TL5129型卷煙提升機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的研制-NQA2017

TL5129型卷煙提升機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的研制創(chuàng)新型云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司紅云紅河集團(tuán)曲靖卷煙廠制造二部風(fēng)行QC小組2017年5月前言曲靖卷煙廠制造二部自技改完成之后，引進(jìn)了TL5129型成品卷煙提升機(jī)，承擔(dān)對封箱機(jī)成品煙箱的自動運(yùn)輸和提升入庫工作，該系統(tǒng)投入使用后大大增進(jìn)了成品煙箱的入庫運(yùn)送效率，提高了部門卷煙生產(chǎn)的自動化程度，減輕了人力成本。然而該系統(tǒng)設(shè)備在投入使用的過程中，會由于各種原因造成設(shè)備故障停機(jī)，并且有時停機(jī)后需要耗費(fèi)數(shù)個小時以上時間進(jìn)行修理，對設(shè)備的運(yùn)行效率造成了嚴(yán)重影響。一旦該設(shè)備無法工作，封箱機(jī)生產(chǎn)的成品煙箱只能夠靠人力運(yùn)輸?shù)匠善穾熘?，極大的增加了員工的勞動強(qiáng)度，造成不必要的勞動負(fù)擔(dān)，同時，該設(shè)備停機(jī)修理過程中對修理技術(shù)人員的占用也會影響對卷包設(shè)備的技術(shù)保障力度，這在推行精益管理的今天顯然是一個值得關(guān)注的問題。因此，針對TL5129型卷煙提升機(jī)故障頻發(fā)的問題，我QC小組決定對其進(jìn)行研究分析，開展QC活動，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性。目錄小組概況.....................................1選定課題.....................................2制定目標(biāo)....................................14提出方案并確定最佳方案......................16制定對策....................................47對策實施....................................48效果檢查....................................61收益分析....................................62標(biāo)準(zhǔn)化......................................64總結(jié)及今后打算..............................64小組概況小組名稱制造二部風(fēng)行QC小組成立時間2013年8月課題名稱TL5129型卷煙提升機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的研制課題類型創(chuàng)新型課題注冊號HH3QC-2016-17-7序號小組成員學(xué)歷職稱組內(nèi)分工1鄭云富研究生工程師組長，統(tǒng)籌安排2劉波研究生工程師副組長，協(xié)調(diào)管理3俞永成研究生工程師副組長，協(xié)調(diào)管理4王磊研究生工程師組員，方案設(shè)計5山瑞學(xué)研究生工程師組員，方案設(shè)計6張國文本科工程師組員，實施監(jiān)管7岳紹東本科工程師組員，實施監(jiān)管8文祥本科工程師組員，實施監(jiān)管9吳明毅本科工程師組員，QC指導(dǎo)10范庭雄中技修理技師組員，現(xiàn)場安裝11秦懷斌中技修理技師組員，現(xiàn)場安裝12曾天午本科技術(shù)員組員，材料組織13蘇麗研究生技術(shù)員組員，材料組織14蔣超先本科技術(shù)員組員，編寫制圖15安靖本科技術(shù)員組員，數(shù)據(jù)統(tǒng)計我們小組具有豐富的QC活動經(jīng)驗，曾完成過ABB機(jī)械手改造，煙箱開口檢測研制等QC項目，獲得過在集團(tuán)及中煙發(fā)布的獎項，是一支有技術(shù)，敢創(chuàng)新，善合作，勤奉獻(xiàn)的QC團(tuán)隊。本次QC活動時間為2016年2月-8月，共進(jìn)行小組活動32次，小組成員出勤率100%11選擇課題課題背景曲靖卷煙廠制造二部自技改完成之后，引進(jìn)了TL5129型成品卷煙提升機(jī)，承擔(dān)對封箱機(jī)成品煙箱的自動運(yùn)輸和提升入庫工作，該系統(tǒng)投入使用后大大增進(jìn)了成品煙箱的入庫運(yùn)送效率，提高了部門卷煙生產(chǎn)的自動化程度，減輕了人力成本。然而該系統(tǒng)設(shè)備在投入使用的過程中，會由于各種原因造成設(shè)備故障停機(jī)，并且有時停機(jī)后需要耗費(fèi)數(shù)個小時以上時間進(jìn)行修理，對設(shè)備的運(yùn)行效率造成了嚴(yán)重影響。制圖人：蘇麗數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)22一旦該設(shè)備無法工作，封箱機(jī)生產(chǎn)的成品煙箱只能夠靠人力運(yùn)輸?shù)匠善穾熘?，極大的增加了員工的勞動強(qiáng)度，造成不必要的勞動負(fù)擔(dān)，同時，該設(shè)備停機(jī)修理過程中對修理技術(shù)人員的占用也會影響對卷包設(shè)備的技術(shù)保障力度，這在推行精益管理的今天顯然是一個值得關(guān)注的問題。因此，針對TL5129型卷煙提升機(jī)故障頻發(fā)，我QC小組決定對其進(jìn)行研究分析，開展QC活動，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性。22現(xiàn)狀問題小組成員在2016年2月-5月期間，對TL5129型卷煙提升機(jī)進(jìn)行了為期4個月的停機(jī)次數(shù)，停機(jī)時間，及停機(jī)故障跟蹤調(diào)查記錄，得到如下結(jié)果：引起TL5129型卷煙提升機(jī)長時間停機(jī)的主要故障：根據(jù)小組的跟蹤記錄，發(fā)現(xiàn)造成TL5129型卷煙提升機(jī)長時間停機(jī)的主要故障有以下兩種情況：①提升機(jī)托架連接孔龜裂：在TL5129型卷煙提升機(jī)內(nèi)負(fù)責(zé)提升煙箱的主要功能部件為36個提升托架，每個托架的四個角分別連接于兩組四條提升皮帶上的連接孔內(nèi)，通過連接螺桿穿過托架和皮帶上的孔進(jìn)行固定，在該設(shè)備運(yùn)行過程中，四個連接孔是承托托架上的煙箱的主要受力部件，同時在經(jīng)過運(yùn)輸皮帶兩端調(diào)頭處時，連接螺桿還會在皮帶的連接孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°，這就導(dǎo)致皮帶上的連接孔容易老化磨損，并發(fā)生龜裂，一旦連接龜裂后，由于皮帶連接孔承重能力下降，托架由于四個連接孔受力不均，會向發(fā)生龜裂的那一點(diǎn)傾斜，導(dǎo)致托架不再水平，繼而當(dāng)托架運(yùn)行至經(jīng)過煙箱入口運(yùn)輸輥部件時就會與之發(fā)生碰撞，造成托架、入口部件的雙重嚴(yán)重?fù)p壞，導(dǎo)致提升機(jī)長時間陷入停機(jī)狀態(tài)，并且耗費(fèi)大量時間進(jìn)行修理。33事故照片：44照片提供：王磊蔣超先55②提升機(jī)入口煙箱位置異常煙箱在進(jìn)入提升機(jī)托架之前，要經(jīng)過提升機(jī)入口部件，入口部件通過輸送送到托架上進(jìn)行提升，然而，由于入口輸送帶部件運(yùn)行穩(wěn)定性會有所波動，以及煙箱本身可能存在質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致煙箱可能無法運(yùn)送到位，位置異常的煙箱就會在托架提升的過程中與周圍部件發(fā)生碰撞，也可能在入庫出口處堵塞，造成提升機(jī)停機(jī)。煙箱異常通常有以下幾種情況：煙箱未運(yùn)送到位制圖人：王磊煙箱由于入口運(yùn)輸機(jī)構(gòu)偶發(fā)性故障，沒有完全運(yùn)送進(jìn)入等待托架提升的正確位置，當(dāng)煙箱被托架提升后就會與入口側(cè)壁發(fā)生碰撞并卡死，造成升降機(jī)的橡膠鏈過度牽拉和托架損壞。制圖人：王磊煙箱進(jìn)入提升機(jī)后位置歪斜在煙箱進(jìn)入提升機(jī)托架后還存在歪斜情況，這種狀態(tài)的煙箱可以被提升，但輸送到出口位置后由于出口軌道規(guī)格的限制，通常常會卡死在出口處，阻礙后續(xù)煙箱的入庫，發(fā)生嚴(yán)重堵塞，損壞成品及設(shè)備。66煙箱歪斜情況示意整體偏移一定角度偏移制圖人制圖人：王磊事故照片：7照片提供：山瑞學(xué)范庭雄7上述兩大故障發(fā)生次數(shù)及造成停機(jī)時間統(tǒng)計：故障發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計（2016年2月-5月）制圖人：安靖數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)小時小時造成停機(jī)時間統(tǒng)計（2016年2月-5月）制圖人：安靖數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)8888造成停機(jī)時間百分比統(tǒng)計（2016年2月）制圖人：安靖數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)造成停機(jī)時間百分比統(tǒng)計（2016年3月）制圖人：安靖數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)99造成停機(jī)時間百分比統(tǒng)計（2016年4月）制圖人：安靖數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)造成停機(jī)時間百分比統(tǒng)計（2016年5月）制圖人：安靖數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)1010由此可見，托架連接孔龜裂及入口煙箱位置異常兩大問題雖然發(fā)生次數(shù)并不算非常頻繁，但每發(fā)生一次都會造成至少3小時以上長時間停機(jī)，占到總停機(jī)時間的80%以上。是影響提升機(jī)工作效率的最重大故障問題。照片提供：岳紹東同時，由于提升機(jī)安裝于一個寬度僅有6m的狹長豎直空間內(nèi)，長度跨域卷包車間1-3樓，上述兩種故障發(fā)生造成提升機(jī)設(shè)備停機(jī)后，修理難度非常巨大，修理過程中也會對修理人員造成人身安全威脅。因此，如何應(yīng)對這兩個問題造成的提升機(jī)事故便是本次QC活動的核心任務(wù)所在。11101110課題選定小組成員根據(jù)現(xiàn)狀的實際情況進(jìn)行了深入分析，認(rèn)為造成提升機(jī)嚴(yán)重事故的這兩大問題從源頭上難以徹底消除，因此考慮從安全防護(hù)的角度出發(fā)，采用有針對性的安全防護(hù)系統(tǒng)降低事故發(fā)生幾率或者減輕事故發(fā)生后造成的損失，提高提升機(jī)運(yùn)行的可靠性。小組人員在各大文獻(xiàn)網(wǎng)站及業(yè)內(nèi)進(jìn)行了相關(guān)內(nèi)容檢索，得到的結(jié)果為：12煙草在線搜索12萬方數(shù)據(jù)庫搜索中國知網(wǎng)搜索可見，目前在行業(yè)內(nèi)并無針對TL5129型提升機(jī)的成熟安全防護(hù)系統(tǒng)方案，故本次QC活動的課題確定為：TL5129型卷煙提升機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)的研制1313制定目標(biāo)小組根據(jù)現(xiàn)狀問題情況，認(rèn)為造成提升機(jī)長時間停機(jī)的兩大事故對生產(chǎn)效率，設(shè)備安全和成品質(zhì)量等方面都造成了非常嚴(yán)重的后果，應(yīng)該完全杜絕其引起事故發(fā)生的可能性，所以，我們決定將目標(biāo)設(shè)定為：將TL5129型煙箱提升機(jī)安全防護(hù)系統(tǒng)對托架連接孔龜裂或入口煙箱位置異常兩大故障問題的防護(hù)有效率達(dá)到100%。目標(biāo)可行性分析：現(xiàn)象的可檢測性：小組人員通過了解發(fā)現(xiàn)，造成提升機(jī)嚴(yán)重事故的兩個問題并非瞬間產(chǎn)生，而是存在一個較長的形成過程，在事故隱患從小到大的發(fā)展過程中會在提升機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)上造成一些可以觀察和檢測到的端倪的，比如托架連接孔在發(fā)生龜裂的初期會導(dǎo)致托架向發(fā)生龜裂的那一點(diǎn)傾斜；發(fā)生龜裂的那個皮帶連接孔會由于承載能力下降而在運(yùn)行到底端調(diào)頭段時向下沉降；入口煙箱位置異常時與正確位置存在較大差異；提升機(jī)托架與入口輥碰撞或卡住煙箱后會造成提升機(jī)輸送帶顯著拉升等等。這些物理變化上的現(xiàn)象顯然是可以通過檢測手段進(jìn)行監(jiān)控的。檢測準(zhǔn)確性：上述兩個需要監(jiān)控的現(xiàn)象都屬于某物體物理位置上與參考值之間的差異，對于這種類型的檢測對象以現(xiàn)在的檢測技術(shù)是可以進(jìn)行精確監(jiān)控的，通過常用的微動限位開關(guān)，光電開關(guān)等檢測元件可以對物理位置的微小變化進(jìn)行檢測，比如卷包設(shè)備上的安全防護(hù)連鎖，其監(jiān)控的正是防護(hù)罩物理位置的變化，其準(zhǔn)確度可達(dá)100%，又如檢測膠缸內(nèi)膠液面物理高度的檢測，準(zhǔn)確度同樣非常高。1414預(yù)警后采取措施的時間充足性：托架的連接孔從發(fā)生初期微小龜裂到最終引起嚴(yán)重事故是一個逐漸積累的過程，通常需要經(jīng)歷數(shù)十小時，相較于提升機(jī)一個工作循環(huán)為107秒，也即是有超過7000個工作循環(huán)的時間允許我們預(yù)先采取措施，而在初期發(fā)生微小龜裂后引起的物理變化現(xiàn)象已經(jīng)足以被識別，所以只要我們利用預(yù)警裝置在發(fā)生龜裂的初期提醒操作及修理人員采取措施進(jìn)行修理，我們將擁有足夠的時間將事故消除在萌芽階段，避免事故發(fā)生。而對于入口煙箱位置異常，煙箱在進(jìn)入提升機(jī)后到開始被托架提升之間有2-3秒的時間，以現(xiàn)階段檢測元件及PLC的反應(yīng)速度，在檢測到煙箱位置異常后足以在該異常煙箱被提升之前發(fā)出停機(jī)信號，提升機(jī)正常情況只需要0.5s左右的時間即可完全停止，因此同樣有足夠的時間讓操作人員處理該異常煙箱避免事故發(fā)生。綜合以上三點(diǎn)，我們認(rèn)為要做到對托架連接孔龜裂的預(yù)警及監(jiān)控入口煙箱位置是否異常，我們需要關(guān)注的對象都是可以利用現(xiàn)有檢測技術(shù)進(jìn)行精確監(jiān)控的，同時從監(jiān)控發(fā)現(xiàn)存在異常到真正引起事故之間有充足的時間進(jìn)行預(yù)防性處理，因此我們有理由相信，本套系統(tǒng)研制成功后可以完全避免由以上兩大原因引起的提升機(jī)長時間停機(jī)事故，所以，我們認(rèn)為，防護(hù)成功率達(dá)到100%的目標(biāo)是可以實現(xiàn)的！1515防護(hù)總方案選定防護(hù)總方案選定總方案需求分析：防護(hù)系統(tǒng)能有效降低事故對提升機(jī)及卷煙成品造成的損傷；檢測信號易于PLC程序編寫控制；系統(tǒng)安裝后不會影響設(shè)備正常運(yùn)行；成本合理，使用元件易于采購，成本控制在20000元以內(nèi)。方案方案二：預(yù)警式安全防護(hù)系統(tǒng)防護(hù)總方案選定方案一：過載式安全防護(hù)系統(tǒng)方案一：過載式安全防護(hù)系統(tǒng)方案描述：在事故發(fā)生后借助過載離合器、壓敏電阻監(jiān)控等方式，在造成嚴(yán)重?fù)p失之前控制提升機(jī)停機(jī)，避免事故發(fā)展至損失過大的情況，以起到安全防護(hù)的作用。過載式防護(hù)系統(tǒng)過載式防護(hù)系統(tǒng)事故隱患事故隱患事故發(fā)生嚴(yán)重?fù)p失事故發(fā)生嚴(yán)重?fù)p失1616切斷動力方案效用圖：切斷動力過載檢測過載檢測停機(jī)事故發(fā)生停機(jī)事故發(fā)生嚴(yán)重?fù)p失嚴(yán)重?fù)p失方案分析：該方案可以在事故發(fā)生后通過過載檢測在事故狀況進(jìn)一步惡化之前切斷設(shè)備動力,讓設(shè)備及時停機(jī),避免造成過于嚴(yán)重的損失。這種方式雖然可以減輕事故造成損壞的程度,但由于事故已經(jīng)發(fā)生,因此依然會對設(shè)備有輕微損傷.方案二：預(yù)警式安全防護(hù)系統(tǒng)方案描述：通過監(jiān)控那些可以預(yù)示事故發(fā)生的早期隱患現(xiàn)象，在隱患出現(xiàn)后及時停機(jī)進(jìn)行預(yù)防性修理，排除設(shè)備隱患將事故消除在萌芽之中，以起到安全防護(hù)作用。防護(hù)介入點(diǎn)：預(yù)警式預(yù)警式防護(hù)系統(tǒng)事故隱患事故隱患事故發(fā)生嚴(yán)重?fù)p失事故發(fā)生嚴(yán)重?fù)p失1717方案切斷動力效用圖：切斷動力隱患識別隱患識別事故隱患事故隱患事故發(fā)生停機(jī)事故發(fā)生停機(jī)方案分析：該方案通過監(jiān)控隱患現(xiàn)象，可以在事故發(fā)生之前發(fā)出預(yù)警型號，將設(shè)備停機(jī)進(jìn)行預(yù)防性修理，將事故消除在萌芽之中，從根本上避免了事故發(fā)生，防護(hù)程度更為徹底。但如何選取隱患現(xiàn)象進(jìn)行有效監(jiān)控是本方案的難點(diǎn)。模擬試驗論證：實驗設(shè)計：過載式：在提升機(jī)入口輸送輥下方放置小木棍，小木棍數(shù)量為30支，在提升機(jī)托盤與木棍接觸造成卡阻之后0.5s內(nèi)停機(jī)，統(tǒng)計完好木棍數(shù)量，重復(fù)實驗20次，模擬過載防護(hù)有效性。預(yù)警式：在提升機(jī)入口輸送輥下方放置小木棍，小木棍數(shù)量為30支，在提升機(jī)托盤與木棍接觸造成卡阻之前停機(jī)，統(tǒng)計完好木棍數(shù)量，重復(fù)實驗20次，模擬預(yù)警防護(hù)有效性。1818實驗結(jié)果:過載式：實驗次數(shù)12345678910完好木棍25262426252724252625實驗次數(shù)11121314151617181920完好木棍24272526232725262425平均防護(hù)有效性=84.16%預(yù)警式：實驗次數(shù)12345678910完好木棍30303030303030303030實驗次數(shù)11121314151617181920完好木棍30303030303030303030平均防護(hù)有效性=100%方案項目方案1：過載式方案2：預(yù)警式方案簡述在事故發(fā)生后通過過載檢測停機(jī)，避免事故擴(kuò)大通過監(jiān)控事故早期現(xiàn)象發(fā)出預(yù)警，在事故發(fā)生前消除隱患防護(hù)效用輕微損傷<2000元/次無損傷0元/次實現(xiàn)難度對過載狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，難度一般對事故隱患進(jìn)行監(jiān)控，難度較高防護(hù)有效性模擬84.16%100%實現(xiàn)成本約3000元約10000元是否采用否是1919分方案分方案確定檢測安裝距離確定預(yù)警隱患現(xiàn)象選擇檢測安裝距離確定預(yù)警隱患現(xiàn)象選擇檢測檢測元件類型選擇托架托架連接孔龜裂預(yù)警檢測檢測元件型號選擇檢測檢測安裝位置選擇預(yù)警式預(yù)警式安全防護(hù)系統(tǒng)檢測檢測元件類型選擇入口煙箱位置異常入口煙箱位置異常預(yù)警檢測檢測安裝位置及數(shù)量確定檢測檢測安裝距離確定檢測檢測觸發(fā)周期確定PLCPLC接入方式選擇PLCPLC控制系統(tǒng)選擇PLCPLC型號選擇PLCPLC控制邏輯確定2020托架托架連接孔龜裂預(yù)警托盤連接頭下沉量預(yù)警隱患現(xiàn)象托盤連接頭下沉量預(yù)警隱患現(xiàn)象托盤水平度現(xiàn)象一：監(jiān)控托盤水平度提升機(jī)托架鏈接孔龜裂后托盤會向存在龜裂的一側(cè)發(fā)生傾斜，繼而導(dǎo)致托盤的水平度發(fā)生變化，將這種變化作為隱患現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控：正常托盤龜裂托盤2121現(xiàn)象二：監(jiān)控托盤連接頭下沉量提升機(jī)托架鏈接孔龜裂后，存在龜裂的連接頭由于承重性能改變會發(fā)生下沉，將這種變化作為隱患現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控：正常托架連接頭龜裂托架連接頭隱患項目托架水平度托架連接頭下沉量預(yù)警提前性提前1-2小時以內(nèi)(一般)提前5-10小時(優(yōu)秀)預(yù)警準(zhǔn)確性水平度監(jiān)控難度較大下沉量屬物理距離變化監(jiān)控相對容易安裝難易程度需要在對整個輸送帶所有托盤進(jìn)行監(jiān)控(差)只需在隱患現(xiàn)象區(qū)域安置檢測裝置即可(優(yōu)秀)實現(xiàn)成本水平度探測元件約500元/個物理距離檢測元件約60元/個是否采用否是2222限位開關(guān)檢測電容限位開關(guān)檢測電容接近檢測檢測元件類型選擇光電檢測2323類型項目光電檢測限位開關(guān)檢測電容接近檢測檢測原理簡述在提升機(jī)皮帶底端調(diào)頭處托架連接孔經(jīng)過的軌跡上安裝暗通光電檢測及反光片，一旦連接孔發(fā)生龜裂向下沉降在經(jīng)過檢測位置時就會遮擋光電檢測與反光片之間的光束，以達(dá)到檢測目的在提升機(jī)皮帶底端調(diào)頭處托架連接孔經(jīng)過的軌跡上安裝限位開關(guān)，一旦連接孔發(fā)生龜裂向下沉降在經(jīng)過檢測位置時就會觸碰限位開關(guān)，以達(dá)到檢測目的在提升機(jī)皮帶底端調(diào)頭處托架連接孔經(jīng)過的軌跡上安裝電容檢測，一旦連接孔發(fā)生龜裂向下沉降在經(jīng)過檢測位置時就會因過于接近電容檢測輸出信號，以達(dá)到檢測目的檢測準(zhǔn)確性高高高檢測維護(hù)難易程度由于提升機(jī)皮帶底端調(diào)頭處接近地面，光電檢測易被灰塵覆蓋引起誤檢(一般)對環(huán)境要求不高，檢測完成后可立即復(fù)位，維護(hù)容易(優(yōu)秀)由于提升機(jī)皮帶底端調(diào)頭處接近地面，電容檢測容易被灰塵覆蓋引起誤檢，維護(hù)困難(差)安裝難易程度需安裝光電檢測及反光片，同時兩者要保持精確對應(yīng)，安裝難度大(差)只需針對每條皮帶安裝一個限位開關(guān)檢測(優(yōu)秀)只需針對每條皮帶安裝一個電容檢測(優(yōu)秀)檢測壽命參考200000小時90000小時120000小時檢測價格參考500元/個60元/個200元/個是否選用否是否檢測安裝位置的選擇輸送帶內(nèi)側(cè)帶輪處輸送帶內(nèi)側(cè)帶輪處輸送帶內(nèi)外側(cè)帶輪之間檢測安裝位置選擇輸送帶外側(cè)帶輪處2424位置項目輸送帶外側(cè)帶輪處輸送帶內(nèi)側(cè)帶輪處輸送帶內(nèi)外側(cè)帶輪之間連接孔下移顯著性此位置在連接孔龜裂初期下移量約為2mm(良好)此位置在連接孔龜裂初期下移量約為2mm(良好)此位置在連接孔龜裂初期下移量約為3mm(優(yōu)秀)皮帶運(yùn)行穩(wěn)定性帶輪張力作用下運(yùn)行穩(wěn)定(優(yōu)秀)帶輪張力作用下運(yùn)行穩(wěn)定(優(yōu)秀)兩帶輪之間皮帶運(yùn)行存在抖動(一般)安裝難易程度空間開闊，易于安裝(優(yōu)秀)空間擁擠，安裝困難(差)空間開闊，易于安裝(優(yōu)秀)預(yù)警后維修便利程度空間開闊，預(yù)警后易于維修(優(yōu)秀)空間狹小，預(yù)警后維修困難(差)空間開闊，預(yù)警后易于維修(優(yōu)秀)是否選用是否否檢測元件型號的選擇CHERRYDC1CHERRYDC1STDELETM-1704檢測元件型號選擇SCHMERSALZK425242524型號項目SCHMERSALZK4CHERRYDC1STDELETM-1704元件圖片元件類型滾珠擺桿型滾珠擺桿型滾珠擺桿型最小觸發(fā)距離0.5mm(良好)0.3mm(優(yōu)秀)0.8mm(一般)使用壽命2,000,000次(良好)5,000,000次(優(yōu)秀)1,500,000次(一般)環(huán)境要求-20℃~60℃(允許)-30℃~80℃(允許)-5℃~40℃(允許)特殊性能無IP57防塵無單價150元220元80元是否選用是否否檢測安裝距離確定限位開關(guān)距離托架連接頭的高度決定了本套預(yù)警裝置的靈敏程度，如果距離太遠(yuǎn)，無法在龜裂發(fā)生的初期進(jìn)行有效預(yù)警；若距離太近，則靈敏度太高，會頻繁造成誤檢停機(jī)影響設(shè)備運(yùn)行效率，對于這一距離的確定，我們從如下幾點(diǎn)入手：①最大值確定：限位開關(guān)與托架連接孔距離必須保證當(dāng)某個皮帶上的連接孔發(fā)生龜裂后的向下沉降的高度足以觸發(fā)檢測，否則檢測將不能對龜裂進(jìn)行預(yù)警，因此：2626限位開關(guān)與托架連接孔距離最大值(M)=連接孔發(fā)生龜裂預(yù)警最大允許下沉量(R)-限位開關(guān)最小觸發(fā)距離下面對R進(jìn)行確定：輸送帶連接孔橫截面如下圖所示：從連接孔發(fā)生龜裂到該連接孔完全斷裂，被連接頭磨損的承重橡膠厚度一共有8mm，我們認(rèn)為，要做到對連接頭龜裂的有效預(yù)警，預(yù)警時預(yù)留的安全承重厚度應(yīng)該不小于總承重厚度的55%，則最大允許龜裂下沉量R=8*(1-55%)=3.6mm則M=3.6-0.5=3.1mm2727②限位開關(guān)距離確定：限位開關(guān)與托架連接孔距離如果過近，則會頻繁導(dǎo)致誤檢停機(jī)，影響完好連接孔的通過性，所以開關(guān)距離在保證能有效預(yù)警的同時應(yīng)保證不影響所有完好托架連接孔正常通過檢測。我們的實驗方法：在一根所有在用連接孔完好的皮帶上對其中一個連接孔人為造成3.5mm龜裂；然后用一個限位開關(guān)對其進(jìn)行檢測，從距離一個完好的參考連接頭4mm開始縮小；統(tǒng)計隨著距離縮小在一個周期運(yùn)行過程中是否能對龜裂的連接孔進(jìn)行預(yù)警；統(tǒng)計隨著距離縮小在一個周期運(yùn)行過程中及誤檢次數(shù)增加情況；得到如下統(tǒng)計：距離(cm)43.93.83.73.63.53.43.33.23.132.92.82.7誤檢次數(shù)00000000000000距離(cm)2.62.52.42.32.22.121.91.81.71.61.51.41.3誤檢次數(shù)000000024812202632距離(cm)1.21.1誤檢次數(shù)363628根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，繪制散點(diǎn)圖：28根據(jù)散點(diǎn)圖，限位開關(guān)安裝距離和誤檢次數(shù)呈指數(shù)關(guān)系，于是采用非線性回歸模型：Y經(jīng)變量變換后轉(zhuǎn)化為：Y=其中Y=lnY,a=lnαx1.11.21.31.41.51.61.71.81.9y3.6893.6383.4663.2583.0002.4852.081.3860.693經(jīng)計算得：b=-0.26768,從而有y29又可求得29t=即可知線性回歸效果是高顯著的。代回原變量，得曲線回歸方程y=擬合函數(shù)圖為：制圖人：蘇麗擬合得到如下函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=1.8969x4-26.918x3+138.94x2-309.01x+249.55R2=0.98155在誤檢次數(shù)可接受范圍內(nèi)，限位開關(guān)與托架連接孔距離確定為：2.0mm2.0mm3030入口入口煙箱位置異常檢測檢測元件類型選擇光電光電檢測微動檢測檢測元件類型選擇視覺檢測3131類型項目視覺檢測光電檢測微動檢測檢測原理簡述采用工業(yè)攝像機(jī)對入口煙箱位置進(jìn)行拍攝，以煙箱位置狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)對比判定是否存在位置異常采用光電檢測劃定入口煙箱位置異常判定邊界，以煙箱是否超過光束邊界判定是否異常采用微動檢測安裝在判定煙箱異常位置邊界，以煙箱是否觸動檢測判定是否異常檢測可靠性高精度工業(yè)攝像機(jī)對煙箱尺寸大小的物體位置具有精準(zhǔn)識別能力，但攝像系統(tǒng)對環(huán)境要求較高，需安裝在機(jī)械振動微小的位置(一般)常用光電檢測對是否被物體遮擋具有100%檢測準(zhǔn)確性，對安裝環(huán)境沒有苛刻要求(優(yōu)秀)微動檢測可以對對輕微外力觸碰做出靈敏反應(yīng)，對安裝環(huán)境沒有苛刻要求(優(yōu)秀)檢測距離無接觸遠(yuǎn)程檢測無接觸遠(yuǎn)程檢測有接觸微距檢測元件成本約6000元/套(差)約300元/個(優(yōu)秀)約100元/個(優(yōu)秀)編程難易程度視覺攝像檢測涉及標(biāo)準(zhǔn)圖像和被檢測體之間動態(tài)對比，編程難度較大(差)光電檢測編程只涉及光束是否被接收（或被阻斷），難度較低(優(yōu)秀)微動檢測編程只涉及開關(guān)是否被觸動，難度較低(優(yōu)秀)安裝難易程度檢測系統(tǒng)體積較大，需搭建專門安裝平臺(差)可安裝在入口處側(cè)面框架上(優(yōu)秀)需安裝在煙箱進(jìn)入托架后兩側(cè)面，與托架運(yùn)行發(fā)生干涉(差)是否采用否是否3232檢測安裝位置及數(shù)量的確定：對于我們已經(jīng)決定采用的光電檢測方案，檢測元件的安裝位置由判定煙箱位置是否異常的判定邊界決定，下面我們對托架上煙箱位置的安全邊際進(jìn)行確定。托架上煙箱的正確位置俯視圖如圖所示：3333X軸檢測位置確定:煙箱X軸上的位置將決定能否在提升機(jī)出口端被順利推出進(jìn)入出口軌道，當(dāng)煙箱位于托架上正確位置時，煙箱X軸上的偏移應(yīng)位于兩條出口軌道邊緣延長線內(nèi)，如下圖所示N端N端M端因此，X軸上M端和N端的兩個光電檢測就應(yīng)位于與軌道兩邊緣對應(yīng)的延長線上，通過兩條光束對煙箱X軸方向上兩側(cè)的偏移進(jìn)行監(jiān)控，一旦超過安全邊緣便判定為位置異常。3434Y軸檢測位置確定：煙箱Y軸方向的位置決定了煙箱在提升過程中會不會與提升機(jī)外側(cè)框架發(fā)生碰撞擠壓，當(dāng)煙箱位于托架上正確位置時，煙箱應(yīng)位于外側(cè)框架投影面內(nèi)部，同時與Y軸推入方向最前端限位擋板擠緊，如下圖所示：因此，Y軸上只需在B端根據(jù)正確位置要求，設(shè)置一個光電檢測用一條光束限定煙箱Y軸方向是否到位即可，B端限定后，A端自然已經(jīng)處于與限位擋板擠緊狀態(tài)，無需再做檢測35綜合以上分析，我們確定，需要采用三個光電檢測，M端N端檢測分別位于煙箱X軸方向與出口軌道兩邊緣對應(yīng)位置，B檢測位于煙箱Y軸方向處于正確位置時B端邊緣對應(yīng)位置。35檢測安裝距離的確定①M(fèi),N檢測距離的確定M,N檢測限定煙箱X軸方向位移，它們之間的最大距離就等于出口軌道間距470mm，煙箱寬度為458mm，則M,N與煙箱之間的最大距離為5mm，因此，我們將兩個檢測從距離煙箱0.2mm開始逐漸擴(kuò)大，每個距離上進(jìn)行100次煙箱推入，統(tǒng)計誤檢次數(shù)增加情況，得到如下結(jié)果：M，N檢測與煙箱距離x0.20.81.21.622.42.83.23.84.24.85誤檢次數(shù)y9278635034251331211根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，畫出散點(diǎn)圖：3636基于散點(diǎn)圖，我們選取模型Y=對其進(jìn)行擬合，求回歸方程。令x1Y=這是一個二元線性回歸模型，X=10.20.0410.80.6411.21.44經(jīng)計算X(X得正規(guī)方程組的解為B故回歸方程為：y=5.12883737根據(jù)回歸方程，畫出回歸函數(shù)圖：由于回歸方程中b2>0，二次函數(shù)y=5.1288x2-47.237x+108.07，可以取到最小值，但要求x>0,y≥0所以M、N的安裝位置與煙箱距離取定為：3.63.6mm②B檢測距離的確定38B檢測限定煙箱Y軸方向位移，我們將B檢測從距離煙箱0.5mm開始逐漸擴(kuò)大，每個距離上進(jìn)行100次煙箱推入，統(tǒng)計誤檢次數(shù)增加情況，得到如下結(jié)果：38B檢測與煙箱距離x(mm)0.511.522.533.544.555.56誤檢次數(shù)y988475625543291814950B檢測與煙箱距離x(mm)6.577.588.599.510誤檢次數(shù)y00000000根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，畫出散點(diǎn)圖：由散點(diǎn)圖可以看出，該函數(shù)是分段函數(shù)，y=ax+c,x≤b我們對前12組數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性擬合：得到擬合函數(shù)為：y=-18.217x+100.29令y=0，求得x=5.5139所以求得分段函數(shù)為：39y=-18.217x+100.29所以B的安裝位置與煙箱距離取定為：5.5mm5.5mm檢測觸發(fā)周期的確定通過上述對檢測位置的確定，我們知道M,N兩個檢測用于監(jiān)控?zé)熛鋁軸方向上位移，檢測B用于監(jiān)控Y軸上煙箱是否到位，如果其中任何一個檢測被煙箱遮擋，則判定煙箱位置出界存在異常，然而小組人員通過進(jìn)一步細(xì)化觀察發(fā)現(xiàn)以下兩個問題：①提升機(jī)正常運(yùn)行時托架連接桿向上提升過程中會從M,N兩個檢測前方經(jīng)過，則M，N檢測就會因為托架連接桿而非煙箱的遮擋發(fā)出信號，產(chǎn)生誤判:4040②煙箱在Y軸方向上推入托架的運(yùn)動過程中會從B檢測上方經(jīng)過遮擋檢測，產(chǎn)生誤判:BB可見，這三個光電檢測點(diǎn)在提升機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中都會因其他因素被遮擋，邏輯控制上不能簡單認(rèn)為它們被遮擋了就存在煙箱異常，因此，小組人員認(rèn)為需要尋找某種參考條件，對應(yīng)煙箱被推到入口輸送輥上處于靜止?fàn)顟B(tài)后等待被托架提升瞬間的狀態(tài)，在這一瞬間讀取三個檢測點(diǎn)是否被遮擋的情況以確定煙箱在托架上是否存在位置異常。以該參考條件是否達(dá)成作為是否啟動煙箱位置異常檢測的周期性控制手段。當(dāng)該條件達(dá)成時，三個檢測點(diǎn)任意一個被遮擋判定煙箱位置異常當(dāng)該條件未達(dá)成時，三個檢測點(diǎn)無論是否被遮擋均不發(fā)出信號4141通過小組成員細(xì)致觀察，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)煙箱被推入到入口輸送輥上處于靜止?fàn)顟B(tài)后即將被托架接觸提升的瞬間托架連接桿會從煙箱下方的提升機(jī)框架前經(jīng)過，可以在框架上設(shè)置一個光電檢測K，當(dāng)它被托架連接桿遮擋得電時，正好對應(yīng)煙箱即將被托架提升瞬間，此時的煙箱位于入口輥上處于靜止，周圍沒有其他物件遮擋，是檢測其位置是否異常的最佳機(jī)會，就在這一瞬間啟動三個檢測對其位置進(jìn)行監(jiān)檢測檢測K被托架連接桿遮擋得電瞬間對應(yīng)煙箱位于入口輥上處于靜止等待托架提升，此時便是檢測煙箱位置是否異常的最佳時機(jī)4242綜上，我們制定如下檢測觸發(fā)周期邏輯：開始開始讀取檢測K讀取檢測K信號NNKK被遮擋？YNYN讀取讀取檢測M\N\B信號任一被遮擋？任一被遮擋？YY入口入口煙箱位置異常結(jié)束結(jié)束4343PPLC控制系統(tǒng)獨(dú)立式PLC接入方式選擇嵌入式獨(dú)立式PLC接入方式選擇嵌入式接入方式項目嵌入式獨(dú)立式工作穩(wěn)定性共用原設(shè)備PLC，相互之間存在程序干擾，穩(wěn)定性不佳(差)與原設(shè)備PLC獨(dú)立工作，不存在干涉，保持原系統(tǒng)完整性(優(yōu)秀)程序編寫難易程度需對原設(shè)備PLC控制程序進(jìn)行修改，工作量較大(差)小組人員具有編寫?yīng)毩LC程序能力(優(yōu)秀)安裝難易度在原有PLC上接線(良好)在獨(dú)立PLC上接線(良好)使用成本無需購買PLC(優(yōu)秀)需購買獨(dú)立PLC(一般)是否選用否是4444PLC型號選擇SIEMENSS7-400SIEMENSS7-400PLC型號選擇SIEMENSS7-200型號項目SIEMENSS7-200SIEMENSS7-400應(yīng)用系統(tǒng)微型系統(tǒng)中大型系統(tǒng)接入點(diǎn)個數(shù)32(需求接入點(diǎn)16個)256(需求接入點(diǎn)16個)工作環(huán)境要求-10℃~50℃(允許)-5℃~40℃(允許)無故障壽命1,000,000小時(良好)3,000,000小時(優(yōu)秀)單價450元1600元是否選用是否4545PLC控制邏輯確定根據(jù)在二級分方案中確定的兩部分預(yù)警監(jiān)測具體細(xì)節(jié)，整套預(yù)警系統(tǒng)對應(yīng)的PLC控制邏輯如下：開始開始任一被遮擋？讀取檢測M\N\B信號讀取檢測K信號K被遮擋？入口任一被遮擋？讀取檢測M\N\B信號讀取檢測K信號K被遮擋？入口煙箱位置異常任一被觸動？讀取S1-S4信號托架連接孔發(fā)生龜裂NNNNYNYNYYYY停機(jī)停機(jī)4646制定對策制表人：曾天午吳明毅4747對策實施一對策實施對策實施一采用微動限位檢測對托架連接孔龜裂沉降情況進(jìn)行預(yù)警措施1：在提升機(jī)底端四條輸送帶外側(cè)驅(qū)動帶輪下方安裝四個OMRONV-156-1C25型微動限位檢測S1-S4負(fù)責(zé)人：山瑞學(xué)范庭雄措施檢查：經(jīng)由劉波檢查，四個檢測穩(wěn)定固定在四個外側(cè)帶輪下方，達(dá)到安裝要求。

4848措施2：精確調(diào)整微動檢測滾輪與完好托架連接孔橡膠頭的距離至2.0mm負(fù)責(zé)人：山瑞學(xué)范庭雄措施檢查：經(jīng)由劉波檢查，四個檢測滾輪均已精確調(diào)整至與參考完好連接頭距離2mm高度，達(dá)到使用要求4949實施一檢查：在所有檢測安裝調(diào)試完畢后，我們采用人為模擬龜裂發(fā)生的方式，對四條輸送皮帶對應(yīng)的四個微動限位檢測進(jìn)行了靈敏性實驗，考察所有檢測是否已經(jīng)安裝到位，能夠?qū)斄殉两颠M(jìn)行準(zhǔn)確的反應(yīng)。實驗數(shù)據(jù)如下是否反應(yīng)沉降距離S1S2S3S42.5mm是是是是2.8mm是是是是3.0mm是是是是3.2mm是是是是3.5mm是是是是反應(yīng)率100%100%100%100%制表人：山瑞學(xué)通過實驗，四個檢測點(diǎn)對2.5mm以上的連接孔沉降距離均能準(zhǔn)確反應(yīng)，實施一達(dá)到實施目標(biāo)。對策實施優(yōu)化：在對策一實施和檢查完成后，我們還根據(jù)實施過程中發(fā)現(xiàn)的可改進(jìn)空間，進(jìn)行了以下對策優(yōu)化：增加了一個預(yù)警指示燈面板，當(dāng)S1-S4任一開關(guān)被觸動停機(jī)的同時面板上對應(yīng)報警燈亮起，便于修理人員迅速確認(rèn)發(fā)生連接孔龜裂的皮帶進(jìn)行修理。為了延長托架連接孔使用壽命，我們將連接孔改造為金屬軸承連接，以滾動摩擦取代滑動摩擦，減少運(yùn)行過程中對連接孔的損耗，降低龜裂發(fā)生的可能性。5050對策實施二對策實施二措施1：在提升機(jī)煙箱入口處一側(cè)框架上安裝光電檢測M、N，兩個檢測距離煙箱在托架上正確位置3.6mm負(fù)責(zé)人：王磊秦懷斌措施檢查：經(jīng)由俞永成檢查，M,N檢測固定穩(wěn)固，達(dá)到安裝位置要求5151措施2：在提升機(jī)煙箱入口處另一側(cè)框架上對應(yīng)光電檢測M、N位置安裝反光片，搭建鏡面反射暗通檢測負(fù)責(zé)人：山瑞學(xué)張國文措施檢查：經(jīng)由文祥檢查，反光片與檢測元件對應(yīng)準(zhǔn)確，反射光束信號穩(wěn)定5252措施3：在提升機(jī)煙箱入口輥下方安裝光電檢測B，檢測距離煙箱在托架上正確位置5.5mm，搭建漫反射亮通檢測負(fù)責(zé)人：秦懷斌范庭雄措施檢查：經(jīng)由岳紹東檢查，檢測B固定穩(wěn)固，達(dá)到安裝位置要求5353措施4：在光電檢測M正下方167mm處安裝光電檢測K，用于控制檢測觸發(fā)周期負(fù)責(zé)人：俞永成王磊措施檢查：經(jīng)由鄭云富檢查，檢測K固定穩(wěn)固，在被托架連接桿遮擋時能即時反應(yīng)5454實施二檢查：55我們采用人為移動入口煙箱位置的方式，模擬入口煙箱可能存在的各種異常，以檢驗各個檢測點(diǎn)是否能夠按照設(shè)計要求做出反饋，具體實驗數(shù)據(jù)如下：55是否反饋N煙箱N煙箱MB檢測M檢測N檢測B是否否NN煙箱MB否是否NN煙箱MB否否是NN煙箱MB是否是NN煙箱MB否是是NN煙箱MB是是是NN煙箱MB是是是反饋正確率100%100%100%56通過檢查，三個檢測對各種常見煙箱異位都能做出正確反饋，實施二達(dá)到實施目標(biāo)。56對策實施三采對策實施三措施1：繪制外掛PLC接入電柜布線圖紙負(fù)責(zé)人：王磊俞永成措施檢查：經(jīng)由山瑞學(xué)檢查，PLC布線圖紙設(shè)計合理5757措施2：按照圖紙在在電柜內(nèi)安裝外掛PLCSIEMENSS7-200型，接入各個檢測元件線路及提升機(jī)停機(jī)控制線路負(fù)責(zé)人：山瑞學(xué)王磊措施檢查：經(jīng)由俞永成檢查，PLC安裝位置穩(wěn)固，各線路接入正確5858措施3：編寫PLC控制程序并錄入PLC負(fù)責(zé)人：山瑞學(xué)俞永成措施檢查：經(jīng)由王磊檢查，PLC程序設(shè)計合理，無BUG存在5959實施三檢查：我們通過人為輸入PLC判斷所需外界參數(shù)，模擬PLC在實際運(yùn)行過程中可能遇到的的各種狀態(tài)，以測試PLC程序編寫正確性和穩(wěn)定性。實驗數(shù)據(jù)如下：制表人：王磊通過多組參數(shù)的實驗檢驗，PLC程序邏輯正確率達(dá)到100%，實施三達(dá)到實施目標(biāo)。6060效果檢查我們將改造完成后的6個月作為觀察期，在觀察期內(nèi)對該套防護(hù)系統(tǒng)避免TL5129型卷煙提升機(jī)嚴(yán)重事故發(fā)生的有效性進(jìn)行了跟蹤記錄，得到如下統(tǒng)計結(jié)果：2016年8月-2017年1月安全防護(hù)系統(tǒng)效用性能統(tǒng)計：制圖人：制圖人：蘇麗曾天午托架連接孔龜裂發(fā)生次數(shù)預(yù)警次數(shù)煙箱位置異常發(fā)生次數(shù)檢出次數(shù)制圖人：王磊數(shù)據(jù)來源：制造二部生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看到，在6個月的觀察期內(nèi)，安全防護(hù)系統(tǒng)對托架連接孔龜裂及入口煙箱位置異常兩大可能引起嚴(yán)重事故的現(xiàn)象進(jìn)行了有效的預(yù)警和檢測，且針對兩個問題都沒有發(fā)生任何一次預(yù)警上的遺漏。61因此，我們有理由認(rèn)為，該系統(tǒng)的防護(hù)有效率達(dá)到了100%，本次QC活動預(yù)期目標(biāo)成功實現(xiàn)！61收益分析活動成本本次QC活動成本統(tǒng)計如下：實施成本項目單價數(shù)量小計SCHMERSALZK4微動限位檢測1504600預(yù)警指示燈面板2001200PEPPERL+FUCHSRL28-55型光電檢測130022600鏡面反射反光片10220SICKWT150-P460型光電檢測4801480SIEMENSS7-200型PLC4501450活動經(jīng)費(fèi)1000總計5350制表人：王磊吳明毅收益分析：本次QC活動的收益主要體現(xiàn)在以下幾個方面：節(jié)省故障費(fèi)用：兩種故障每年約造成22次嚴(yán)重事故，根據(jù)過去以往事故發(fā)生后造成的損失統(tǒng)計，每次故障平均費(fèi)用為27400元，因此本QC項目年經(jīng)濟(jì)效益為：27400*22=602800元經(jīng)濟(jì)效益具體計算依據(jù)見附件：《煙草行業(yè)QC小組成果效果驗證表》6262節(jié)省人力勞動成本：提升機(jī)一旦發(fā)生由兩大問題引起的嚴(yán)重事故，