鐵路局房建生活段QC小組研制電熱開水器冷熱水隔離裝置成果匯報(bào)

2017年XX房建生活段QC成果材料研制電熱開水器冷熱水隔離裝置XX房建生活段XX公寓QC小組2017年3月目錄小組概況一、選擇課題二、設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析三、提出方案并確定最佳方案四、制訂對(duì)策五、對(duì)策實(shí)施六、確認(rèn)效果七、標(biāo)準(zhǔn)化八、總結(jié)與今后打算小組概況組建情況名稱XX公寓金雕QC小組成立日期2007年5月小組人數(shù)7人平均年齡39歲組長(zhǎng)XX注冊(cè)號(hào)16-08課題類型創(chuàng)新型活動(dòng)情況活動(dòng)課題研制電熱開水器冷熱水隔離裝置活動(dòng)時(shí)間2016年5月-2016年10月TQC教育平均48小時(shí)小組成員姓名性別年齡職務(wù)學(xué)歷組內(nèi)分工女37局企管專職本科活動(dòng)指導(dǎo)策劃者女41段企管專職本科活動(dòng)指導(dǎo)推進(jìn)者男53電機(jī)鉗工中專組長(zhǎng)：全面負(fù)責(zé)男24工程師本科對(duì)策實(shí)施男27工程師本科資料收集男44空調(diào)司機(jī)高中對(duì)策實(shí)施男45空調(diào)司機(jī)高中效果驗(yàn)證歷年成果2013年降低ZTP電子消毒柜故障率鐵總優(yōu)2014年研制空氣源熱泵溫控?cái)嗦窂?fù)位路國(guó)優(yōu)2015年研制電蒸飯箱缺水防干燒裝置鐵總優(yōu)活動(dòng)時(shí)間：2016年5月—2016年10月名稱日期五月六月七月八月九月十月選擇課題

設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析

提出方案并確定最佳方案

制訂對(duì)策

對(duì)策實(shí)施

效果檢查

標(biāo)準(zhǔn)化

總結(jié)與下一步打算

研制電熱開水器冷熱水隔離裝置計(jì)劃進(jìn)度表(甘特圖)制表人：高嘉晨

制表時(shí)間：2016.5.3一、選擇課題1、選題來源問題：公寓供乘務(wù)員飲用水為電熱開水器（如下圖），此開水器為自動(dòng)加水，當(dāng)放開水18S后自動(dòng)補(bǔ)冷水出水溫度降為100℃以下。如一層樓多人在同一時(shí)段打開水，只有2人能喝到100℃開水。同時(shí)段調(diào)查統(tǒng)計(jì)表如下：同到寓打開水人數(shù)（2分鐘）打到100℃開水人數(shù) 不滿意人數(shù)

5人 2人 2人為減少寓乘矛盾，提高乘務(wù)員對(duì)公寓的滿意度。熱開水器現(xiàn)有的技術(shù)工藝、技術(shù)方法無法實(shí)現(xiàn)或滿足出水為100℃時(shí)不自動(dòng)進(jìn)冷水的要求。電熱開水器電熱開水器電路圖2、選題要求：（1）針對(duì)需求借鑒查新檢索詞：電熱開水器水溫到100℃時(shí)，不能進(jìn)入冷水，要能夠自動(dòng)切斷冷水，冷熱水隔離裝置就起到自動(dòng)分離作用，使設(shè)備正常運(yùn)行。電器數(shù)據(jù)庫NST2科技圖書文獻(xiàn)中心電器專利數(shù)據(jù)庫NAST國(guó)家科技成果網(wǎng)電器產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)《水力學(xué)及熱工學(xué)基礎(chǔ)》中國(guó)鐵道出版社《電工技術(shù)基礎(chǔ)》高等教育出版社《電子技術(shù)基礎(chǔ)》高等教育出版社《機(jī)械原理與機(jī)械零件》高等教育出版社《機(jī)械制圖》高等教育出版社通過文獻(xiàn)查閱查新，小組收集到若干方案及參考文獻(xiàn)不能直接用，但可以進(jìn)行借鑒，使小組萌發(fā)了創(chuàng)新的思路。查新方案方案來源借鑒方案難點(diǎn)電熱開水器冷熱水隔離裝置系統(tǒng)可自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行《電熱開水器冷熱水隔離裝置系統(tǒng)及方法》（電器成果網(wǎng)成果）通過電熱開水器冷熱水隔離裝置，進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)工作。建議在水溫達(dá)到100℃時(shí)，切斷進(jìn)入冷水溫控探頭實(shí)現(xiàn)傳輸控制《溫控探頭實(shí)現(xiàn)傳輸控制》（電子期刊第15期）對(duì)傳輸控制的溫控探頭連續(xù)動(dòng)作對(duì)溫控探頭角度的定位具有熱保功能自動(dòng)空氣開關(guān)原理《一種具有雙金屬片的自動(dòng)空氣可關(guān)功能》（電工技術(shù)期刊8期）具有雙溫雙控功能的雙金屬片雙溫金屬片達(dá)到溫度后要?jiǎng)幼鞲綦x冷水滑塊運(yùn)動(dòng)組件《水力學(xué)及熱工學(xué)基礎(chǔ)》（中國(guó)鐵道出版社）沿程水頭損失：應(yīng)用相似條件下，運(yùn)動(dòng)滑塊不能滲水制表人：XX

制表時(shí)間：2016.5.1（2）課題選定

小組成員集思廣益，開動(dòng)腦筋，通過研制一種冷熱水隔離裝置實(shí)現(xiàn)出水溫度在100℃時(shí)，自動(dòng)隔離冷水，待水溫在100℃以下時(shí)自動(dòng)補(bǔ)充冷水加熱。二、設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析制表人：高嘉晨

制表時(shí)間：2016.5.21、目標(biāo)設(shè)定：研制電熱開水器冷熱水隔離裝置，放水時(shí)出水水溫保持100℃。2、目標(biāo)可行性分析：據(jù)電熱開水器企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比熱系數(shù)為A、B、C、D四類，比熱系數(shù)公式:比熱系數(shù)差別標(biāo)準(zhǔn)比熱效率ABCD比值Q10.990.980.97①借鑒水力學(xué)及熱工學(xué)基礎(chǔ)原理；②小組成員有電工電子專業(yè)工程師；有工具設(shè)備、材料、資金保證；③水溫到100℃，切斷進(jìn)入冷水，就能保證熱水為100℃開水。三、提出方案并確定最佳方案1、提出方案模擬試驗(yàn)1：垂直隔離法垂直隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表垂直隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表（%）83848285858281838183848382818380858283818584838281838381858183848384808381818385858382848182838383838383828383847983818385828081838284838383838179828382838281838581808183838182858383818381818282858383制表人：高嘉晨

制表時(shí)間：2016.6.5垂直隔離方式水面積參數(shù)表制表人：高嘉晨制表時(shí)間：2016.6.5根據(jù)垂直隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表進(jìn)一步計(jì)算各參數(shù)，并繪制直方案，如下所示垂直隔離方式水面積直方圖垂直隔離方式水面積直方圖呈現(xiàn)右偏型，主要分布范圍是80.2%—83.2%。模擬試驗(yàn)2：斜角隔離法斜角隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表斜角隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表（%）93929191928988948893929393928994929293889093949190949094899391939092899392939392919093919393939493938992949091939293939291929290938993949393908993909194909089908992919289939492909390899289928992899393制表人：魏斯軒

制表時(shí)間：2016.6.6斜角隔離方式水面積參數(shù)表制表人：李璘制表時(shí)間：2016.6.6根據(jù)斜角隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表進(jìn)一步計(jì)算各參數(shù)，并繪制直方案，如下所示斜角隔離方式水面積直方圖斜角隔離方式水面積直方圖呈現(xiàn)右偏型，主要分布范圍是89.2%—92.2%。斜角隔離方式最大值Max最小值Min極差R組數(shù)k組距hXSM94886100.691.563.4791模擬試驗(yàn)3：水平隔離法水平隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表制表人：易洪為

制表時(shí)間：2016.6.7水平隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表（%）93929191929395949593929393929394929293959093949190949094939391939092939392939392919093919393939493939092949091939293939291929290939393949393909393909194909093909392919293939492909390939293929392939393水平隔離方式水面積參數(shù)表制表人：李璘制表時(shí)間：2016.6.6根據(jù)水平隔離方式水面積統(tǒng)計(jì)表進(jìn)一步計(jì)算各參數(shù)，并繪制直方案，如下所示水平隔離方式水面積直方圖水平隔離方式水面積直方圖呈現(xiàn)右偏型，主要分布范圍是92.0%—92.5%。水平隔離方式最大值Max最小值Min極差R組數(shù)k組距hXSM95905100.592.492.77922、確定最佳方案：三種隔離法可行性評(píng)價(jià)對(duì)比卡實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)名稱直方圖形態(tài)隔離水面安全性隔離水面穩(wěn)定性垂直隔離右偏型80.2%—83.2%√××斜角隔離右偏型89.2%—92.2%××√水平隔離正常型92.0%—92.5%√√√

制表人：高嘉晨制表時(shí)間：2016.6.8選擇最佳方案：水平隔離法3、方案分解4、確定最佳方案系統(tǒng)圖制圖人：XX制圖時(shí)間：2016.6.20固定架角形鑄鐵伸縮途徑磁力帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)38W伺服電動(dòng)機(jī)溫控探頭一個(gè)5°溫控探頭二次回路自動(dòng)空氣開關(guān)電熱開水器冷熱水隔離裝置5、最佳方案可行性預(yù)評(píng)估（1）資金：車間同意抽出費(fèi)用用于課題研發(fā)。（2）人員：小組成員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，并有配備電工電子專業(yè)工程師。（3）材料：車間具備各種材料和設(shè)備工具。四、制訂對(duì)策制表人：XX制表時(shí)間：2016.6.20名稱對(duì)策what目標(biāo)why措施how負(fù)責(zé)人who地點(diǎn)where完成日期when研制水平隔離滑塊滑塊打磨光滑1、固定架軸承重18kg2、滑塊水面積93%以上1、制作鑄鐵架2、制作滑塊穩(wěn)定3、制作滑塊移動(dòng)套XX高嘉晨機(jī)房7月6日選電動(dòng)機(jī)符合電機(jī)參數(shù)值1、重量1.3kg2、穩(wěn)定輸出電流選標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)李璘魏斯軒機(jī)房7月23日制作伸縮途徑不能有卡住現(xiàn)象1、伸縮自如2、伸縮時(shí)間2秒1、要求磁力帶動(dòng)2、裝配伺服電動(dòng)機(jī)易洪為XX高嘉晨機(jī)房8月13日制作溫控探頭能實(shí)現(xiàn)傳達(dá)控制1、測(cè)溫100℃2、隔離無死區(qū)1、安裝有角度溫控探頭2、測(cè)試隔離水溫李璘魏斯軒機(jī)房8月18日制作自動(dòng)空氣開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)雙溫雙控電路100%能切斷回路1、連接主回路2、導(dǎo)線接線易洪為李璘高嘉晨機(jī)房8月21日一體裝配隔離測(cè)試各個(gè)部件按圖裝好1、2秒自動(dòng)隔離2、隔離后水溫100℃，達(dá)到總目標(biāo)要求。1、用自動(dòng)空氣開關(guān)自動(dòng)隔離2、測(cè)試隔離效果李璘XX機(jī)房9月5日五、按對(duì)策表實(shí)施1、實(shí)施一：制作水平隔離滑塊制圖人：李璘制圖時(shí)間：2016.7.5制表人：李璘制表時(shí)間：2016.11固定架裝置制作材料選擇表材料種類堅(jiān)固程度抗沖擊自然銹蝕程度鐵中2.8kq/m高鑄鐵高3.3kq/m低球墨鐵中1.8kq/m高裝置制作材料選擇方案裝置材料鐵球墨鐵鑄鐵制圖人：XX制圖時(shí)間：2016.6.12扁形鑄鐵與角形鑄鐵選擇

表

扁形鑄鐵實(shí)驗(yàn)數(shù)值

表

角形鑄鐵實(shí)驗(yàn)數(shù)值序號(hào)輸入KPa輸出KPa序號(hào)輸入KPa輸出KPa

序號(hào)輸入KPa輸出KPa序號(hào)輸入KPa輸出KPa119817316218168121817816188178217814817208198216813817208173315813818198148318814818188158420817819198118420816819198178516815320148108521819820208178618815821158138619817321228208722819322188148718916822178168821818823198188820817823168143916813824208188919814824218178101881382518817810178148252081831120810826198158111581432619817312218178272081581220817327198168131981482822814313168138281581381418817829178168141891482915814815208168301681381522818830188168制表人：高嘉晨 制表時(shí)間：2016.6.14

效果：固定架承重M=Kpa/ω=180/10=18kg，水面積=直方圖92.5%+余量0.5%=93%。

實(shí)施一目標(biāo)檢查：固定架18kg，水面積93%，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

鐵固定架球墨鐵鑄鐵角形鑄鐵制圖人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.6.152、實(shí)施二：調(diào)試伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)圖片電動(dòng)機(jī)可行性分析同步電動(dòng)機(jī)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、對(duì)環(huán)境要求低2、可以用變頻電動(dòng)機(jī)模擬成直流電3、價(jià)格便宜1、啟動(dòng)性和調(diào)速性較差2、過載爬坡能力差，起動(dòng)力矩小3、效率較低、噪聲大4、不能由蓄電池供電伺服電動(dòng)機(jī)1、具有良好的啟動(dòng)特性和調(diào)速特性2、過載爬坡能力強(qiáng)、起動(dòng)力矩大3、相對(duì)比較節(jié)能環(huán)保4、效率高、免維護(hù)、無噪聲5、可以用蓄電池供電1、價(jià)格較貴2、對(duì)環(huán)境要求較高。電動(dòng)機(jī)選擇：制圖人：李璘

制圖時(shí)間：2016.7.5制表人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.7.6電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)種類功率（W）轉(zhuǎn)速（rpm）動(dòng)力（N/M）驗(yàn)證結(jié)果同步電動(dòng)機(jī)281250/15000.8功率小，不穩(wěn)定，不選用伺服電動(dòng)機(jī)381250/15001.3運(yùn)行穩(wěn)定，選用制表人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.7.6伺服電動(dòng)機(jī)型號(hào)參數(shù)電機(jī)型號(hào)輸出功率額定電壓額定電流額定轉(zhuǎn)速重量1GN-23K38W220V0.43A1250r/min1kg制表人：高嘉晨 制表時(shí)間：2016-7-7實(shí)際工作電流樣本統(tǒng)計(jì)量序號(hào)X1(A)X2(A)X3(A)X4(A)X5(A)∑X—XR10.440.460.430.420.432.180.4360.03820.430.430.450.420.432.160.4320.02830.450.420.430.430.432.160.4320.02840.430.440.430.430.432.160.4320.00850.450.460.440.430.452.230.4460.02860.430.430.450.470.462.240.4480.03870.450.450.440.450.432.220.4440.01880.430.440.430.450.422.170.4340.02890.450.430.430.430.422.160.4320.028100.450.430.450.430.432.190.4380.018110.430.430.430.430.442.160.4320.008120.450.450.430.430.442.20.440.018130.430.430.450.430.452.190.4380.018140.430.450.420.410.412.120.4240.038150.410.430.430.40.452.120.4240.048160.430.450.460.440.432.210.4420.028170.450.430.430.390.442.140.4280.048180.470.450.430.410.462.210.4420.058190.430.430.470.430.462.220.4440.038200.430.450.460.430.432.20.440.028累計(jì)8.7280.59

—

—

—平均

X

=

0.4364

R

=0.03制表人：魏斯軒制表時(shí)間：2016-7-8根據(jù)上述20組實(shí)測(cè)電流數(shù)據(jù)，小組成員計(jì)算實(shí)際工作電流控制圖參數(shù)如下：實(shí)際工作電流控制圖參數(shù)表控制圖參數(shù)CLUCLLCL——X0.43640.4550.418—R0.030.0660制表人：易洪為制表時(shí)間：2016-7-8

根據(jù)控制圖參數(shù)分別繪制實(shí)際工作電流的X和R控制圖，如圖41所示。從控制圖可以看出，電機(jī)實(shí)際工作電流平均值為0.455A，實(shí)際工作電流范圍97%Ie<I<105%Ie,并且具有良好的穩(wěn)定性，滿足目標(biāo)要求，電機(jī)功率選擇適合本裝置的要求。實(shí)測(cè)工作電流X-R圖制圖人：李璘

制圖時(shí)間：2016.7.10檢查：重量1kg對(duì)應(yīng)實(shí)際工作電流I小于105%Ie，I<105%Ie。實(shí)施二目標(biāo)效果：重量小于1kg，輸出穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。3、實(shí)施三：制作伸縮途徑制圖人：高嘉晨

制圖時(shí)間：2016.7.12伸縮途徑可行性分析伸縮途徑可行性分析選擇連桿帶動(dòng)1、易卡塞；2、連桿易斷×磁力帶動(dòng)1、一步到位；2、不斷裂√活塞和滑塊可行性分析隔離材料可

行

性

分

析活塞1、阻力較大；2、不易清洗滑塊1、運(yùn)動(dòng)靈活；2、清洗簡(jiǎn)單結(jié)論選用滑塊制表人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.7.16制表人：XX

制表時(shí)間：2016.7.18

隔離材料選擇伸縮途徑檢查：從動(dòng)作開始到動(dòng)作結(jié)束，用測(cè)速儀測(cè)得動(dòng)作2秒。實(shí)施三目標(biāo)效果：伸縮自如，動(dòng)作2秒，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。4、實(shí)施四：制作溫控探頭溫控探頭溫控探頭對(duì)比方案溫控探頭種類壓力要求(MPa)探頭角度選擇球形0.1不可調(diào)×柱形0.2可調(diào)20°√方形0.1不可調(diào)×制表人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.7.16制圖人：高嘉晨

制圖時(shí)間：2016.7.12

球形溫度探頭溫度探頭方形溫度探頭一個(gè)角度5℃柱形溫度探頭制圖人：高嘉晨

制圖時(shí)間：2016.7.17因素位級(jí)表見下表因素位級(jí)表因素溫控探頭個(gè)數(shù)距離（mm）溫控探頭角度（°）ABC位級(jí)

11483位級(jí)

22988位級(jí)

3319818

溫控探頭數(shù)量、角度、距離小組成員運(yùn)用L9（34）正交試驗(yàn)法，尋找隔離效果最好的組合。制表人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.7.16正交試驗(yàn)法記錄表因素序號(hào)溫控探頭個(gè)數(shù)距離溫控探頭角度隔離能力指數(shù)ABC11（1）1（48mm）2（8°）18022（2）1（48mm）1（3°）13133（3）1（48mm）3（20°）11341（1）2（98mm）1（5°）22652（2）2（98mm）3（18°）12763（3）2（98mm）2（8°）10471（1）3（198mm）3（18°）17282（2）3（198mm）2（8°）15993（3）3（198mm）1（3°）105位級(jí)

1求和479424363總和=1484位級(jí)

2求和516457443位級(jí)

3求和322436511極差18827142制表人：XX

制圖時(shí)間：2016.7.17看一看：A1B2C1配置，隔離效果達(dá)到226，A1B2C1是最好配置。檢查：溫度探頭上的濕度顯示儀顯示水溫100℃。實(shí)施四目標(biāo)：探溫100℃，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。5、實(shí)施五：制作自動(dòng)開關(guān)電路制圖人：易洪為

制圖時(shí)間：2016.7.15二次回路二次回路方案選擇：交流接觸器二次回路繼電器