儲絲柜出料輥減速機支撐座的研制（最終版）

紅云紅河煙草（集團）有限責任公司2019年新疆卷煙廠紅云紅河煙草（集團）有限責任公司2019年新疆卷煙廠QC成果儲絲柜出料輥減速機支撐座的研制（創(chuàng)新型）紅云紅河煙草（集團）有限責任公司新疆卷煙廠制絲車間“風暴”QC小組目錄TOC\h\z\t"QC標題1,1"前言 3一、小組概況 4二、活動計劃 5三、選擇課題 6四、目標設(shè)定 8五、提出各種方案并確定最佳方案 11六、制定對策 26七、對策實施 27八、效果檢查 31九、鞏固措施及標準化化 32十、總結(jié)及下一步打算 35

前言儲絲柜的主要作用是緩存煙絲，平衡前后工序的生產(chǎn)能力，在工藝具有均勻水分、均勻配比、調(diào)整煙絲流量的作用，是制絲工藝中較為重要的環(huán)節(jié)。儲絲柜出料輥減速機長時間處在高負荷、高承壓的工作狀態(tài)，若在生產(chǎn)中減速機頻繁啟?；蜻^載，其支撐座的支撐焊接點經(jīng)過長時間負荷工作后，在生產(chǎn)中會頻繁出現(xiàn)開裂、脫焊現(xiàn)象，造成儲絲柜故障停機，影響制絲生產(chǎn)能力，導致卷煙機組生產(chǎn)缺料，已影響制絲與卷包的生產(chǎn)銜接，更嚴重的是影響全廠的生產(chǎn)進度。為此，風暴QC小組針對出料輥減速機支撐座易斷裂這一問題開展QC課題活動。

小組概況：制絲車間風暴QC小組成立于2009年，小組成員由經(jīng)驗豐富的維修工、操作工、和管理人員構(gòu)成。QC小組多次在國家、自治區(qū)、集團和新疆卷煙廠QC發(fā)布會上獲獎。本小組成員多次參加車間設(shè)備的改進和完善，有多年的項目和QC活動經(jīng)驗，為制絲車間設(shè)備的高效、安全、穩(wěn)定的運行提供了必要的保障，做出了一定的貢獻。表1-1小組概況及小組成員小組名稱新疆卷煙廠風暴QC小組成立時間2009年8月課題類型創(chuàng)新型小組注冊號HHXJTQC學習40小時組長馮濤小組成員14人活動時間2018年4月——2019年1月序號姓名性別文化程度職稱/職務(wù)組內(nèi)分工1馮濤男本科設(shè)備副主任活動總體協(xié)調(diào)2李曉軍男大專機電主管課題指導3吳松柏男大專維修主管分析論證4王建新男大專機械修理組織協(xié)調(diào)5張偉男本科機械修理效果檢查6王征新男大專機械修理活動策劃7蘇保虎男本科機械修理設(shè)備維護8李文亮男本科電工設(shè)備維護9吳悅男本科電工成果資料整理10陳新興男本科機械修理QC編寫11楊小平男本科設(shè)備管理員組織協(xié)調(diào)12申蜀密女本科安全管理理員QC發(fā)布13黃海成男本科葉片加料操作QC發(fā)布14范寶成女研究生設(shè)備資產(chǎn)管理員成果資料整理制表：陳新興時間：2018年4月5日活動計劃表2-1活動計劃表日期項目2018.42018.52018.62018.72018.82018.92018.102018.112018.122019.1選擇課題目標設(shè)定提出各種方案并確定最佳方案制定對策對策實施效果檢查效益分析鞏固措施及標準化總結(jié)及下一步打算計劃完成實際完成制表：陳新興時間：2018年4月5日

三、課題選擇（一）問題提出小組通過調(diào)查統(tǒng)計，從2017年9月到2018年2月，儲絲房19組儲絲柜，平均每月出現(xiàn)2.67次的出料輥減速機支撐座斷裂問題。平均每月斷裂2.67次平均每月斷裂2.67次圖3-1支撐座每月斷裂次數(shù)統(tǒng)計圖支撐座斷裂停機時間占制絲設(shè)備總停機時間的10%表3-1支撐座斷裂停機時間表時間產(chǎn)量（萬箱）總停機時（分鐘）支撐座斷裂停機時間（分鐘）2017年9月4.64352017年10月3.323222017年11月3.653532017年12月3.643542018年1月4.433942018年2月1.68142合計21.3219820設(shè)備停機率（分鐘/萬箱）9.2870540.938086制表：陳新興時間：2018.4.9支撐座在生產(chǎn)中頻繁出現(xiàn)開裂、脫焊現(xiàn)象，支撐座的更換頻率高，修理工勞動強度大，設(shè)備維修費成本高，與企業(yè)“節(jié)能降耗”的政策背道而馳。儲絲柜故障停機，影響制絲生產(chǎn)能力，影響制絲與卷包的生產(chǎn)銜接。懸掛固定裝置中的連接螺栓和支撐座斷裂后造成減速電機突然墜落，繞輸出軸旋轉(zhuǎn)，從而使電機電源線拉斷，造成電路短路，損壞電器設(shè)備，甚至可能造成操作人員觸電和火災(zāi)事故的發(fā)生，存在安全隱患。（二）問題分析一：支撐座斷裂是如何發(fā)生的圖3-3支撐座斷裂原因分析圖（二）問題分析二：常規(guī)解決問題的辦法1、自行焊修：當支撐座斷裂時，需要協(xié)調(diào)機電修理班電焊工，開具動火證，每次維修需1個小時，維修耗時過長。2、聯(lián)系廠家：設(shè)備生產(chǎn)廠家并不能短時間內(nèi)解決支撐座頻繁斷裂的問題，該問題引起的設(shè)備停機率居高不下。3、加工備件：委托外協(xié)加工一批支撐座備件，當支撐座出現(xiàn)斷裂時及時更換，縮短設(shè)備維修時間，降低設(shè)備停機率。但是更換支撐座耗時較長，會影響到卷接的煙絲供給。4、課題查新：小組成員查閱了行業(yè)內(nèi)外相關(guān)資料，在國家專利檢索網(wǎng)站、萬方數(shù)據(jù)網(wǎng)、中國知網(wǎng)和煙草科技網(wǎng)進行查新，均未找到類似的現(xiàn)成方案。結(jié)論：常規(guī)方法并不能從根本上解決支撐座斷裂頻繁的問題。（三）確定課題小組考慮自行研制儲絲柜出料輥減速機支撐座，提出本次QC活動的課題為：儲絲柜出料輥減速機支撐座的研制。目標設(shè)定（一）課題目標圖4-1目標設(shè)定圖（二）可行性減速機在運行時的實際扭力： 減速機的實際功率P=1.732*I*U*cosφ*η電流I可用鉗形電流表測得，基本穩(wěn)定在2.99A，電壓U為380V，功率因數(shù)cosφ取0.86，效率η取0.8?？芍狿=1.732*2.99*380*0.86*0.8=1354W=1.354KW；減速機轉(zhuǎn)速=電機轉(zhuǎn)速/速比=1440/35.2=40.9r/min；可知T=9550*p/n=9550*1.354/40.9=316Nm減速機在不同扭矩下受力情況:支撐架與減速機連接點與軸的垂直距離為25cm即0.25m，1、支撐座在正常運行過程中受到的力：常態(tài)下支撐架受力F×0.25=316，可知F=1264N，銷軸軸心與電機輸出軸軸心之間連線的垂直方向即為受力方向，由于支撐架并不是水平或垂直，因此在方向上會與其垂直面呈一個角度（30°）。2、支撐座在過載情況下受到最大的力：通過銘牌可知，確定固定在支撐架上的SEW電機額定扭矩為720Nm，最大扭矩一般為額定扭矩的2倍，即720×2=1440Nm。當物料水分超標或積壓時間過長導致?lián)芰陷佔枇眲∩仙龝r，減速機功率逐漸升高，扭矩隨之升高并達到最大值1440Nm，此時支撐架受力F×0.25=1440NM，此時受力F=5660N分析

正常運行時，支撐座載荷受力為1264N，帶入軟件“算例”，可以得到應(yīng)力、位移、應(yīng)變、安全系數(shù)和疲勞檢查五個圖解，我們主要對應(yīng)力進行分析。由圖可知，最大應(yīng)力為162.2MPa，主要集中在螺栓固定處，固定板受的應(yīng)力不大，但靠近底座的固定板與底板連接處較大，通過探測可知其值約為50MPa。由于支撐架的材料為Q235B，其屈服強度為235MPa，高于最大應(yīng)力，因此可知在正常運行時支撐架是安全的。在頻繁啟?；蜻^載時，支撐座的載荷受力為5660Nm，帶入軟件“算例”，由圖可知，最大應(yīng)力為729.1MPa，是Q235B屈服強度235MPa的3.1倍，應(yīng)力大的地方主要集中在底座螺絲孔附件和內(nèi)側(cè)固定板與底板連接處。若增加支撐座受力強度，杜絕支撐座斷裂可行。五、提出各種方案并確定最佳方案（一）提出方案小組通過頭腦風暴法，對儲絲柜減速機支撐座的研制方案進行討論，并匯總形成了四個備選方案，利用親和圖整理如下：圖5-1總體方案親和圖（二）方案比較

表5-1方案一方案1原理分析分析結(jié)果結(jié)論增厚型支撐座通過SolidWorks軟件對支撐座進行受力分析，將所有板材的厚度由10mm調(diào)整至20mm。正常運行時，支撐座的載荷受力為1264N，帶入軟件“算例”，得知支撐座最大應(yīng)力值為67.6MPa，大大小于材料235MPa的屈服強度。在啟停頻繁或過載時，支撐座的載荷受力為5660N，帶入軟件“算例”，得知由圖可知支撐座最大應(yīng)力為281.1MPa，超過了材料235MPa的屈服強度。優(yōu)點：1、結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便2、實施成本低，加工制作需300元3、能滿足正常運行過程中使用要求4、對原有設(shè)備無影響不采用缺點：1、維修更換耗約30分鐘2、在頻繁起停或過載時支撐座會產(chǎn)生斷裂制表：陳新興時間：2018年4月15日

表5-2方案二方案2原理分析分析結(jié)果結(jié)論加筋型支撐座通過SolidWorks軟件對支撐座進行受力分析，根據(jù)以往的斷裂位置，在螺紋孔之間焊接兩塊加強筋，內(nèi)側(cè)固定板與底座之間焊接兩塊加強筋。如圖所示，在啟動或過載時支撐座的應(yīng)力大小及分布情況，最大應(yīng)力由之前的281.1MPa降至175.4MPa，遠小于材料的屈服強度235MPa。Q235B屬于塑性材料，安全系數(shù)一般在靜載下取1.5-2.0，通過SolidWorks軟件“算例”分析得知，支撐座最低安全系數(shù)達到1.26，若設(shè)備在啟動時由于受力時間非常短，瞬間受力可以由螺栓進行一定的緩沖，對支撐架的破壞不會致命。如果在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)設(shè)備卡料或卡異物時，長時間的過載受力必然使支撐架從應(yīng)力大的位置斷裂，1.26的系數(shù)不能滿足使用要求。優(yōu)點：1、結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便2、實施成本低，加工制作需400元3、能滿足正常運行過程中使用要求4、對原有設(shè)備無影響不采用缺點：1、維修更換耗時約30分鐘2、安全系數(shù)底，當出料輥卡料或卡異物時，支撐座會斷裂。制表：陳新興時間：2018年4月15日

表5-3方案三方案3原理分析分析結(jié)果結(jié)論鏈條傳動型支撐座改變支撐座與懸掛裝置間硬碰硬的受力方式，出料滾軸與減速機通過鏈條實現(xiàn)傳動，而且鏈條傳動能在低速、重載和高溫條件下及灰塵較大的不良環(huán)境中工作，重新設(shè)計減速機的安裝位置，將減速機軸和出料輥軸上安裝鏈輪，通過鏈條實現(xiàn)減速機和撥料輥的傳動。優(yōu)點：1、維修更換耗時約20分鐘2、能避免支撐座斷裂3、對原有設(shè)備影響較大不采用缺點：1、結(jié)構(gòu)復雜、安裝困難2、實施成本高，加工制作需4000元制表：陳新興時間：2018年4月16日

表5-4方案四方案4原理分析分析結(jié)果結(jié)論緩沖減震型支撐座優(yōu)點：1、結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便2、實施成本低，加工制作需400元3、維修更換耗約10分鐘4、能避免支撐座斷裂5、對原有設(shè)備無影響采用缺點：1、減震墊需要經(jīng)常更換制表：陳新興時間：2018年4月16日（三）方案選擇表5-5方案選擇表方案增厚型支撐座加筋型支撐座鏈式傳動型支撐座緩沖減震型支撐座復雜度結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便結(jié)構(gòu)簡單、安裝簡便結(jié)構(gòu)復雜、安裝復雜設(shè)計簡單、安裝簡便經(jīng)濟性300元300元4000元400元周期性維修更換耗時30分鐘維修更換耗時30分鐘維修更換耗時20分鐘維修更換耗時10分鐘有效性過載時支撐座會斷裂支撐座極少數(shù)情況會斷裂支撐座不會斷裂支撐座不會斷裂對設(shè)備影響對設(shè)備無影響對設(shè)備無影響裝置改動大對設(shè)備無影響對設(shè)備無影響結(jié)論不采用不采用不采用采用制表：陳新興時間：2018年4月17日

（四）方案細化圖5-2方案細化圖

（五）確定最佳方案1、支撐架連接方案：表5-5支撐架連接方案選擇表備選方案方案1：焊接方案2：沖壓折彎選擇標準1、強度滿足使用要求；2、加工費用低；方案比較1、常見的焊接方法有手工電弧焊，CO2焊，氬弧焊，埋弧焊，氣焊等。無論哪種焊接（氣焊除外）都要求焊縫強度大于母材強度，就是要大于100%母材，一般在150%~200%左右強度可滿足使用要求2、機電修理班有電焊工1、常用的金屬材料大都是塑性材料，鈑金折彎后強度都會增加2、板材過厚需聯(lián)系外協(xié)加工結(jié)果分析1、焊縫強度大于母材強度，強度可以滿足使用要求2、可自行焊接，加工成本低1、鈑金折彎后強度都會增加，強度可以滿足使用要求2、需聯(lián)系外協(xié)加工，加工成本高方案選擇采用不采用制表：陳新興時間：2018年5月8日

2、支撐架材質(zhì)方案：表5-6支撐架材質(zhì)選擇表備選方案方案1：Q235（碳鋼）方案2：38CrMoal（氮化鋼）選擇標準1、成本低、方便購買；2.強度滿足要求，不易變形。方案比較1、Q235一噸價格在3500元，在市面上很常見2、強度可滿足使用要求1、38CrMoal一噸價格在8000元，在市面上不多2、具有高耐磨性,高疲勞強度和高強度特點。強度可滿足使用要求結(jié)果分析1、在市面上很常見，價格相對低很多2、可以滿足使用要求1、在市面上很常見，價格相對高很多2、可以滿足使用要求方案選擇采用不采用制表：陳新興時間：2018年5月9日

3、連接螺桿安裝方式選擇：表5-7連接螺桿安裝方式表備選方案方案1：焊接固定方案2：通孔連接選擇標準連接螺桿安裝方便快捷，用時短試驗方法1、5月10日，分別加工兩種類型的螺桿固定方式安裝在儲絲柜上2、分別進行安裝時間對比測試結(jié)果分析焊接固定方式安裝需要20分鐘通孔連接方式安裝需要10分鐘方案選擇不采用采用制表：陳新興時間：2018年5月10日

4、連接螺桿尺寸選擇：表5-8連接螺桿尺寸方式表備選方案方案1：M10方案2：M14方案2：M16選擇標準1、安全系數(shù)高；2、安裝位置尺寸結(jié)果分析承載力為170×58＝18560N承載力為170×115＝19550N承載力為170×157＝26690N方案選擇不采用不采用采用制表：陳新興時間：2018年5月14日

5、連接螺桿強度選擇：表5-9連接螺桿強度選擇表備選方案方案1：4.8方案2：8.8選擇標準破斷強度大于729.1MPa滿足要求使用結(jié)果分析強度等級為4.8的螺桿破斷強度為392MPa，不能滿足使用要求強度等級為8.8的螺桿破斷強度為784MPa，滿足使用要求方案選擇不采用采用制表：陳新興時間：2018年5月15日6、減震墊材質(zhì)選擇：表5-10減震墊材質(zhì)選擇表備選方案方案1：塑料方案2：橡膠選擇標準1、減震；2抗壓，硬度滿足使用要求結(jié)果分析1、有減震效果2、塑料發(fā)生形變時塑性變形，塑料變形后不容易恢復原狀態(tài)，形變量小，承壓小，硬度能滿足使用要求1、相對于塑料減震效果更好2橡膠是彈性變形，橡膠變形后容易恢復原狀態(tài)，形變量大，承壓大，硬度能滿足使用要求方案選擇不采用采用制表：陳新興時間：2018年5月16日

7、減震墊尺寸選擇：表5-11減震墊尺寸選擇表備選方案方案1：φ80mm方案2：φ100mm選擇標準1、滿足強度使用要求2、價格低結(jié)果分析1、支撐座側(cè)板尺寸為67mm,尺寸較為接近，受到壓力變時變形小2、價格相對低1、支撐座側(cè)板尺寸為67mm,尺寸偏差33mm，受到壓力變形大2、價格相對高方案選擇采用不采用制表：陳新興時間：2018年5月17日

8、確定最優(yōu)方案：圖5-3最優(yōu)方案選擇圖

制定對策表6-1對策實施表方案對策目標措施地點負責人完成日期采購材料支撐架、螺桿、減震塊符合設(shè)計要求1、提交采購申請；2、提交驗收報告；向車間提出申請機電修理班楊小平2018.6.11加工零件支撐架表面光滑平整，螺絲孔徑符合要求1、根據(jù)設(shè)計方案，用CAD軟件繪制零配件圖紙；2、按圖紙加工制作機電修理班張偉、蘇?；?018.6.14螺桿尺寸M16×150mm，強度8.81、根據(jù)設(shè)計方案，用CAD軟件繪制零配件圖紙；2、按圖紙加工制作機電修理班張偉、蘇?；?018.6.14減震塊尺寸φ80×30mm,φ80×35mm1、根據(jù)設(shè)計方案，用CAD軟件繪制零配件圖紙；2、按圖紙加工制作機電修理班張偉、蘇?；?018.6.14裝配支撐架確保減速安裝穩(wěn)固按設(shè)計圖紙組裝機電修理班吳松柏、王建新2018.6.18螺桿螺桿連接穩(wěn)固、可靈活旋轉(zhuǎn)按設(shè)計圖紙組裝機電修理班吳松柏、王建新2018.6.18減震塊確保減速機運行平穩(wěn)可靠按設(shè)計圖紙組裝機電修理班吳松柏、王建新2018.6.18現(xiàn)場調(diào)試快速安裝并空載運行通過實際生產(chǎn)觀察，確定支撐座滿足要求。儲絲房現(xiàn)場調(diào)試混絲摻兌吳松柏、王建新張偉、蘇?；?018.6.19制表：陳新興時間：2018年6月11日七、對策實施表7-1對策實施一實施一采購備件實施人員楊小平地點機電修理班時間2018年6月11日目標向車間提出采購申請：1、支撐架材質(zhì)為Q235，厚度10mm2、螺桿1根，M16×150mm，強度為8.83、減震墊為振槽減震塊2個，φ80×65mm,實施過程通過OA上報車間采購計劃，經(jīng)設(shè)備管理科批準后統(tǒng)一購買效果檢查通過鋼卷尺測量購買材料尺寸結(jié)論購買材料符合符合目標要求。制表：陳新興時間：2018年6月11日

表7-2對策實施二實施二加工零件實施人員張偉、蘇?；⒌攸c機電修理班時間2018年6月14日目標零件按照圖紙要求進行加工1、支撐架：179×100mm,141×90mm;2、減震墊：φ80×30mm,φ80×35mm3、螺桿：M16×130mm實施過程效果檢查通過游標卡尺對加工零件進行測量結(jié)論各零件尺寸達到圖紙加工要求，符合目標要求。制表：陳新興時間：2018年6月14日

表7-3對策實施三實施三裝配實施人員吳松柏、王建新地點機電修理班時間2018年6月18日目標各部件裝配合適實施過程按裝圖紙進行裝配效果檢查各部件完成安裝結(jié)論經(jīng)觀察，該支撐座裝配良好，符合目標要求。制表：陳新興時間：2018年6月18日

表7-4對策實施四實施四現(xiàn)場調(diào)制實施人員吳松柏、王建新、張偉、蘇保虎地點混絲摻兌時間2018年6月19日目標1、有效避免支撐座斷裂；2、安裝誤差±1mm；實施過程1、拆卸舊支撐座2、安裝新型支撐座效果檢查1、進行設(shè)備空載運行，支撐座未發(fā)生斷裂；2、安裝誤差±1mm；結(jié)論經(jīng)觀察，該支撐座未發(fā)生斷裂，各部件完好，符合目標要求。制表：陳新興時間：2018年6月19日

八、效果檢查（一）目標值完成情況從2018年7月至2019年1月，從未出現(xiàn)過因減速機支撐座斷裂問題引起的故障停機，與之前2017年9月至2018年2月設(shè)備設(shè)備停機率相比，由之前的9.29分鐘/萬箱下降至8.84分鐘/萬箱，支撐座故障停機時間為0，取得了較好的效果。表8-1支撐座斷裂停機時間表時間產(chǎn)量（萬箱）總停機時間（分鐘）支撐座斷裂停機時間（分鐘）2018年7月3.022902018年8月43702018年9月3.83402018年10月