9- SC塔式起重機標準節(jié)螺栓防松裝置的研制

塔式起重機標準節(jié)螺栓防松裝置的研制THEBESTPEOPLEAREHERE山東日建集團群賢畢至SC小組2023PUBLISHPPT目錄二選題理由Reasonforselectingthetopic一基本情況Basicinformation三現(xiàn)狀調(diào)查Currentsituationinvestigation四原因分析causeanalysis五對策countermeasure六實施putintoeffect七效果檢查Effectcheck八鞏固措施Consolidationmeasures九今后設(shè)想FutureVision101基本情況Basicinformation課題背景projectbackgroundA表1-1工程概況表需求類型需求內(nèi)容項目名稱山東水利職業(yè)學(xué)院產(chǎn)教融合實驗實訓(xùn)樓單體情況地上五層，建筑高度23米建筑面積38788.63m2計劃工期780日歷天現(xiàn)場基本情況現(xiàn)場安裝有三臺塔式起重機。在日常施工中發(fā)現(xiàn)，塔吊標準節(jié)螺栓經(jīng)常因震動、剪力變化出現(xiàn)松動現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)不及時，極有可能造成重大安全隱患。制表人：劉閣審核人：張磊制表時間：2022年1月5日表1-2小組概況表小組名稱山東日建集團群賢畢至SC小組成立時間2022年1月4日課題名稱塔式起重機標準節(jié)螺栓防松裝置的研制課題類型科技攻關(guān)型小組人數(shù)5人出勤率98%小組活動次數(shù)20次活動時間2022.9.1-2022.10.30SC教育時間人均60學(xué)時小組成員及組內(nèi)分工序號姓名性別年齡文化程度職稱職務(wù)組內(nèi)職務(wù)組內(nèi)分工1劉閣男30本科工程師技術(shù)主管組長總組織協(xié)調(diào)2張磊男56研究生研究員總工程師顧問SC活動指導(dǎo)3孫達男39本科高級工程師技術(shù)指導(dǎo)顧問資料整理4周生凱男25本科工程師技術(shù)員組員活動實施5孟捷男31本科工程師機械工組員活動實施制表人：劉閣

審核人：張磊

制表時間：2022年1月5日小組簡介GroupIntroductionA小組簡介GroupIntroductionA202選題理由Reasonforselectingthetopic選題理由GroupIntroductionB（一）明確需求：表2-1需求分析統(tǒng)計表序號需求類型需求內(nèi)容1項目部需求塔式起重機標準節(jié)螺栓松動率不超過每月4次。2公司要求公司安全質(zhì)量部要求項目部做好防護措施，每月檢查次數(shù)不少于4次，螺栓松動頻率小于3次/月的目標要求3甲方要求項目部因現(xiàn)場標準節(jié)螺栓松動受到主管部門下發(fā)隱患通知次數(shù)不高于3次/年。4相關(guān)方要求（質(zhì)安站要求）近年來各級主管部門對施工現(xiàn)場安全管理工作呈現(xiàn)高壓態(tài)勢，一直加強對施工現(xiàn)場起重機械的監(jiān)督管理。制表人：劉閣審核人：張磊

制表時間：2022年1月22日對于塔吊標準節(jié)螺栓頻繁松動問題，急需研制一種裝置，減少或消除此類問題的發(fā)生。小組成員通過國家專利信息網(wǎng)等手段查詢，沒有發(fā)現(xiàn)合適的方法、技術(shù)或設(shè)備。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，可借鑒固定扳手的內(nèi)角套筒結(jié)構(gòu)，通過一定的外形設(shè)計，達到阻止螺栓旋轉(zhuǎn)的目的。另外，小組成員設(shè)想，通過對現(xiàn)有螺帽進行改造，在螺栓與螺母相同位置開槽，使用卡銷固定，從而達到阻止螺栓旋轉(zhuǎn)的目的。（二）借鑒與查新：選題理由GroupIntroductionB圖2-2固定扳手查新人：劉閣

審核人：孫達

時間：2022年3月5日圖2-1專利查新網(wǎng)站截圖塔式起重機標準節(jié)螺栓防松裝置的研制選題理由GroupIntroductionB現(xiàn)狀調(diào)查303Currentsituationinvestigation表3-1螺栓松動統(tǒng)計表序號1月（次）2月（次）1塔吊112132塔吊213113塔吊310144塔吊41495塔吊515146塔吊612107塔吊711138塔吊81389塔吊9121510塔吊10101211平均12.211.9平均（次/臺/月）12.05制表人：劉閣審核人：張磊制表時間：2022年2月15日小組成員在我公司范圍內(nèi)選取十臺塔吊作為調(diào)查對象，查閱塔吊維護保養(yǎng)記錄，統(tǒng)計出2022年1-2月的螺栓松動情況（統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3-1），經(jīng)統(tǒng)計，目前平均每臺塔吊每月出現(xiàn)12.05次螺栓松動現(xiàn)象?，F(xiàn)狀調(diào)查CurrentsituationinvestigationC現(xiàn)狀調(diào)查CurrentsituationinvestigationC設(shè)定目標

依據(jù)需求，小組成員設(shè)想，研制一種塔吊標準節(jié)螺栓防松動裝置，減少或消除標準節(jié)螺栓松動現(xiàn)象的發(fā)生。將螺栓松動的頻率由目前的12.05次/月，降低至3次/月。制圖人：劉閣

審核人：周生凱

時間：2022年3月10日圖3-1目標設(shè)定柱狀圖原因分析4causeanalysis04原因分析causeanalysisD塔吊在工作中，經(jīng)常受到振動、沖擊和變載荷作用，螺栓連接中的螺紋斜面間的摩擦力可能瞬時消失或減小，這種現(xiàn)象的多次重復(fù)出現(xiàn)就會使連接逐漸松脫，影響連接的剛性及緊密性，若發(fā)現(xiàn)不及時，極有可能發(fā)生螺栓脫落，造成重大安全隱患。（一）原因分析：（二）提出總體方案：六角開槽螺栓防松裝置止動螺帽防松裝置六角開槽螺栓防松裝置止動螺帽防松裝置采用原因分析causeanalysisD（三）方案分解：制圖人：劉閣

審核人：張磊

制圖時間：2022年3月15日圖4-1最佳方案親和圖原因分析causeanalysisD原因分析causeanalysisD（四）1.材料的選擇：（1）材料尺寸表4-3對比分析表1-3材質(zhì)方案分析特點分析結(jié)論厚度30mm使用厚度為30mm的鋼板，加工裝置。優(yōu)點：材料厚度為30mm，尺寸較大，經(jīng)計算，最小橫截面為120mm2，所能承受最大拉力為60KN。不采用缺點：厚度較大，相應(yīng)加工難度高，成本高，質(zhì)量大，不易安裝厚度20mm使用厚度為20mm的鋼板，加工裝置優(yōu)點：材料厚度為20mm，體積相對較小，成本低，加工簡單，最小橫截面為80mm2，所能承受最大拉力為40KN。。采用缺點：抗拉強度相對較低，但滿足要求。制表人：劉閣審核人：張磊

制表時間：2022年3月15日原因分析causeanalysisD（四）2.外形的選擇：表4-4對比分析表1-4材質(zhì)方案分析特點分析結(jié)論水滴形將裝置外形設(shè)計成水滴形，利用其直角邊抵住標準節(jié)，阻止螺栓旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易加工，經(jīng)計算，裝置與標準節(jié)接觸面積為620mm2，其與標準節(jié)為面接觸，增大了接觸面積，減少了因螺栓旋轉(zhuǎn)施加在接觸部位的壓力。采用缺點：與偏心圓方案對比，無缺點。偏心圓使用厚度為20mm的鋼板，加工裝置優(yōu)點：利用偏心圓外圓到內(nèi)圓圓心距離不相等這一原理，實現(xiàn)組織螺栓旋轉(zhuǎn)。不采用缺點：與標準節(jié)為線接觸，裝置施加在標準節(jié)上的壓力大，易損傷標準節(jié)防銹漆。制表人：劉閣審核人：張磊

制表時間：2022年3月15日原因分析causeanalysisD（四）4.固定裝置的選擇：（1）固定方式（2）固定螺栓表4-7對比分析表1-7材質(zhì)方案分析特點分析結(jié)論磁鐵1.在裝置兩側(cè)打孔，使用圓柱形強磁鐵，將裝置吸附在塔吊標準節(jié)螺栓上，防止裝置掉落優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易安裝、拆除。不采用缺點：固定不牢固，易脫落。強磁鐵成本較高。頂緊螺栓1.在裝置兩側(cè)打孔并套絲，使用螺栓將裝置頂緊在標準節(jié)螺栓上。優(yōu)點：固定牢固、可靠，成本低采用缺點：不易安裝。制表人：劉閣審核人：張磊

制表時間：2022年3月15日表4-8對比分析表1-7材質(zhì)方案分析特點分析結(jié)論M8×1×12經(jīng)試驗測試，牙距1mm的螺栓比牙距1.25mm的螺栓具有更好的緊固效果。優(yōu)點：螺栓直徑小，打孔后上下兩側(cè)各剩余6mm，對裝置強度影響較小。同時，細牙螺紋緊固性能好。采用缺點：無M12×1.25×20經(jīng)計算，打孔后定位孔上下兩側(cè)最小截面尺寸為32mm2，可承載16KN拉力。優(yōu)點：打孔后上下兩側(cè)各剩余4mm，經(jīng)計算，打孔后定位孔上下兩側(cè)最小截面尺寸為32mm2，可承載16KN拉力。不采用缺點：孔徑過大，對裝置強度影響較大，且增加不必要的成本。制表人：劉閣審核人：張磊

制表時間：2022年3月15日原因分析causeanalysisD（五）最佳方案系統(tǒng)圖：制圖人：劉閣

審核人：張磊

制圖時間：2022年3月15日圖4-2最佳方案系統(tǒng)圖原因分析causeanalysisD小組成員根據(jù)實測數(shù)據(jù)，繪制裝置圖紙，并使用BIM技術(shù)建立三維模型。對策5countermeasure05對策countermeasureE表5-1對策表序號對策目標措施地點時間負責(zé)人1選購材料加工尺寸公差±0.1mm1.市場選購符合要求的鋼材，采購厚度20mm的Q345鋼板；2.對鋼板進行裁切下料，裁切至65mm×65mm，；鋼材市場2022.3.25周生凱2加工內(nèi)十二角弧邊套孔內(nèi)孔對角尺寸為54mm，最小邊距為50.55mm，最大邊距為52.16mm，加工尺寸公差±0.1mm1.繪制加工路徑2.將粗加工后的鋼材，按照圖紙要求進行沖孔；3.進行內(nèi)十二角制作；4.測試內(nèi)孔加工是否符合設(shè)計要求；施工現(xiàn)場2022.3.31劉閣3加工水滴形外形按照設(shè)計要求加工裝置外形，外形為直徑62mm圓，加工尺寸公差±0.1mm1.繪制加工程序；2.對裝置外形進行加工；3.對裝置進行倒角;4.檢查外形尺寸是否符合設(shè)計要求。施工現(xiàn)場2022.4.3孫達4加工固定裝置固定孔直徑8mm，固定螺栓長度20mm，均為牙距為1mm的細牙螺紋。采購合格率100%。1.采購直徑12mm的頂緊螺栓；在2.裝置相應(yīng)位置鉆固定孔；3.將定位孔內(nèi)側(cè)套絲；4.將頂緊螺栓安裝至固定孔，檢查是否可行。施工現(xiàn)場2022.4.6周生凱5安裝調(diào)試裝置安裝完成后進行安裝調(diào)試，裝置安裝應(yīng)牢固可靠，安裝合格率100%。1.對塔吊螺栓進行緊固，使其力矩達到要求；2.將裝置安裝在實驗塔吊上，使用兩側(cè)螺栓進行固定；3.檢查裝置安裝后的效果。施工現(xiàn)場2022.4.10劉閣制表人：劉閣

審核人：張磊制表時間：2022年3月20日實施6putintoeffect06實施一：選購材料putintoeffect1F1.根據(jù)設(shè)計要求，采購厚度20mm的鋼板一張。并對鋼板的尺寸，強度進行檢測，保證原材料性能達標。2.將采購的原材料按照圖紙進行裁切下料。共裁切十組，并依次編號1-10。圖6-1-145#鋼圖6-1-2初加工模型實施一：選購材料putintoeffect1F效果驗證：使用游標卡尺對裁切好的原材尺寸進行測量，測量結(jié)果見表6-1。經(jīng)測量，裝置樣品尺寸符合要求。表6-1原材尺寸測量表樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品7樣品8樣品9樣品10長度（mm）65.565.465.365.165.264.965.164.965.065.0寬度（mm）65.065.164.965.065.165.065.064.965.065.1制表人：劉閣

審核人:張磊

制表時間：2022.3.25實施二：加工內(nèi)十二角弧邊套孔putintoeffect2F圖6-2-1走刀路徑1.因內(nèi)孔形狀特殊，我們優(yōu)先使用加工精度相對較高的線切割設(shè)備對工件進行下一步加工。首先，小組成員按照設(shè)計圖紙，編寫加工程序。實施二：加工內(nèi)十二角弧邊套孔putintoeffect2F2.將實施一中加工好的工件，選用直徑30mm的鉆頭，在工件中心鉆制圓孔。圖6-2-2鉆孔過程圖6-2-3內(nèi)孔加工實施二：加工內(nèi)十二角弧邊套孔putintoeffect2F3.將工件裝夾在機床操作臺上，確認裝夾牢固后，加載內(nèi)孔走刀路徑。啟動設(shè)備，對工件進行加工。圖6-2-4對刀過程圖6-2-5內(nèi)孔加工過程實施二：加工內(nèi)十二角弧邊套孔putintoeffect2F效果驗證：由劉閣負責(zé)，對加工好的十二角內(nèi)孔進行測量。，檢測結(jié)果如下：表6-2裝置內(nèi)孔測量記錄表項目樣品編號12345678910角距（mm）54.0154.0354.0154.0154.0153.9953.9854.0154.0154.00邊距max（mm）52.0152.0152.0252.0152.0152.0251.9852.0052.0152.02邊距min（mm）51.0051.0151.0151.0051.0151.0250.9950.9851.0050.99制表人：劉閣

審核人:張磊

制表時間：2022.3.26經(jīng)檢測，裝置尺寸符合設(shè)計要求。實施三：加工水滴形外形putintoeffect3F1.將工件裝夾在機床操作臺上,加載走刀路徑，并進行對刀。2.啟動設(shè)備，進行外形加工。圖6-3-1對刀過程圖6-3-2對刀過程實施三：加工水滴形外形putintoeffect3F3.工件外形加工完成后，使用銼刀對工件邊緣進行倒角，防止其邊緣過于鋒利導(dǎo)致人員受傷。圖6-3-3工件外形效果驗證：使用游標卡尺對加工好的十組樣品進行測量，測量結(jié)果如上表：經(jīng)檢測，10組樣品尺寸均達到要求。表6-3樣品尺寸測量記錄表項目樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品7樣品8樣品9樣品10直徑（mm）75.0375.0375.0375.0275.0375.0375.0375.0275.0275.02厚度（mm）20.0520.0519.9620.0319.9420.0620.0320.0019.9819.99制表人：劉閣

審核人:張磊

制表時間：2022.4.5實施三：加工水滴形外形putintoeffect3F實施四：加工固定裝置putintoeffect4F1.采購直徑為8mm，長度為12mm的螺栓作為頂緊螺栓。2.依照設(shè)計圖紙，定位固定孔的水平位置及角度；選用6.5mm直徑的鉆頭，在工件相應(yīng)位置，鉆制兩個定位孔。圖6-4-1頂緊螺栓圖6-4-2工件裝夾圖6-4-3鉆孔實施四：加工固定裝置putintoeffect4F3.定位孔加工完成后，使用牙距為1.75mm的攻絲工具，在固定孔內(nèi)部套絲。圖6-4-4攻絲裝置圖6-4-5攻絲過程實施四：加工固定裝置putintoeffect4F效果驗證：對十組樣品定位孔的尺寸進行測量，測量數(shù)據(jù)如下，經(jīng)檢查測量，定位孔位置與設(shè)計圖紙要求一致，定位孔尺寸符合設(shè)計要求；定位孔與定位螺栓配合緊密。表6-4樣品固定裝置測量記錄表直徑（mm）12345678910定位孔一6.516.516.506.506.496.516.506.506.516.50定位孔二6.516.506.506.516.506.516.506.506.506.50制表人：劉閣

審核人:張磊

制表時間：2022.4.5圖6-4-6裝置效果圖圖6-4-7裝置實物圖實施五：安裝調(diào)試putintoeffect5F1.首先，使用扳手對塔吊螺栓進行緊固，使其緊固力矩達到要求。2.將制作完成的裝置安裝至塔吊標準節(jié)螺栓上，使裝置直角邊抵住標準節(jié)，內(nèi)孔套在標準節(jié)螺栓上，并將兩側(cè)固定螺栓安裝到位，使其牢固可靠。3.檢查安裝是否牢固，裝置與螺栓是否能嚙合，固定裝置是否牢固可靠。圖6-5-1裝置實物圖圖6-5-2裝置安裝效果圖實施五：安裝調(diào)試putintoeffect5F效果驗證：裝置內(nèi)孔可與塔吊標準節(jié)螺栓完成配合，定位螺栓可牢固的將裝置固定在標準節(jié)螺栓上，裝置直角邊可抵住標準節(jié)。統(tǒng)計表如下：表6-5安裝測試情況統(tǒng)計表`12345678910111213141516171819201樣品編號2345678910合格不合格制表人：劉閣