空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)泄漏試驗臺研制(鐵路車輛段柴油發(fā)電機QC小組)

空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)泄漏試驗臺研制

發(fā)布人：張嘉課題類型：創(chuàng)新型發(fā)布時間：2017年6月昆明鐵路局昆明車輛段柴油發(fā)電機QC小組昆明車輛段是昆明鐵路局管轄內(nèi)唯一的客車車輛段，負(fù)責(zé)客車定期檢修和日常維修任務(wù)。昆明車輛段配屬客車1937輛，其中空調(diào)發(fā)電車有62輛。

空調(diào)發(fā)電車是一座在鋼軌上移動的電站。全列車廂用電設(shè)備都依靠發(fā)電車的電力運行。

發(fā)電車的柴油機冷卻系統(tǒng)如出現(xiàn)問題，將影響整列空調(diào)旅客列車的安全運行。小組名稱柴油發(fā)電機QC小組課題類型創(chuàng)新型課

題空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)泄漏試驗臺研制培訓(xùn)時間人均48小時活動時間2016年5月至2017年3月活動制度2至3次/月序號姓名年齡性別學(xué)歷技術(shù)職稱組內(nèi)職務(wù)1尹俊杰42男大專高級技師組長2黃鍇42男中技高級技師副組長3趙自亞44男大專首席技師組員4任進(jìn)生34男大專技師組員5李志祥37男大本工程師組員6陳金莊26男大專中級工組員7張嘉25男大專中級工組員8楊弘昀22男大本見習(xí)組員9周靜37女大本工程師業(yè)務(wù)指導(dǎo)10葛陽29男大本助工業(yè)務(wù)指導(dǎo)11楚明52男大專工程師業(yè)務(wù)指導(dǎo)12李繼優(yōu)26男大專中級工組員歷年獲獎情況2016年《減少空調(diào)發(fā)電車康明斯柴油機段修質(zhì)檢故障》獲得局級、省級優(yōu)秀QC小組稱號一、選擇課題

康明斯柴油機采用水冷卻方式,該系統(tǒng)主要由水泵、水濾清器、節(jié)溫器、散熱單節(jié)、膨脹水箱等組成水溫超過85℃,節(jié)溫器全開,柴油機外循環(huán)工作一）空調(diào)發(fā)電車柴油機冷卻系統(tǒng)簡介二）散熱單節(jié)簡介散熱單節(jié)重量為9.8㎏，主要由進(jìn)水、出水口法蘭，散熱單節(jié)框架，進(jìn)、出水口空心連接銅板，散熱片等組成。散熱單節(jié)工作原理散熱單節(jié)二）提出問題《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)程》（鐵總運【2015】29號）作出規(guī)定：“散熱單節(jié)進(jìn)行0.4MPa氣壓試驗，保壓5min無泄漏?！比┈F(xiàn)狀介紹現(xiàn)有泄漏試驗裝置是利用風(fēng)壓加壓，一次只能對一只散熱單節(jié)進(jìn)行試驗的簡易裝置，該裝置無法準(zhǔn)確找到泄漏點。散熱單節(jié)最大問題是泄漏，泄漏點主要位于空心銅板與法蘭連接處。

可以看出，該裝置每次需進(jìn)行拆卸、組裝，加水、排水等重復(fù)工序以輛均39.6只散熱單節(jié)計算，完成一輛發(fā)電車散熱單節(jié)試驗兩人需用時768.24分鐘（12.80小時），工作效率極低。2016年5月段修散熱單節(jié)泄漏試驗統(tǒng)計表：序號車號散熱單節(jié)數(shù)量（只）作業(yè)人員單只散熱單節(jié)試驗平均時間（分鐘）輛均散熱單節(jié)試驗總用時（分鐘）199786342趙自亞、吳珊19798299782142尹俊杰、陳金莊18756399779742任進(jìn)生、李繼優(yōu)20840499899836黃鍇、吳珊21756599842036趙自亞、黃鍇19684平均39.6兩人19.4768.24委外費用問題委外支出：100元/只；發(fā)電車：輛均2.5輛/月

委外質(zhì)量問題30%抽查比例

；

每輛發(fā)電車最少還需投入兩人花費每月委外支出39.6×100×2.5=9900元投入時間768.24×30%=230.47分鐘(3.8小時)2016年1至5月發(fā)電車柴油機循環(huán)冷卻系統(tǒng)故障統(tǒng)計表：序號冷卻系統(tǒng)故障部位件數(shù)（件）故障百分比1散熱單節(jié)3758%2柴油機部分1524%3水管路813%4冷卻塔框架35%累計63100%循環(huán)冷卻水系統(tǒng)故障主要為散熱單節(jié)故障可防止冷卻水泄漏散熱單節(jié)故障統(tǒng)計表：主要為散熱單節(jié)泄漏故障解決散熱單節(jié)泄漏故障提高柴油機運行平穩(wěn)性得出結(jié)論減少發(fā)電車運用故障序號散熱單節(jié)故障部位件數(shù)（件）故障百分比1散熱單節(jié)泄漏故障2876%2散熱單節(jié)散熱片故障616%3散熱單節(jié)螺栓松動故障25%4散熱單節(jié)框架破損故障13%累計37100%為提高試驗散熱單節(jié)工作效率；

控制委外檢修試驗費用支出；

滿足檢修段修發(fā)電車的時間要求。研制散熱單節(jié)泄漏試驗裝置已迫在眉睫。小組向路局科學(xué)技術(shù)委員會申報科研立項,同時進(jìn)行了科技查新。經(jīng)分析討論，決定研制一套具有推廣價值的散熱單節(jié)泄漏試驗裝置。二、設(shè)定目標(biāo)目標(biāo)值：將發(fā)電車散熱單節(jié)輛均試驗時間從

12.8小時/輛降至≤4小時/輛三、提出方案并確定最佳方案（一）方案的提出散熱單節(jié)泄漏試驗裝置制作專用試驗臺,實現(xiàn)自動升降采用風(fēng)源作為動力源散熱單節(jié)泄漏試驗臺利用現(xiàn)車結(jié)構(gòu),投資少制作各管道口封堵采用加壓裝置加壓整車泄漏試驗裝置有高空作業(yè),安全性差制作冷卻塔試驗裝置冷卻塔泄漏試驗裝置采用加壓裝置加壓散熱單節(jié)安裝困難,安全性差多人操作需加滿水,試驗完成后需排水采用肥皂泡原理,便于觀察兩人操作制作簡單,成本少制作困難,成本高試驗效果應(yīng)實踐驗證對各方案進(jìn)行分析論證征求領(lǐng)導(dǎo)意見,得到領(lǐng)導(dǎo)支持申報科研成果水壓試驗,泄漏點不易觀察水壓試驗,泄漏點不易觀察通過親和圖我們得到了三套方案：方案1.整車泄漏實驗裝置2.冷卻塔泄漏實驗裝置3.散熱單節(jié)泄漏試驗臺（二）最佳方案確定技術(shù)可靠性人員成本效率安全可行性方案對比評估表序號方案試驗效率安全性操作人員專用設(shè)備可靠性可行性投資成本得分1整車泄漏試驗裝置全車一次完成，效率極高現(xiàn)車作業(yè)，存在多處高空作業(yè)，安全性差需要6至7名人水壓加壓裝置管路泄漏點無法確定,操控性差。空間太大，管道太多，需制作大量堵塞。每次試驗需加、排水，水資源浪費巨大。加壓前需排盡空氣，且無法保證各水管道能否承受0.4MPa的壓力，如出現(xiàn)泄漏點，整體無法實現(xiàn)加壓及保壓。5萬元15方案1得分51131132冷卻塔泄漏試驗裝置每次可完成全車1/3數(shù)量高處作業(yè)，安全性略差需要3至4人水壓加壓裝置、管路及冷卻塔泄漏點較難確定，操控性較差。設(shè)備過大，需定置進(jìn)行管理。每次試驗需排放水，水資源浪費大。試驗過程中如散熱單節(jié)出現(xiàn)泄漏點，整體加壓及保壓將難以實現(xiàn)。10萬元17方案2得分33313313散熱單節(jié)泄漏試驗臺需要確定試驗數(shù)量地面作業(yè)，安全性好1人可以完成升降裝置及控制管路操控性好，采用風(fēng)試水的原理，泄漏點反映直觀。散熱單節(jié)拆裝方便，可實現(xiàn)自動加壓及保壓。一次加水可連續(xù)操作，直到試驗全部完成。2.5萬元31方案3得分1555555評分方法針對方案同一項點進(jìn)行打分，分別為5分、3分、1分。（總分35）

1.散熱單節(jié)泄漏試驗臺主體結(jié)構(gòu)水池01散熱單節(jié)安裝臺02升降裝置03控制閥及管路04散熱單節(jié)泄漏試驗臺（三）最佳方案細(xì)分優(yōu)化制定一次試驗3只、6只、9只三種方案，并進(jìn)行評估對比。序號方案優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1散熱單節(jié)泄漏試驗臺（3只）1.試驗裝置移動方便。2.制作費用低.研制難度低。3.散熱單節(jié)易安裝。1.試驗效率低。2.費工費時。差不采用2散熱單節(jié)泄漏試驗臺（6只）1.制作費用適中。2.制作難度適中。3.試驗效率較高.1.移動困難。2.散熱單節(jié)安裝不方便。好采用3散熱單節(jié)泄漏試驗臺（9只）1.試驗效率非常高。2.省工省時。1.試驗裝置無法移動。2.散熱單節(jié)安裝非常困難。3.制作費用較高，難度較大。差不采用試驗臺試驗數(shù)量選擇試驗臺使用材料分析序號材料名稱優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1鑄鐵價格低，具有高強度和硬度，韌性、耐磨性好。重量重，抗腐蝕性和氧化差，精度差，密封性差，不易焊接。差不采用245號鋼機構(gòu)性能好，具有高強度和較好的切削加工性，耐沖擊，經(jīng)熱處理后具有一定的韌性、塑性和耐磨性。較重，表面硬度低，抗腐蝕性和氧化較差。良不采用3鋁合金價格低重量輕，散熱效果好，強度高。易變形，易氧化，抗腐蝕性較差，密封性差，導(dǎo)熱性高，焊接工藝要求高。良不采用4不銹鋼重量輕，耐腐蝕性好，耐氧化，耐高溫、耐低溫，具有高強度、硬度，高耐磨性，可塑性好。價格偏高。好采用散熱單節(jié)安裝定位方式分析對比：2.安裝臺散熱單節(jié)固定方式選擇序號材料名稱優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1傳統(tǒng)螺栓固定式固定方式簡單，設(shè)計簡單，制作成本低。試驗效率低，固定散熱單節(jié)費工費時，操作困難。差不采用2手動壓具固定式散熱單節(jié)安裝效率高，固定方便，操作簡單。需自主設(shè)計。好采用3整體自動固定式整體同步自動固定，效率極高。制作成本極高，因散熱單節(jié)型號多，要實現(xiàn)整體固定研制難度較大。差不采用序號方案名稱優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1固定式水池設(shè)備管理方便。安裝需要場地，需要專門布置風(fēng)水管道，排水溝等，散熱器安裝不方便，操作困難，整體制作成本較高。良不采用2移動式水池工作場地靈活，不需要專門布置風(fēng)水管道，排水溝等，散熱器安裝方便，操作方便，研制成本低。移動時需用叉車。好采用3.水池優(yōu)化序號方案名稱優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1手動螺旋式升降制作成本低，研制難度低，安全性好。試驗效率低，操作困難，費工費力。差不采用2電動升降操控性好，省時省力，試驗效率高。制作成本非常高，安全性差，研制困難。良不采用3氣缸升降操控性好，省時省力，試驗效率高，安全性好，研制難度適中。氣缸定位困難。好采用4.升降裝置的優(yōu)化選擇氣缸型號分析評估序號名稱圖片工作原理適用范圍是否采用1單作用氣缸氣腔輸入壓縮空氣，實現(xiàn)單向運動的氣缸，復(fù)位需要外力作用。多用于短行程，其推力及運動速度均要求不高場合。行程達(dá)不到要求，不采用。2雙作用氣缸兩腔可以分別輸入壓縮空氣，實現(xiàn)雙向運動的氣缸。適用于中、大型設(shè)備。研制成本高，不采用。3旋轉(zhuǎn)氣缸將缸體本身固定在旋轉(zhuǎn)體上與旋轉(zhuǎn)負(fù)載一起旋轉(zhuǎn),供氣組件是固定不動的。適用于特殊設(shè)備。行程方向難控制，不采用。4無桿氣缸利用活塞直接或間接方式連接外界執(zhí)行機構(gòu)，并使其跟隨活塞實現(xiàn)往復(fù)運動的氣缸。節(jié)省安裝空間，氣缸行程大。符合試驗裝置研制需求，采用。升降方式的確定序號方案名稱優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1水池升降管道定位簡單。水池注滿水后過重，安全性差，氣缸負(fù)載過大。差不采用2散熱單節(jié)安裝臺升降操控性、安全性好，升降省力。安裝臺管道易磨碰。好采用2高壓透明氣管成本低，耐高壓，可塑性好，便于觀察管道內(nèi)情況。耐磨性差，強度、硬度較低。好采用5.管路的優(yōu)化選擇氣道氣管調(diào)查比對：序號氣管形式優(yōu)點缺點綜合評價是否采用1常用膠質(zhì)氣管成本低，可塑性好。耐磨性、耐高壓、耐腐蝕性差，易老化變形。差不采用3鍍鋅管耐高壓，成本低，具有高強度、硬度，高耐磨性。可塑性差，耐腐蝕性、耐氧化較差。良不采用4不銹鋼管耐高壓，耐腐蝕性好，耐氧化，耐高溫、耐低溫，具有高強度、硬度，高耐磨性，可塑性好。成本高。好采用6.散熱單節(jié)泄漏試驗臺的最佳優(yōu)化方案散熱單節(jié)泄漏試驗臺試驗數(shù)量：6只材料:不銹鋼水池移動式水池散熱單節(jié)安裝臺手動壓具定位方式升降裝置氣缸驅(qū)動無桿氣缸安裝臺升降控制閥及管道高壓透明氣管不銹鋼管四、制作對策表對策措施表序號項目對策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人地點完成日期1研制準(zhǔn)備根據(jù)制作材料進(jìn)行工裝、材料的準(zhǔn)備充分調(diào)研比對，減少研制過程中的困難，并縮短研發(fā)周期。1.根據(jù)最佳方案采購研制所需工裝及材料。楚明、葛陽、黃鍇學(xué)習(xí)室市場2016.52散熱單節(jié)安裝臺研制確定安裝臺結(jié)構(gòu)尺寸，提高散熱單節(jié)安裝效率各部尺寸合理準(zhǔn)確，安裝臺滿足設(shè)計要求。1.確定安裝臺結(jié)構(gòu)尺寸。2.設(shè)計安裝臺圖紙。3.按圖紙進(jìn)行施工。4.安裝臺驗證測試。張嘉、任進(jìn)生、趙自亞學(xué)習(xí)室現(xiàn)場2016.73水池研制確定水池結(jié)構(gòu)尺寸，并循序漸進(jìn)研制各部尺寸合理準(zhǔn)確，整體結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求。1.確定水池結(jié)構(gòu)尺寸。2.設(shè)計水池圖紙。3.按圖紙進(jìn)行施工。4.水池驗證測試?yán)钪鞠?、趙自亞學(xué)習(xí)室現(xiàn)場2016.74升降系統(tǒng)研制確定升降結(jié)構(gòu)尺寸，并定位連接各部件確保研制的成功，功能100%滿足設(shè)計要求。1.確定升降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸。2.設(shè)計升降裝置圖紙。3.按圖紙進(jìn)行施工。4.升降裝置驗證測試。尹俊杰、陳金莊、路科學(xué)習(xí)室現(xiàn)場2016.85控制閥、壓力表及管路組裝根據(jù)各部件位置及設(shè)計要求選配組裝各閥及管道選配到位，排管合理,試驗臺能有效控制升降、給氣、保壓、排氣的設(shè)計要求。1.根據(jù)方案選配各閥、表。2.設(shè)計各閥、表、氣管位置及走向。3.各部件組裝4。給氣測試及尺寸測量。李繼優(yōu)、黃鍇、楊弘昀學(xué)習(xí)室現(xiàn)場2016.86散熱單節(jié)泄漏試驗臺試用選擇段修車進(jìn)行散熱單節(jié)泄漏試驗檢驗試驗臺各項性能參數(shù)能滿足段修規(guī)定要求。1.選擇現(xiàn)有段修車進(jìn)行泄漏試驗。2.安排專人跟蹤記錄各部性能參數(shù)。尹俊杰、周靜、黃鍇現(xiàn)場2016.9五、對策實施實施1.準(zhǔn)備前的工作序號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量1小型氬弧焊機金象TIG-250臺12無桿氣缸亞德客400mm只23夾具手動垂直式只244型材切割機（不銹鋼材料切割）φ350mm臺15高壓氣管φ10mmm306不銹鋼板8mmkg2007不銹鋼板2mmkg1408不銹鋼管φ10×8mmm69不銹鋼方管50×50mmm1210不銹鋼槽鋼10m611不銹鋼螺栓M10×16mm顆100實施2.散熱單節(jié)安裝臺研制確定結(jié)構(gòu)尺寸繪制圖紙按圖紙施工切割機等設(shè)備進(jìn)行加工金屬焊接技術(shù)進(jìn)行焊接手動夾具,定位檔板固定驗證散熱單節(jié)安裝臺經(jīng)實際測量，各部尺寸符合圖紙設(shè)計要求，散熱單節(jié)安裝方便，符合設(shè)計預(yù)期目標(biāo)。實施3.水池研制確定結(jié)構(gòu)尺寸繪制圖紙按圖紙施工切割機等設(shè)備進(jìn)行加工金屬焊接技術(shù)進(jìn)行焊接驗證水池注、排水測試，

尺寸進(jìn)行測量，

均符合設(shè)計要求。實施4.升降系統(tǒng)研制確定結(jié)構(gòu)尺寸繪制圖紙按圖紙施工切割機等設(shè)備進(jìn)行加工金屬焊接技術(shù)進(jìn)行焊接與水池連接實施4.升降系統(tǒng)研制確定結(jié)構(gòu)尺寸繪制圖紙按圖紙施工與水池連接對各部尺寸進(jìn)行了測量，符合圖紙及方案設(shè)計要求。氣缸安裝安全限位活塞連接實施5.控制閥、壓力表及管路的組裝選配控制閥選配氣動開關(guān)為實現(xiàn)氣缸雙向進(jìn)氣、排氣及安裝臺保壓功能選用HV-04型1MPa的雙向調(diào)節(jié)閥及氣動開關(guān)

實施5.控制閥、壓力表及管路的組裝選配控制閥選配氣動開關(guān)組裝經(jīng)現(xiàn)場測量及測試,各部結(jié)構(gòu)合理，功能正常，達(dá)到最佳方案設(shè)計預(yù)期目標(biāo)實施6.散熱單節(jié)泄漏試驗臺試用試用過程(1)檢查試驗臺各部良好并加注試驗所需水位，連接風(fēng)管。(2)安裝面清潔裝新密封O形圈,并定位壓緊螺栓固定單節(jié)無泄漏。(3)把試驗臺降至最下端，關(guān)閉排氣閥，打開主供氣閥，調(diào)整氣壓至0.4MPa，保壓5min，觀察散熱單節(jié)有無泄漏。(4)試驗完將升降閥開啟至升位，關(guān)閉主氣閥，排盡試驗臺空氣，壓緊螺絲，抬下單節(jié)按泄漏情況分類存放。(5)試驗完畢，將試驗用水排盡，取下連接風(fēng)管收好，試驗臺歸位放好。六、效果檢查1.目標(biāo)效果檢查序號月份段修車號散熱單節(jié)數(shù)量（只）作業(yè)人員試驗準(zhǔn)備（分鐘）平均每組試驗時間（分鐘）試驗臺收整（分鐘）發(fā)電車散熱單節(jié)試驗總用時（分鐘）11099781742李繼優(yōu)15121010999781942尹俊杰14131111621199780842任進(jìn)生16131211999822036黃鍇15141111031299820936趙自亞14121096平均39.61人14.812.810.8110（1.83小時）2016年10至12月段空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)泄漏試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表：結(jié)論空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)試驗臺使用后，試驗效率大幅提高，發(fā)電車散熱單節(jié)泄漏試驗時間從12.8小時/輛降至1.83小時/輛。1.目標(biāo)效果檢查空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)試驗臺使用后，試驗效率大幅提高，發(fā)電車散熱單節(jié)泄漏試驗時間從12.8小時/輛降至1.83小時/輛。結(jié)論我們的目標(biāo)實現(xiàn)了經(jīng)過現(xiàn)場實踐，空調(diào)發(fā)電車散熱單節(jié)試驗臺實現(xiàn)了空氣過濾、升降控制、保壓控制等各項性能，滿足了《鐵路客車電氣裝置檢修規(guī)程》（鐵總運【2015】29號）的檢修要求，解決了試驗臺的可操控性、安全性等問題，而且一人即可操作，提高了散熱單節(jié)的檢修質(zhì)量及試驗效率。2.經(jīng)濟效益2016年10至12月段修發(fā)電車散熱單節(jié)試驗泄漏數(shù)量統(tǒng)計表：序號月份段修車號散熱單節(jié)總數(shù)（只）散熱單節(jié)泄漏故障數(shù)（只）110997817421029978194293119978084299982203654512998209366輛平均39.67.8從表中數(shù)據(jù)可以看出：段修發(fā)電車因長時間運用而存在了許多安全隱患，輛均試驗泄漏7.8只。散熱單節(jié)泄漏試驗臺使用前后委外的費用開