平頂鉆孔工具的研制

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誠信創(chuàng)新領(lǐng)先團(tuán)隊(duì)晟元建造美好未來

一、工程概況金華公路科技綜合大樓位于金華市丹溪路以南，東陽街以東1#地塊，本工程地下一層，地上十五層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，

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總建筑面積為16220.9㎡，建筑高度63.8m。設(shè)計(jì)吊頂面積：7455㎡，吊桿間距1.0m，層高：一層5.4m、二層4.5m、標(biāo)準(zhǔn)層3.5m。

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二、小組簡介小組及成員概況表小組名稱晟元集團(tuán)金華公路科技綜合大樓項(xiàng)目部QC小組課題名稱平頂鉆孔工具的研制活動(dòng)時(shí)間2009年4月3日～2009年7月25日課題類型創(chuàng)新型小組注冊(cè)號(hào)SY/QCC-01-2009課題注冊(cè)號(hào)SY/QCKT-01-2009活動(dòng)次數(shù)、出勤率11次、97.2%人均TQC教育時(shí)間80.88小時(shí)序號(hào)姓名性別文化程度職務(wù)職稱組內(nèi)分工TQC教育時(shí)間1胡建洪男大專項(xiàng)目經(jīng)理工程師組長累計(jì)185小時(shí)2樓大明男大專技術(shù)負(fù)責(zé)工程師組員累計(jì)160小時(shí)3周占彪男大專施工負(fù)責(zé)工程師組員累計(jì)48小時(shí)4周志軍男大專安全員技術(shù)員組員累計(jì)40小時(shí)5蔣開先男本科質(zhì)檢員助工副組長累計(jì)90小時(shí)6吳玲琍女本科造價(jià)員工程師組員累計(jì)32小時(shí)7金紅生男高中施工員技術(shù)員組員累計(jì)30小時(shí)8章潔華女大專統(tǒng)計(jì)員工程師組員累計(jì)62小時(shí)制表：章潔華日期：2009年08月05日

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三、選擇課題選題理由：理由一：本工程設(shè)計(jì)吊頂面積：7455㎡，平頂?shù)鯒U鉆孔數(shù)量約：20000個(gè)，工作量較大。

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理由二：本工程層高不同：一層5.4m、二層4.5m、標(biāo)準(zhǔn)層3.5m,若不借用登高工具或搭設(shè)操作平臺(tái)，平頂?shù)鯒U鉆孔作業(yè)施工難度較大，

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而目前采用搭設(shè)架子上人操作較為普遍，工作效率不高，安全方面也存在著一定的隱患。

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本QC小組希望通過自己的努力，研發(fā)一種在不需要借用登高工具或搭設(shè)操作平臺(tái)的前提下，工人就能在地面上輕松完成平頂?shù)鯒U鉆孔作業(yè)的工具。

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能有效提高工作效率，降低安全隱患。經(jīng)集體討論最終將“平頂鉆孔工具的研制”作為本次活動(dòng)的課題。

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四、設(shè)定目標(biāo)1、定量目標(biāo)：使工作效率提高一倍以上，作業(yè)成本降低30%。2、定性目標(biāo)：研發(fā)的平頂鉆孔工具拆裝方便、操作簡單、便于攜帶。

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五、提出各種方案并確定最佳方案（一）提出方案：小組成員于2009年04月15日召開小組會(huì)議，通過“頭腦風(fēng)暴法”集思廣益，提出了制作平頂鉆孔工具的三種方案并繪制了草圖：

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方案一、固定式鉆孔工具：

說明：直接將電鉆固定在立桿上

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此方案制作簡單，但存在一些不利之處：①操作費(fèi)力；②工具高度調(diào)節(jié)范圍很??；③作業(yè)時(shí)操作人員受粉塵影響，不能觀察開孔動(dòng)向；④操作時(shí)機(jī)身不穩(wěn)定。

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方案二、頂桿式鉆孔工具：說明：利用可動(dòng)鉸支及杠桿原理達(dá)到頂桿作用。

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此方案與方案一相比：操作省力，可利用更換上部立桿滿足不同層高要求。作業(yè)時(shí)操作人員受粉塵影響較小，可觀察開孔動(dòng)向。但也存在以下不利之處：①制作成本略有提高；②更換上部立桿繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

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方案三、可調(diào)頂桿式鉆孔工具：說明：立桿高度可調(diào)節(jié)，利用可動(dòng)鉸支及杠桿原理達(dá)到頂桿作用。

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此方案與方案一、方案二相比：立桿可伸縮，調(diào)節(jié)立桿高度比較省時(shí)。無需配備不同長度的上部立桿進(jìn)行更換，以滿足不同層高的要求。

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（二）方案比較分析、確定最佳方案：針對(duì)以上三個(gè)方案，根據(jù)工程實(shí)際情況，QC小組成員從選材、制作成本、使用方面等進(jìn)行分析，具體見對(duì)比分析表：

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各方案對(duì)比分析表序號(hào)方案選材制作成本（元）使用方面結(jié)論1固定式鉆孔工具①30mm×50mm杉木檔。杉木檔：2.8元/m、共4m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=50+2.8×4+15=76.2元杉木檔剛度不足、易變形、操作時(shí)容易晃動(dòng)，受到層高的制約，操作較費(fèi)力。不采用②20mm×20mm×1.5mm方形空心型鋼。方形空心型鋼:5.2元/m、共4m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=50+5.2×4+15=85.8元?jiǎng)偠葷M足要求，使用時(shí)受到層高的制約，在潮濕環(huán)境中易生銹。操作較費(fèi)力。不采用③25mm×25mm×1.0mm不銹鋼空心方管。不銹鋼：9.2元/m、共4m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=50+9.2×4+15=101.8元?jiǎng)偠葷M足要求，使用時(shí)受到層高的制約，不易生銹。操作較費(fèi)力。不采用晟元建造美好未來

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2頂桿式鉆孔工具①30mm×50mm杉木檔。杉木檔：2.8元/m、共7m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=100+2.8×7+15=134.6元杉木檔剛度不足、易變形、操作時(shí)容易晃動(dòng)，操作省力，立桿不可以調(diào)節(jié)，使用時(shí)受到層高的制約。不采用②20mm×20mm×1.5mm方形空心型鋼。方形空心型鋼:5.2元/m、共7m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=100+5.2×7+15=151.4元?jiǎng)偠葷M足要求，在潮濕環(huán)境中易生銹。操作省力，立桿不可以調(diào)節(jié)，使用時(shí)受到層高的制約。不采用③25mm×25mm×1.0mm不銹鋼空心方管。不銹鋼：9.2元/m、共7m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=100+9.2×7+15=179.4元?jiǎng)偠葷M足要求，不易生銹，操作省力。立桿不可以調(diào)節(jié)，使用時(shí)受到層高的制約。不采用

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3可調(diào)頂桿式鉆孔工具①30mm×50mm杉木檔。杉木檔：2.8元/m、共9m，螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=100+2.8×9+15=140.2元杉木檔剛度不足、易變形、操作時(shí)容易晃動(dòng)，操作省力，立桿調(diào)節(jié)高度太小。不采用②20mm×20mm×1.5mm方形空心型鋼。方形空心型鋼:5.2元/m、共9m。螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=100+5.2×9+15=161.8元?jiǎng)偠葷M足要求，在潮濕環(huán)境中易生銹。操作省力，立桿可調(diào)節(jié)，可根據(jù)層高自由調(diào)節(jié)立桿高度。工具略重。不采用③25mm×25mm×1.0mm不銹鋼空心方管。不銹鋼：9.2元/m、共9m。螺絲、螺帽、固定件：15元。加工費(fèi)+材料費(fèi)=100+9.2×9+15=197.8元?jiǎng)偠葷M足要求，不易生銹。操作省力，立桿可調(diào)節(jié)，可根據(jù)層高自由調(diào)節(jié)立桿高度。工具輕巧。采用晟元建造美好未來

制表：蔣開先日期：2009年04月18日

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從方案對(duì)比分析中我們可以確定最佳方案是：采用25mm×25mm×1.0mm不銹鋼空心方管制作的可調(diào)頂桿式鉆孔工具。晟元建造美好未來

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六、制定對(duì)策表2009年04年29月，我們按照方案三的材質(zhì)要求及有關(guān)尺寸，制作了平頂鉆孔工具，并到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際操作。在操作中我們發(fā)現(xiàn)：

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①由于電鉆在作業(yè)時(shí)有一定的振動(dòng)力，25mm×25mm×1.0mm不銹鋼空心方管底部直接接觸地面或樓面，接觸面較小、操作人員無法控制立桿底部的穩(wěn)定，出現(xiàn)桿底會(huì)移動(dòng)的現(xiàn)象。

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②采用普通的螺絲與螺帽相連，要使用扳手才能擰緊，不利于拆裝。③電鉆底部無可靠支撐時(shí)，固定電鉆的固定件螺絲一旦松動(dòng)，電鉆就有可能會(huì)產(chǎn)生下滑現(xiàn)象。

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④樓層層高＞3.5m時(shí)由于工具上部立桿自由端過長，工具整體穩(wěn)定性不理想。針對(duì)實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)的問題，我們制定了相應(yīng)的對(duì)策并繪制了對(duì)策表：

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對(duì)策表序號(hào)項(xiàng)目對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)完成時(shí)間責(zé)任人1立桿底部與地面或樓面接觸面較小增大立桿底部與地面或樓面的接觸面使操作人員容易控制立桿的穩(wěn)定，提高立桿的穩(wěn)定性。在立桿底部焊一塊不銹鋼鋼板。五金加工店2009-05-03～2009-05-11蔣開先周志軍

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2普通螺絲與螺帽不利于拆裝選用有利于工具拆裝的螺絲、螺帽便于工具拆裝，桿件之間連接緊固。到市場(chǎng)上了解便于工具拆裝的螺絲、螺帽品種及規(guī)格。建材市場(chǎng)或五金店2009-05-03～2009-05-05章潔華

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3電鉆底部無可靠支撐電鉆底部設(shè)置可靠的支撐使電鉆在作業(yè)時(shí)不下滑。在電鉆下方裝設(shè)一個(gè)支撐架。五金加工店2009-05-03～2009-05-11蔣開先周志軍

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制表：蔣開先日期：2009年05月02日

4上部立桿自由端過長，工具整體穩(wěn)定性一般控制立桿自由端長度立桿自由端長度，不影響工具使用的穩(wěn)定性。底部立桿與上部立桿之間增設(shè)水平連接桿，頂部水平連接桿與立桿自由端滿足穩(wěn)定性要求。五金加工店2009-05-03～2009-05-11蔣開先周志軍

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七、按對(duì)策表實(shí)施實(shí)施一：增大立桿底部與地面或樓面的接觸面2009年05月05日蔣開先、周志軍到五金加工店對(duì)材料進(jìn)行了比選，

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在立桿底部試焊了幾塊不同規(guī)格的不銹鋼鋼板，最后確定在立桿底部焊一塊100mm×100mm×2.0mm的不銹鋼鋼板。如下圖一：

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實(shí)施效果：操作時(shí)作業(yè)人員用一只腳踩住立桿底部的不銹鋼鋼板，一只手扶住立桿，立桿的穩(wěn)定性得到了很大的提高，不再出現(xiàn)立桿底部移動(dòng)的現(xiàn)象。

圖一

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實(shí)施二：選用有利于工具拆裝的螺絲、螺帽2009年05月03日～2009年05月04日章潔華到五金店了解便于工具拆裝的螺絲、螺帽品種及規(guī)格，

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最終選擇了5mm×60mm的平機(jī)螺絲、5mm×30mm的蝶形螺帽、平墊片、彈簧墊片作為工具拆裝的螺絲、螺帽。如下圖二、圖三：

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實(shí)施效果：工具各桿件采用平機(jī)螺絲、蝶形螺帽、平墊片、彈簧墊片等進(jìn)行連接，操作方便、桿件之間連接緊固，伸縮方便。圖二圖三

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實(shí)施三：電鉆底部設(shè)置可靠的支撐蔣開先、周志軍對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)常用電鉆的尺寸進(jìn)行了解，經(jīng)討論后決定：在電鉆底部設(shè)置一個(gè)“Г”形底托，采用螺絲、螺帽與立桿相連，將電鉆

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托住，不至于產(chǎn)生電鉆下滑的現(xiàn)象。根據(jù)所用電鉆的尺寸，“Г”形底托的尺寸確定為150mm×110mm。并于2009年05月09日到五金加工店進(jìn)行加工。如下圖四、圖五：

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實(shí)施效果：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，電鉆底部增設(shè)底托后，沒有出現(xiàn)電鉆下滑現(xiàn)象。圖四圖五

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實(shí)施四：控制上部立桿自由端長度在操作桿上方，底部立桿與上部立桿之間每隔一定距離設(shè)置水平連接桿，經(jīng)過實(shí)際比對(duì)操作，以不大于500mm為宜，既保持了立桿的穩(wěn)定，又不過多增加成本。

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頂部水平連接桿與上部立桿自由端距離選取不同尺寸，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)驗(yàn)得出：控制在1m以內(nèi)較為理想。具體實(shí)驗(yàn)情況見下表：

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序號(hào)自由端長度（mm）穩(wěn)定情況1500沒有晃動(dòng)2800沒有晃動(dòng)31000輕微晃動(dòng)，不影響對(duì)位和鉆孔41200晃動(dòng)，對(duì)位不容易，鉆孔一般51500晃動(dòng)嚴(yán)重，對(duì)位難，鉆孔困難實(shí)施效果：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作自由端距離均控制在1m以內(nèi)，工具穩(wěn)定，鉆孔位置準(zhǔn)確。

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下圖就是平頂鉆孔工具成品實(shí)體圖及現(xiàn)場(chǎng)操作圖，如圖六、圖七、圖八：

圖六

圖七圖八

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八、確認(rèn)效果（一）工作效率方面：2009年06月05日作業(yè)人員先采用HG-288P激光投線儀、自制等分桿對(duì)平頂?shù)鯒U間距進(jìn)行放線，

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再通過平頂鉆孔工具進(jìn)行鉆孔，一個(gè)人一天內(nèi)完成了3個(gè)樓層的平頂鉆孔工作，鉆孔數(shù)量在4000個(gè)左右，作業(yè)人員對(duì)工具的操作靈活性感到滿意。

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激光投線儀放線

圖一圖二

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據(jù)裝飾班組長介紹：按照他們以往經(jīng)驗(yàn)，本工程標(biāo)準(zhǔn)層若采用門式活動(dòng)腳手架或登高工具進(jìn)行平頂鉆孔作業(yè)時(shí)，兩個(gè)人相互配合一天只能完成1個(gè)樓層，鉆孔數(shù)量在1400個(gè)左右。

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在實(shí)際操作中架子若遇到障礙物就無法自由移動(dòng)，靈活性不高，更換樓層作業(yè)時(shí)架子必須重新拆裝，增加工時(shí)。整棟大樓平頂鉆孔工作至2009年06月10日平頂?shù)鯒U鉆孔工作全部完成，鉆孔數(shù)量共約：20000個(gè)。

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1、使用平頂鉆孔工具的工效：（20000÷4000）×1=52、采用門式活動(dòng)腳手架或搭設(shè)操作平臺(tái)的工效：（20000÷1400）×2=28.573、工效比對(duì)：28.57÷5=5.7結(jié)論：工作效率比以往提高4倍多。

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（二）、經(jīng)濟(jì)效益方面：若采用門式活動(dòng)腳手架進(jìn)行搭設(shè)操作平臺(tái)或作為登高工具時(shí)，由于移動(dòng)式操作平臺(tái)臺(tái)面不得超過10㎡，項(xiàng)目部應(yīng)租賃門式活動(dòng)腳手架至少10個(gè)。

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據(jù)市場(chǎng)調(diào)查得知：長度：1700mm、寬度：1000mm、高度1700mm的門式活動(dòng)腳手架一天的租賃費(fèi)為5.5元/個(gè)。鉆孔作業(yè)時(shí)必須有兩個(gè)人相互配合才能完成。

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根據(jù)以上內(nèi)容我們進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析：1、租賃門式活動(dòng)腳手架搭設(shè)操作平臺(tái)，上人進(jìn)行操作時(shí)的費(fèi)用：①租賃費(fèi)55元/天、②人工費(fèi)：130元/天、③工期：15天?？傎M(fèi)用=（55+130）×15=2775（元）

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2、使用平頂鉆孔工具進(jìn)行操作時(shí)的費(fèi)用：①工具材料、制作費(fèi)：197.8元、②人工費(fèi)：65元/天、③工期：5天?？傎M(fèi)用=197.8+65×5=522.8（元）3、費(fèi)用差價(jià)：2775-522.8=2252.2（元）結(jié)論：施工成本降低了81.16%。

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晟元建造美好未來

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（三）技術(shù)成果方面：平頂鉆孔工具拆裝方便、攜帶方便、物美價(jià)廉、靈活性強(qiáng)、操作簡單、省力。（四）安全方面：避免了操作人員從高處墜落的意外傷亡事故。從以上四方面我們可以肯定：平頂鉆孔工具的研發(fā)已達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)。

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九、標(biāo)準(zhǔn)化1、本QC小組成員已將平頂鉆孔工具的制作圖進(jìn)行修改和完善，利用CAD軟件繪制了工具加工標(biāo)準(zhǔn)圖。

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2、本QC小組成員對(duì)此次活動(dòng)進(jìn)行了總結(jié)，并撰寫了以《平頂鉆孔工