方法確認(rèn)結(jié)果1操作不當(dāng)，振動(dòng)棒電機(jī)空轉(zhuǎn)電機(jī)空

17、轉(zhuǎn)導(dǎo)致電流過大現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是2部分元器件不耐高溫部分元器件不耐高溫調(diào)查分析是3保護(hù)溫度設(shè)置得過低保護(hù)溫度設(shè)置得過低檢查分析否4混凝土流動(dòng)性差，振動(dòng)棒能量無法傳遞能量無法傳遞，電機(jī)空轉(zhuǎn)檢查分析是5持續(xù)振搗時(shí)間過長(zhǎng)持續(xù)工作，溫度升高統(tǒng)計(jì)分析是6生產(chǎn)時(shí)氣溫偏高進(jìn)入夏季，氣溫升高測(cè)量分析否六、活動(dòng)過程2、第二次PDCA循環(huán)（4）對(duì)策與實(shí)施序號(hào)要因?qū)Σ呔唧w措施地點(diǎn)執(zhí)行人完成時(shí)間檢查人1操作不當(dāng)，振動(dòng)棒電機(jī)空轉(zhuǎn)禁止空轉(zhuǎn)組織交底，禁止空轉(zhuǎn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控會(huì)議室馬俊2012.7.5沈淑君2部分元器件不耐高溫更換耐高溫元器件通知廠家，要求進(jìn)行技術(shù)探索辦公室游青山2012.7.5馬俊3混凝土流動(dòng)性差，振動(dòng)棒能量無法傳遞

18、控制混凝土塌落度及時(shí)進(jìn)行拌站稱量系統(tǒng)校正，加強(qiáng)對(duì)拌站司機(jī)技能培訓(xùn)拌和站張麗霞2012.8.25沈淑君4持續(xù)振搗時(shí)間過長(zhǎng)控制持續(xù)振搗時(shí)間購買備用振動(dòng)棒，輪換使用材料室游青山2012.8.25馬俊六、活動(dòng)過程2、第二次PDCA循環(huán)（5）實(shí)施效果小組于8月26日8月30日，對(duì)實(shí)施情況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，使用的振動(dòng)棒基本運(yùn)轉(zhuǎn)正常。六、活動(dòng)過程2、第二次PDCA循環(huán)（6）總結(jié)階段通過實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)，新型內(nèi)置式振動(dòng)棒在試用的5個(gè)月中，能達(dá)到傳統(tǒng)振動(dòng)棒的密實(shí)效果，氣泡狀況有所改善，最早使用的一根振動(dòng)棒已經(jīng)累計(jì)振搗超過2000方（廠家確?？烧駬v3000方），遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)振動(dòng)棒的250方，持續(xù)使用狀態(tài)良好，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、質(zhì)量方面均較傳統(tǒng)振動(dòng)棒有一定優(yōu)勢(shì)。七、活動(dòng)總效果1、通過兩次PDCA循環(huán)，確認(rèn)了新型內(nèi)置式振動(dòng)棒可以用于管片生產(chǎn)；2、通過這次活動(dòng)，我們掌握了內(nèi)置式振動(dòng)棒的操作方法，并總結(jié)了一套完整的施工工藝。在與原振動(dòng)棒進(jìn)行對(duì)比，在達(dá)到相同振搗密實(shí)程度的基礎(chǔ)上，降低了單方混凝土振搗成本約0.8元/方，噪音降低了約25分貝；3、現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員和管理人員通過此次活動(dòng)，其技術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力均有很大的提高，為今后的施工儲(chǔ)備了豐富的經(jīng)驗(yàn)。八、鞏固措施1、組織相關(guān)管理及