提高CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率

服務(wù)於電力現(xiàn)代化打造輸配電行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)提高CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率

螺絲釘QC小組

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！浙江華儀電器科技股份有限公司是華儀電氣股份有限公司的核心生產(chǎn)單位之一，省級高新技術(shù)企業(yè)。專業(yè)生產(chǎn)40.5kV及以下真空斷路器、負荷開關(guān)、自動配電開關(guān)、智能控制器等產(chǎn)品。雄厚的人力資源、先進的生產(chǎn)檢測設(shè)備、科學的管理模式、一流的服務(wù)水平，可靠而嚴格的質(zhì)量控制使公司產(chǎn)品暢銷國內(nèi)外，受到電力行業(yè)的廣泛青睞。其中“華儀”牌戶外高壓真空斷路器榮獲浙江省名牌產(chǎn)品稱號。戶外高壓真空斷路器被原電力部確定為全國重點推廣新產(chǎn)品，市場占有率達25%，產(chǎn)銷量連續(xù)十年居全國首位。一、企業(yè)簡介

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！小組簡介小組名稱螺絲釘QC小組成立時間2010.07.05課題名稱提高CT20型彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率小組類型攻關(guān)型組長楊建發(fā)活動日期2010.7-2011.2課題注冊2010年7月小組成員4人注冊編號活動頻次10次QC教育時間20小時以上序號姓名性別文化程度職稱組內(nèi)分工1楊建發(fā)男中專助理工程師組長負責方案實施2吳紅波男大專工程師顧問負責技術(shù)支持3黃巨豐男高中供應(yīng)組員負責方案實施4鄢爭紅男高中生產(chǎn)組員負責方案實施小組成員二、小組概況

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！TEXT公司關(guān)于彈操機構(gòu)的質(zhì)量指標彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率≥97%CT20型彈操機構(gòu)近期質(zhì)量情況課題選定提高CT20型彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率2010年3月-6月的一次交驗合格率柱狀圖（數(shù)據(jù)見后表）97%95.2%三、選題理由

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！生產(chǎn)日期生產(chǎn)數(shù)量（臺）返修總數(shù)（臺）一次交驗合格率2010.3.1～2010.3.312341095.7%2010.4.1～2010.4.302941694.6%2010.5.1～2010.5.313601895.0%2010.6.1～2010.6.303301495.8%合計12185895.2%

根據(jù)機構(gòu)裝配車間生產(chǎn)日報表的統(tǒng)計，CT20型彈簧操動機構(gòu)2010年3月-6月的一次交驗合格率如下表所示：制定活動計劃為了讓本次活動有步驟、有計劃的開展，小組結(jié)合公司的實際情況制定了活動計劃的進度表，如下表所示：

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活動計劃進度表階段實施項目2010.72010.82010.92010.10～2011.2P現(xiàn)狀調(diào)查設(shè)定目標原因分析要因確認制定對策D對策實施C效果檢查A鞏固措施回顧總結(jié)計劃進度實際進度

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2010年7月5日，下組對2010年3～6月份期間造成CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率偏低的原因進行了調(diào)查統(tǒng)計，結(jié)果如下:序號不合格項目頻數(shù)（臺）累積數(shù)（臺）累積%1掛簧螺紋頭斷裂363662.1%2儲能不到位84475.9%3低電壓脫扣困難44882.8%4棘爪卡簧脫落45289.7%5其它658100%為了更加直觀的表現(xiàn)以上諸多因素對CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率的影響，根據(jù)上表我們制作出了排列圖：四、現(xiàn)狀調(diào)查

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！TEXT掛簧螺紋頭斷裂儲能不到位低電壓脫扣困難棘爪卡簧脫落其它0105040302060020%100%80%60%40%36844662.1%75.9%82.8%89.7%百分比N=58臺（2010年3～6月）頻數(shù)（臺）

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！從排列圖可確定，影響CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率偏低的主要問題是：掛簧螺紋頭斷裂。由此可見，只要解決了掛簧螺紋頭斷裂的問題，該型號機構(gòu)的一次交驗合格率便能得到大幅度的提高。？

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通過分析和討論，并結(jié)合類似產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，我們將本次活動的目標設(shè)定為：將CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率提高到97%目標：97%現(xiàn)狀：95.2%五、設(shè)定目標

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！目標值設(shè)定依據(jù)①公司下達給生產(chǎn)車間的一次交驗合格率指標是建立在大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計基礎(chǔ)上的，說明指標達到97%以上是合理的。②華儀電氣質(zhì)量管理體系文件中質(zhì)量目標要求:高壓元件產(chǎn)品的一次交驗合格率2007年達到97%,并逐年上升。所以，CT20型彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率必須達到97%。③其它型號的彈簧操動機構(gòu)2010年3～6月份一次交驗合格率分別為：產(chǎn)品型號生產(chǎn)臺數(shù)返修臺數(shù)一次交驗合格率CT23系列9722497.5%CT32系列20032898.6%

而CT20型彈簧操動機構(gòu)的裝配工藝及工作原理與上述產(chǎn)品相似，故其一次交驗

合格應(yīng)該能達到97%以上。

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！圖1為經(jīng)返修拆卸下來的問題合閘彈簧組件，由圖可見，彈簧已明顯彎曲變形。圖2為合閘彈簧組件分解后的斷裂脫落部分。

圖1圖2掛簧螺紋頭斷裂脫落部分合閘大彈簧合閘小彈簧斷裂脫落部分掛簧板六、原因分析

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7月10日，針對掛簧螺紋頭斷裂的問題，小組成員運用“頭腦風暴法”對其原因進行分析，匯總并做出樹圖如下：掛簧螺紋頭斷裂人員1、未按裝配工藝裝配裝配不當2、裝配人員技術(shù)水平低材料3、零件有氣孔雜質(zhì)等缺陷零件缺陷4、零件尺寸誤差大方法5、裝配方式不合理裝配方法6、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理設(shè)計缺陷

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！確認方法確認情況參加人員完成時間現(xiàn)場驗證裝配人員進行現(xiàn)場裝配示范，均嚴格按照裝配工藝要求進行裝配楊建發(fā)鄢爭紅2010.7.18確認1：未按裝配工藝裝配結(jié)論：非要因確認方法確認情況參加人員完成時間查看員工檔案及培訓記錄裝配工均為有3-5年工作經(jīng)驗的老員工，并接愛過相關(guān)的技能培訓楊建發(fā)黃巨豐2010.7.18確認2：裝配人員技術(shù)水平低結(jié)論：非要因根據(jù)“人、料、法”三個環(huán)節(jié)的樹圖分析，我們一共得出了6個末端原因，并進行了要因確認，結(jié)果見下表：

七、要因確認

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！確認方法確認情況參加人員完成時間現(xiàn)場驗證對斷裂截面進行檢查，未發(fā)現(xiàn)故障零件斷面有明顯的氣孔、裂紋等現(xiàn)象（見下圖）楊建發(fā)黃巨豐2010.7.18確認3：零件有氣孔雜質(zhì)等缺陷結(jié)論：非要因確認方法確認情況參加人員完成時間現(xiàn)場驗證對故障零件的關(guān)鍵尺寸進行測量，均在合格范圍之內(nèi)楊建發(fā)黃巨豐2010.7.18確認4：零件尺寸誤差大結(jié)論：非要因

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！確認方法確認情況參加人員完成時間現(xiàn)場驗證合閘彈簧裝配工藝已制定多年，亦適用于其它產(chǎn)品，因此可排除裝配方式的影響黃巨豐鄢爭紅2010.7.19確認5：裝配方式不合理結(jié)論：非要因確認方法確認情況參加人員完成時間查看圖紙模擬分析對掛簧螺紋頭的結(jié)構(gòu)和受力情況進行分析，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)存在缺陷，在極端條件下有斷裂的可能（見下圖）楊建發(fā)黃巨豐鄢爭紅2010.7.19確認6：結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理結(jié)論：要因

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！壁厚約1mm，強度極低壁厚約2mm，強度低，若此處有氣孔等缺陷，將更易斷裂為避免與調(diào)節(jié)螺栓干涉及保證鑄造工藝性，設(shè)計為缺口形式，強度低設(shè)計為圓孔，彈簧不易旋入，被迫用鐵錘敲打，更易損壞零件通過驗證，我們找出了造成掛簧螺紋頭斷裂的主要原因：

結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理

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針對以上引起掛簧螺紋頭斷裂的要因，小組成員于7月25日制定出了相應(yīng)的對策：要因?qū)Σ吣繕舜胧┴撠熑送瓿蓵r間結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理重新設(shè)計掛簧螺紋頭使零件的力學性能和裝配工藝性顯著提高改進結(jié)構(gòu)方案1:改變結(jié)構(gòu)，使用中碳圓鋼機械加工楊建發(fā)2010.7.25方案2:改變結(jié)構(gòu)，鑄造成型八、制定對策

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！重新設(shè)計掛簧螺紋頭1、受力情況分析

2010年8月3日，小組對掛簧螺紋頭的受力情況進行了分析，并繪制了受力簡圖：①受力截面積的影響FbS0

如圖所示，設(shè)最大負荷為Fb,受力截面積為S0，抗拉強度為,根據(jù)抗拉強度公式:

有：

由于材料的抗拉強度一般情況下為定值，由公式可以看出，影響掛簧螺紋頭所承受的最大負荷Fb的主要因素是受力截面積為S0，且S0與Fb成正比。經(jīng)過計算，受力的截面積為32.18mm2，如能增大截面積為S0，掛簧螺紋頭的受力情況將得到大大改善。九、對策實施

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進?、偃笨谛螤畹挠绊憺楸苊馀c調(diào)節(jié)螺栓干涉及保證鑄造工藝性，將掛簧螺紋頭前端設(shè)計為缺口形式，這種形式的強度低,且受力方式?jīng)r不合理。

如圖1所示，可將掛簧螺紋頭所受的負荷Fb分解成為分力Fb1和分力Fb2，由于掛簧螺紋頭前端為懸空，a處和b處的強度亦不太理想，在這兩個分力的作用下零件極易從b處斷裂，如果零件存在氣孔、裂紋等缺陷時將更加嚴重，如圖2所示。FbFb1Fb2FbFb1Fb2ab圖1圖2

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進?、蹝旎蓤A孔的影響掛簧孔設(shè)計成圓孔的主要目的是增加受力截面積，但對裝配不利，彈簧不易旋入，當遇到阻力時被迫用鐵錘敲打，更易損壞零件，如下圖所示：

敲擊后在掛簧孔處所留下的傷痕敲擊后掛簧螺紋頭以及其掛簧孔已嚴重變形裝配現(xiàn)場演示圖

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！2、方案實施

結(jié)合以上的技術(shù)分析，我們決定采用機械加工和鑄造成型兩種方案同時實施的方式，以提高效率，擇優(yōu)選取。設(shè)計思路：提高強度，加大受力截面積；并將缺口封閉；將掛簧圓孔改為U型槽形式，易于彈簧旋入。方案1、

改變結(jié)構(gòu)，使用中碳圓鋼機械加工

缺口封閉，強度增加“U”型槽，易于掛簧FbS01

設(shè)受力截面積為S01，經(jīng)計算，S01約68mm2，其與老掛簧螺紋頭受力截面積的比值為：

S01/S0=68/32.18=2.11因中碳鋼的抗拉強度優(yōu)于鑄鋼，因此其所能承受的最大負荷應(yīng)至少是老掛簧螺紋頭的2.11倍。

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見善則遷，有過則改。品質(zhì)來源於持續(xù)改進！方案2、改變結(jié)構(gòu)，鑄造成型

設(shè)受力截面積為S02，經(jīng)計算，S02約73.87mm2，其與老掛簧螺紋頭受力截面積的比值為：

S02/S0=73.87/32.18=2.3由于材料均為同牌號鑄鋼件，抗拉強度不變，因此其所能承受的最大負荷是老掛簧螺紋頭的2.3倍。整體鑄造，強度增加“U”型槽，易于掛簧FbS02

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2010年8月4日，小組成員將改進方案制成《產(chǎn)品改進申請表》，提交給公司領(lǐng)導審查。經(jīng)過主管工程師及技術(shù)部門負責人討論后，同意試制。申請表見右側(cè)。8月5日，小組與老掛簧螺紋頭的加工商就方案2進行了技術(shù)溝通，加工商表示愿意對鑄鋼模進行更改，如一切順利可在20日之內(nèi)完成樣品試制，隨后將方案二的試制圖紙下發(fā)給生產(chǎn)廠家。8月6日，與某機械加工廠取得聯(lián)系，就方案1進行技術(shù)溝通，加工商表示可在10日之內(nèi)完成試制，隨后將方案一的試制圖紙下發(fā)給生產(chǎn)廠家。

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3、試驗驗證

2010年8月15日和20日，方案1和方案2的試制樣品先后到貨（見圖1）。并于8月30日至9月13日分別完成了兩種方案的2060次機械壽命試驗(見圖2）。兩種方案在試驗過程中均未出現(xiàn)拒合、掛簧螺紋頭斷裂等現(xiàn)象。圖1

圖2

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圖3

圖4方案1試驗后實物圖方案2試驗后實物圖為了進一步了解試品的磨損、裂紋、變形等實際情況，我們將試品分解后對其進行了現(xiàn)場驗證（見圖3、圖4）。通過觀察和嚴格的測量，兩種方案的掛簧螺紋頭除與彈簧的接觸部位有輕微壓痕外（圖中紅圈處），未發(fā)現(xiàn)磨損和裂紋等現(xiàn)象，尺寸較試驗前亦無明顯變化。

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4、方案比較

雖然兩種方案均順利通過了機械壽命試驗，但選擇性價比高的方案是我們的最終目的。我們從供應(yīng)部門獲得了兩家供應(yīng)商的報價，分別為：方案1：13.00元/件，較老掛簧螺紋頭高5.00元/件；方案2：8.00/件，價格不變。通過價格比較，我們決定采用了方案2，并將《產(chǎn)品改進驗證表》提交給公司領(lǐng)導審閱。公司決定對方案2進行小批量生產(chǎn)。（驗證表見右側(cè)）。

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1、統(tǒng)計數(shù)據(jù)

實施對策后，小組成員于2011年3月5日對活動中及活動后的CT20型彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率進行了統(tǒng)計，活動后的一次交驗合格率達到了98.1%，如下表：項目生產(chǎn)日期生產(chǎn)臺數(shù)返修數(shù)螺紋頭斷裂臺數(shù)一次交驗合格率活動中2010年7.5～7.3126415894.3%2010年8.1～8.3134517795.1%2010年9.1～9.171568394.9%9月份全月96.3%合計765401894.8%活動后2010年9.18～9.301714097.7%2010年10.1～10.312224098.2%2010年11.1～11.302895098.3%2010年12.1～12.312955098.3%2011年1.1～1.313105098.4%2011年2.1～2.282153098.6%合計150226098.3%十、效果檢查

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對策實施后（2010.9.17～2011.2.28)，影響CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率的因素統(tǒng)計如下：序號不合格項目頻數(shù)（臺）累積數(shù)（臺）累積%1儲能不到位101038.5%2棘爪卡簧脫落61661.5%3低電壓脫扣困難42076.9%4儲能電機卡滯42492.3%5其它226100%2、統(tǒng)計圖

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儲能電機卡滯儲能不到位低電壓脫扣困難棘爪卡簧脫落其它0129631520%100%80%60%40%10644238.5%61.5%76.9%92.3%百分比N=26臺（2010年7～2011年2月）頻數(shù)（臺）0從排列圖可以看出：掛簧螺紋頭斷裂已經(jīng)不是影響CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率的主要問題，且未有掛簧螺紋頭斷裂的報告。CT20型彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率達到預(yù)期目標。

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小組將對策實施前后的CT20型彈簧操動機構(gòu)的一次交驗合格率進行了對比，作柱型圖如下：93.5%95.2%活動前目標值活動后96.5%96.0%95.5%95.0%94.0%94.5%97.0%97.5%98.0%98.5%98.3%97%

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活動前后CT20型彈簧操動機構(gòu)一次交驗合格率對比折線圖

（2010年3月至2011年2月）95.7%活動前活動中活動后3月95.0%94.0%96.0%97.0%98.0%99.0%11月10月9月8月7月6月5月4月95.8%94.3%95.1%96.3%98.2%98.3%95.0%94.6%2月12月1月98.3%98.4%98.6%

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3、效益核算

為了肯定本次QC小組活動成果，小組于2011年3月10日對活動所取得的經(jīng)濟及無形效益等指標進行了討論分析。

經(jīng)濟效益由于更改后掛簧螺紋頭的采購價格維持原價，所以本次活動的經(jīng)濟效益計主要體現(xiàn)在裝配過程中的報廢量和返修次數(shù)上。由于合閘彈簧裝配的不可逆性，一旦出現(xiàn)掛簧螺紋頭斷裂的情況將導致包括合閘大、小彈簧及掛簧板的報廢。通過供應(yīng)部門我們得到了合閘彈簧組件各個零部件的價格，見下表：

圖號名稱數(shù)量（件）價格（元）/件累計（元）8HY175.162.001掛簧螺紋頭1888HY175.288.001拉伸彈簧120.128.18HY175.288.002拉伸彈簧1836.18HY175.162.000拉簧板18.344.1

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從上表可以看出，一只掛簧螺紋斷裂將造成44.1元的經(jīng)濟損失。經(jīng)過財務(wù)部門和生產(chǎn)部門的計算，返修工人的小時工資為15元，單臺返修時間約為1小時。2010年3-6月份共生產(chǎn)ZW20型機構(gòu)1218臺，斷裂頻數(shù)為36臺。

斷裂率：36/1218=3%

平均每月生產(chǎn)量：1218/4=304.5臺如以此為參考，2011年全年預(yù)計可生產(chǎn)該型機構(gòu)數(shù)量：304.5×12=3654臺若仍采用老的掛簧螺紋頭，2011年預(yù)計：

斷裂數(shù)量：3654×3%=109.62臺，取110臺零件損失：110×44.1=4851元

返修損失：110×1×15=1950元

直接經(jīng)濟損失：4851+1650=6501元