新型接觸網腕臂組裝工具

研制接觸網新型腕臂組裝工具上海鐵路局上海高鐵維修段滬寧車間供電QC小組目錄……………前言…小組簡介選擇課題3設定目標及可行性分析4提出方案&確立最佳方案5制定對策6對策實施效果檢查總結和下一步打算標準化1

截止2015年底，我國高速鐵路運營里程達到了1.9萬公里，占據了世界高速鐵路總運營里程的60%以上。中國高速鐵路引領著全世界高速鐵路的發(fā)展。隨著高速鐵路的快速發(fā)展，高速鐵路日常的養(yǎng)修維護作業(yè)顯得格外重要。在高速鐵路養(yǎng)修維護作業(yè)中，安全、高效、新型的作業(yè)工機具，實用而具有創(chuàng)新性的作業(yè)方法對于高速鐵路的發(fā)展日益重要。上海鐵路局上海高鐵維修段，承擔著長三角滬寧、滬杭、寧杭三條重要高鐵線路基礎設施的養(yǎng)護維修任務。其中，供電專業(yè)養(yǎng)護維修任務里程高達700公里。為了保證供電的安全與穩(wěn)定，供電專業(yè)在日常作業(yè)中，結合現(xiàn)場情況，在原有的施工工藝與作業(yè)流程上，進行了大膽的創(chuàng)新。

前言背景2小組簡介表QC小組名稱上海高鐵維修段滬寧車間供電QC小組成立日期2013.01小組注冊日期2013.03注冊號2013-GD-01課題名稱研制接觸網新型腕臂組裝工具小組類型創(chuàng)新型活動起始日期2015.01本課題注冊日期2015.03小組成員概況序號姓名性別文化程度職稱組內分工1徐皓男本科工程師組長2李翔男本科工程師副組長3鄧婕女本科工程師副組長4江開春男研究生助理工程師組員5崔中一男研究生助理工程師組員6戴澤浩男本科助理工程師組員7胡懷洲男大專高級工組員8徐思女本科助理工程師組員學習情況人均接受QC教育超過90小時小組歷年獲獎情況2014年高鐵供電安全工器具存儲研究與管理實踐上海局一等獎2015年非支錨支定位卡子銹蝕的預防和整治上海局一等獎小組結構：職稱：工程師3人，助理工程師4人，技師1人。學歷：大專1人，本科5人，研究生2人小組簡介車間主任徐皓

江開春副組長鄧婕崔中一胡懷洲戴澤浩徐思副組長李翔3選擇課題選擇課題原因腕臂，是接觸網支撐裝置，它通過絕緣子固定在支柱上，實現(xiàn)對定位裝置的固定。目前腕臂組裝普遍采取的方法是平面組裝。隨機抽取10名接觸網工進行傳統(tǒng)平面腕臂組裝，4人按照要求完成腕臂組裝，6人安裝不符合標準。選擇課題傳統(tǒng)腕臂組裝統(tǒng)計分析：對錯誤的項目進行了統(tǒng)計，得到下列結果：項目查新：中國及多國專利審查信息網查重，未發(fā)現(xiàn)腕臂組裝的相關文獻報道。選擇課題4設定目標設定目標及可行性分析40%現(xiàn)狀目標90%21分鐘6分鐘現(xiàn)狀目標腕臂裝配一次合格率腕臂組裝時間可行性分析：

徹底解決了度量不準、零部件裝斜、部件裝反、組裝不同面的問題。預留10%不可控出錯?？尚行苑治觯含F(xiàn)在的裝配時間=備料+腕臂組裝+力矩緊固=5+12+4=21分鐘預估新型工具裝配時間=備料+腕臂組裝+力矩緊固

=1+3+2=6分鐘5提出最佳方案&確立最終方案1、提出各種方案設計一種腕臂組裝裝置，考慮其使用方便，縮短腕臂組裝時間，提高腕臂組裝的準確性，該裝置在產品材料上考慮光滑，耐腐蝕，耐磨耗，底座穩(wěn)定等特殊要求。各方案具體技術要求為：（1）高韌性、防腐蝕，重量輕，壽命不少于5年;（2）滑道光滑，裝置移動阻尼小，調節(jié)方便；（3）各部件焊接良好，不會脫落，保證裝置的完整性;（4）整體安裝拆卸操作方便，不增加工作量；（5）裝置定位部分保持平行，保證上、下腕臂的相對空間位置。提出最佳方案&確立最終方案方案1固定支架方案一：立面腕臂組裝設備主體模型，主體結構不可調，針對特定尺寸腕臂組裝。

該方案不能充分利用立體空間，局限性大，支架不可調節(jié)，不能滿足現(xiàn)場需要。提出最佳方案&確立最終方案方案2可調式支架方案二：主體可調，中間加入可調L型支架，可針對不同尺寸腕臂完成組裝。方案二尺寸可調、靈活性高、現(xiàn)場可用性高。

針對腕臂的尺寸結構，考慮設計的裝置能夠滿足最廣泛的應用需求，同時減輕組裝人員的身體負擔，提高組裝準確度，現(xiàn)創(chuàng)新設計立面腕臂組裝裝置。該工具將上、下腕臂空間張開，開孔處兩根腕臂保持平行；各個零部件分裝在腕臂的相應位置，豎直向下，方便加載力矩，提高了組裝準確度；裝置占地面積小，組裝過程中使用的各個工具集中擺放在一起，方便使用，提高組裝效率；

可移動“L”型支架用于依據平腕臂的具體尺寸進行滑動調節(jié)。可移動裝置底座可以依據整體腕臂的空間結構進行調整。上述兩個調節(jié)部分提高了設計裝置的通用性。整體設計初步達到了前期預設目標。提出最佳方案&確立最終方案經小組討論，該裝置的“L”型支架裝上平腕臂后會出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。當固定平腕臂后，“L”型支架豎邊易產生變形，繼而影響支架貼片與水平滑道的滑動狀態(tài)，增加摩擦阻力，影響組裝效率。提出最佳方案&確立最終方案方案3立面腕臂組裝設備優(yōu)化設計圖方案三：立面腕臂組裝設備優(yōu)化設計，對“L”型支架進行改進。QC小組深入思考，決定采取三角形穩(wěn)定結構，加裝一段斜撐。三角形結構穩(wěn)定，受力均勻，基本解決了支架豎邊“l(fā)”變形的問題。提出最佳方案&確立最終方案（4）方案技術指標對比針對以上三種結構設計方案，小組成員從實用性和加工難度等方面對個方案進行了優(yōu)缺點比較，如下表所示：方案方案一方案二方案三結構設計方式固定支架組裝工具設計立面腕臂組裝工具設計立面腕臂組裝工具優(yōu)化設計方案分析與平面組裝相比，單邊支撐裝置設計將腕臂結構初步放入空間內進行組裝。實現(xiàn)空間組裝，主體可調，中間加入可調L型支架，可針對不同尺寸腕臂完成組裝。針對方案二中的“L”型支架卡滯問題，增加了斜撐，使得腕臂調整更加方便，提高了裝置穩(wěn)定性的同時，提升了組裝效率。實用性優(yōu)點：腕臂組裝快，組裝質量高，裝置簡單。缺點：空間利用率低，安裝精度不高，人員組裝不便利。優(yōu)點：占地面積小、工機具集中使用、零部件緊固方便且準確、腕臂度量準確，重要零部件裝錯率大大降低、大幅度降低組裝的時間。缺點：“L”型支架卡滯。優(yōu)點：占地面積小、工機具集中使用、零部件緊固方便且準確、腕臂度量準確，重要零部件裝錯率大大降低、大幅度降低組裝的時間，提高了組裝成功率、設備穩(wěn)定性高、低磨損。缺點：無。加工難易性尺寸要求高，加工難度低。加工時間6個小時尺寸要求高，加工難度高。加工時間30個小時尺寸要求高，加工難度高。加工時間32個小時成本450元/個800元/個850元/個選定方案否否是提出最佳方案&確立最終方案通過優(yōu)、缺點對比，小組和專家一起從實用性、穩(wěn)定性、加工難易性、安裝簡易性、攜帶輕便性、成本經濟性六個方面對比，最終選擇方案三。固定支架腕臂工具設計立面腕臂組裝工具優(yōu)化設計接觸網新型腕臂組裝工具最佳方案選擇圖立面腕臂組裝工具設計提出最佳方案&確立最終方案2.材料比選2015年5月中旬，小組成員展開討論，針對立面腕臂組裝設備使用廣泛、環(huán)境較為惡劣的室外高鐵線路及線路旁邊，材料需具有耐老化、抗高溫、抗嚴寒、壽命長等特點，我們對該裝置以下部分的材料進行了選擇：（1）底座部分材料選擇（2）滑道部分材料選擇（3）“L”型支架部分材料選擇提出最佳方案&確立最終方案（1）底座部分材料選擇：底座以及底座上的開、閉口U型環(huán)要承擔該裝置以及腕臂的重量，所以底座的材料應具備抗壓，機械強度高的特點，同時底座還兼顧整個裝置組裝過程中的穩(wěn)定性、攜帶的便攜性等特點，最終QC小組成員研究決定全部選擇不銹鋼材質。提出最佳方案&確立最終方案（2）滑道部分材料選擇：

滑道要根據腕臂長短來調節(jié)兩底座的寬度，所以要求滑道的材質要耐腐蝕，柔韌性高，阻尼系數小等特點，最終QC小組成員研究決定選擇鋁合金材質。

提出最佳方案&確立最終方案（3）“L”型支架部分材料選擇：“L”型支架要直接在水平滑道上移動，同時要承擔平腕臂的重量，所以要求“L”型支架的材料耐腐蝕，柔韌性高，阻尼系數小等特點，最終QC小組成員研究決定選擇的鋁合金材質。6制定對策對策表設計方案確定后，小組制定了實施對策：

序號項目對策目標措施負責人完成日期1結構尺寸設計根據選定方案設計結構尺寸圖能滿足1.5m-2.5m多種型號的腕臂組裝需求（1）總體結構設計；（2）角度尺寸設計確定。徐皓李翔江開春2015.1-2015.32加工組裝按照設計要求委托廠家加工生產符合設計圖紙尺寸要求，準確率100%（1）聯(lián)系具備生產資質的廠家；（2）提供產品需求書；（3）及時與廠家聯(lián)系，優(yōu)化方案；（4）驗收產品。崔中一胡懷洲戴澤浩2015.4-2015.63現(xiàn)場試驗進行穩(wěn)定性等方面測試零部件組裝位置準確、結構穩(wěn)固（1）現(xiàn)場對安裝過程進行試驗；（2）現(xiàn)場對固定架的穩(wěn)定性、水平位置的保持性進行試驗。鄧婕徐思崔中一2015.7-2015.94上道試驗進行上道試驗滿足天窗修作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境要求（1）選點進行多人多點試驗。（2）做好試驗情況記錄，分析改進。鄧婕徐皓李翔江開春2015.107對策實施2015年1月-3月，徐皓、李翔、江開春經過多次現(xiàn)場勘查和測量，最終確定的總體結構及尺寸設計如下。

新型接觸網腕臂組裝工具結構示意圖1.結構尺寸設計2.加工組裝

加工完成后新型接觸網腕臂組裝工具實物圖2015年4月-6月，崔中一、胡懷洲、戴澤浩在常州聯(lián)系廠家加工零部件，經過組裝，實物如下。（1）準備工作

現(xiàn)場工器具擺放圖3.現(xiàn)場試驗（2）腕臂現(xiàn)場組裝圖

3.現(xiàn)場試驗組裝過程局部圖片3.現(xiàn)場試驗（3）緊固需要對正部件作業(yè)圖組裝完成圖

3.現(xiàn)場試驗經過小組成員的共同努力，在2015年8月，立面腕臂組裝工具終于成功研制完成。準備工作：腕臂組裝所需材料工具、新型接觸網腕臂組裝支架腕臂組裝：將腕臂放在組裝支架上，各零部件逐一組裝完成組裝：緊固力矩，組裝完成立面腕臂組裝流程圖2015年度下半年，因維修原因，常州站9道、10道暫時封閉，因此小組選定常州站作為上道試驗的地點。10月8日天窗，小組利用研制的新工具在9道21號桿接觸網鋼柱進行了腕臂組裝、吊裝試驗，組裝用時3分57秒，組裝度量準確，結構符合規(guī)范，順利吊起安裝，達到預期目標。4.上道試驗8傳統(tǒng)腕臂組裝PK利用新型腕臂組裝工具組裝腕臂

我們隨機抽取10名接觸網工利用新型腕臂組裝支架進行腕臂組裝，10人按照要求完成腕臂組裝，準確率100%，安裝平均時間4分鐘。

效果檢查匯總

姓名度量不準（處）零部件裝斜（處）承力索底座裝反雙套筒連接器裝反結構高度不準組裝不在同一平面裝配時間（分鐘）錢云峰00否否否否3任永太00否否否否3鄭興磊00否否否否5徐祥00否否否否7孫文杰00否否否否5從尤亮00否否否否3張曉軍00否否否否6梁康00否否否否3余航00否否否否3唐華00否否否否3一次安裝合格率100%平均時間4.1

新型腕臂組裝設備與傳統(tǒng)腕臂組裝錯誤率設備對照如下：效果檢查傳統(tǒng)腕臂組裝10人腕臂組裝一次合格率腕臂組裝精準度提高，安裝一次性裝配合格率由改造前40%上升至改造后100%。腕臂組裝一次合格率40%90%改造前100%目標改造后實現(xiàn)目標腕臂組裝時間腕臂組裝時間縮短，從原來的平均21分鐘縮短到平均6分鐘。實現(xiàn)目標腕臂組裝時間21分鐘6分鐘改造前4分鐘目標改造后經濟效益經濟