QCXZ20150314

1、 研制可移动式简易套丝机山东电建二公司双赢QC小组前言 电动套丝机是用于加工外螺纹的电动工具，实现钢筋直螺纹连接工艺的关键设备。我公司承建的阳江核电3台机组，现场土建钢筋套丝作业量及管道支吊架螺纹吊杆套丝工作量巨大，套丝机的需求量大。采购多台整套的套丝机设备成本巨大，而现场使用的自制套丝机笨重、易坏，工作效率低，已远远无法满足现场施工需求。因此，创新品质，刻不容缓！一、小组概况小组名称双赢小组课题名称研制可移动式简易套丝机成立时间2014年2月注册号码2014YJBW002课题类型创新型小组成员接受TQC教育情况小组成员共11人，人均接受QC知识培训48课时姓名性别职务文化程度组内分工李慧萍女

2、专工大专QC指导张德利男主 任中专组 长尹燕灼男班 长中专施工主责赵 燮女主管本科技术指导李艳芳女专工大专资料收集、汇总、编写隗敬元男技术员大专资料收集、汇总、编写王建凯男质保主任本科技术指导陈广新男安装工中专施 工张成君男安装工中专施 工杨延振男电焊工中专施 工郑梦霞男电 工中专施 工制表：隗敬元 2014.02.24二、 选择课题1、工程现状：a现场需加工的钢筋及管道支吊架螺纹吊杆长度范围为0.2m-6.0m。b目前使用的套丝机有两种： 成品套丝机简易套丝机2、存在问题（1）简易套丝机：a.原简易套丝机只能应用于长度小于0.5m的加工件，不能满足现场0.2m-6.0m适用范围。b.需手动调

3、节要求高，套丝质量差，合格率低，据统计，合格率仅为83.97%。原简易套丝机套丝情况统计：时间项目0215021602.1702.1802.1902.2002.21合计加工数量53293746635158337合格数45243139524249283合格率84.91%82.76%83.78%84.78%82.54%82.35%84.48%83.97%注：单位：件（14钢筋） 简易套丝机套丝一次验收合格率 制图绘表：李艳芳 2014.02.24 c. 从中随机选取100个加工丝头，用螺纹百分尺对螺纹中径进行测量（根据GB/T197-2003要求，螺纹中径d2尺寸12.70±0.1mm）

4、，统计了100组数据： 螺纹加工中径尺寸表 单位：mm螺纹加工中径尺寸表（单位：mm） 12.7912.7512.6812.6912.6812.6712.6912.6212.6912.7712.8112.7612.5712.6812.6812.6712.7012.6312.6912.7812.8112.7612.6812.5712.7812.6912.8312.6312.6712.6812.5812.6412.6912.8112.6812.6712.7012.6412.5512.7912.8212.7612.6912.5912.6812.6812.7012.7612.6912.7912.821

5、2.6612.7112.5912.7012.7312.6912.6512.7312.6812.7012.6612.7212.5812.7212.7312.6912.6812.7312.6512.8312.6712.7012.5912.7012.6812.8512.6512.7412.6812.6712.8412.7212.6212.7112.7312.6912.6512.7412.7312.6912.6712.7312.6212.7112.7312.6912.6612.7512.68制表：隗敬元 时间：2014.02.24绘制出直方图如下：制制表：隗敬元 时间：2014.02.24图型呈现能力

6、不足型，出现不合格品，偏差较大。（2）成品套丝机满足套丝要求，但重量大、笨重，移动运输困难，不能满足现场移动的需求。提出设想：研制一种能够方便移动，满足0.2m-6.0m长度的钢筋和螺纹吊杆套丝使用的套丝机。确定课题：研制可移动式简易套丝机三、确定目标1、目标设定：研制的可移动简易套丝机通过安全性检验，适用于施工现场长度0.2m-0.6m的钢筋和螺纹吊杆套丝。具体指标：套丝一次验收合格率达98%。2、目标的可行性：a.小组已连续四年开展QC小组活动，多数成员参与“研制多变伸缩式便携安全围栏”、“研制脚手架架板固定锁”、“研制新型不锈钢冲压装置”等课题的研究中，双赢QC小组多次获得中国质量协会、

7、中国电力建设企业协会一等奖，并连续两年荣获“全国优秀质量管理小组”称号，所研制的“脚手架架板固定锁”已授权为国家新型实用专利。小组成员经验丰富，开展创新活动有一定的基础，目标可行。b. 调查公司莱州项目部，套丝一次验收合格率最高曾达到过98.68%。因此，小组活动目标完全能够实现！项目 时间6月上旬6月中旬6月下旬7月上旬7月中旬7月下旬合计加工数量949210611710297608合格数量939110411510196600合格率98.93%98.91%98.11%98.29%99.01%98.97%98.68% 制表：李艳芳 2014.03.04因此，小组活动目标完全能够实现！四、提出方

8、案并确定方案(一) 提出方案围绕可移动简易套丝机需达成的两个目标，小组广开思路，提出设想，运用亲和图进行整理，初步形成两种研制方案：可移动式简易套丝机手持式电动套丝机台式电动套丝机使用时手持套丝机，调整套丝机方向进行作业套丝机可随身携带，根据加工件位置选择施工地点适用于小型加工原件不受场地限制，能在任意地点使用采用支架支撑结构，调整加工件方向进行套丝先固定套丝机位置，移动加工件进行加工能够适应较长、较重的加工原件加装滚轮后可滑动，适宜平坦地面图3 方案亲和图 制图：隗敬元 2014.03.05（二）两种工具的设计思路思路：由成品套丝机，联想到以下两种方案，并对两方案进行对比：名 称方案一：手持

9、式电动套丝机方案二：台式电动套丝机制作难度体积虽小，但部件加工难度大，不易制作支架多为焊接连接，制作难度较小操作难度1、体积小，可携带至任意地点，携带方便2、操作过程中随时调整方向，对操作人员技能要求较高1、加装滚轮，便于滑动，运输携带方便2、加工过程稳定，只调整加工件即可，对操作人员技能要求较低适应性1、能够在任意施工环境下使用2、适用于较小的加工件1、滚轮设计滑动，适用于平面上布置2、加工件大小、长短均可适用稳定性套丝过程中需手动调整，稳定性差支架结构稳定性好，固定好后无需调整结 论最终选择适用适应范围广、稳定性好、操作简便的台式电动套丝机。制表：李艳芳 2014.03.15 图4 台式套

10、丝机模拟图 制图：隗敬元 2014.03.15 机架部分 滚轮部分 电器动力部分进给机构部分 冷却部分 图5 台式套丝机模拟图 制图：王建凯 2014.03.15（三）方案细部分解及选择台式电动套丝机方案已经确定，小组对该方案进行了细部分解，最后确定装置基本由以下五部分组成：1、机架部分材料选择机架部分单体支撑式双体连箱式名称单体支撑式双体连箱式结构原型安全性1、电机距操作位置近且裸露在外，安全性差2、运行过程中产生的铁屑容易掉落在主电机上，存在安全隐患。主电机内置，与切割部分单箱隔离，产生的铁屑易于回收，且不影响主电机运行。稳定性主电机电动设备与给进装置一体，运行过程中稳定性差。将主电机电动

11、设备与进给装置分割为两个箱体，互不影响，运行过程中稳定性较好。结论选择稳定性好、安全系数高的双体连箱式制图绘表：隗敬元 2014.05.081.1机架部分材料选择：13机架部分确定为双体连箱式后，我们来对材料进行选择： 双体连箱式材料 圆 管角 钢名称圆 管角 钢图例操作性圆管节点处为球面接触，不易焊接连接，制作难度大。制作方便，接触面平坦，连接处螺栓钻孔、穿装等操作方便。便携性1、同等规格长度圆管质量1.63kg/m，质量较重，不易携带、运输 2、圆管连接后表面不平整，体积较大1、同等规格长度角钢质量0.889Kg/m，质量较轻，便于携带、运输。2、角钢连接后较扁平，体积较小经济性9.51元

12、/m，费用高1.78元/m，费用低结论最终小组研究决定选择操作性、便携性较好且价格便宜的角钢，规格选择L20*3等边角钢双体连箱式材料选择分析对比表：制表：王建凯 2014.05.102、电器动力部分材料及尺寸的选择为实现电器动力部分的整体效果，我们将它分解为主电机、传动部分和加工部分进行筛选： 2.1主电机方案选择：针对主电机的选择，考察市场专用电机有以下两种方案：主电机ZLC直流电机三相异步电机 制表：隗敬元 2014.04.08时间2014年4月08日方案构思尹燕灼、隗敬元名称ZLC直流电机TCB90S-2 1.5kwB3三相异步电机结构原型 电机参数额定功率：1000w额定转速：250

13、0-3500r/min额定电压：220v适用范围：三轮车、控制设备、野外操作机械的驱动电机等额定功率：1500w额定转速：2960r/min额定电压： 380v适用范围：各机械设备等适应性直流电源施工现场较少，使用地点受限 现场交流电源多，保证套丝机多点移动使用操作性无法满足套丝机需满足正反转要求。使用顺倒组合开关满足套丝机正反转要求价格450元/台370元/台结论最后选择适应性、操作性较好且价格较低的三相异步电机对电机的输出扭矩进行计算，电机功率P=1.5KW，转速n=2960r/min，经计算扭矩T=9550*P/n=4.84N·m。扭矩过小，无法满足套丝机作业要求，需增加减速机

14、，增大扭矩。经市场调查，选择涡轮-蜗杆减速器，减速比为1：60，价格约110元/台。结论主电机=三相异步电机+涡轮-蜗杆减速器2.2传动部分的选择传动部分车轮+链条传动叶轮+三角带传动名称车轮+链条传动叶轮+三角带传动结构形式小组成员模拟两种方案进行试验试验人：尹燕灼、隗敬元试验目的：根据思路模拟传送部分，进行方案选择试验过程： 模拟自行车轮+链条式：使用废旧自行车轮及链条传动 + 模拟叶轮+三角带式：使用废旧三角带及配套叶轮+ 耐用性链条为机械连接，长时间使用后容易生锈、断裂，维修复杂三角带耐用性较好，长时间使用老化后可直接更换新三角带 安全稳定性时间长容易松动，链条传动崩断、断裂，存在安全

15、隐患不易断裂，不会松动，转动过程稳定，安全性高操作性车轮体积大，占用空间，操作时复杂叶轮机三角带体积小，使用灵活方便，制作简单结论选择耐用性好，牢固稳定且体积小灵活方便的叶轮+三角带方案。制图绘表：李艳芳 2014.04.152.3加工部分的选择加工部分套筒+螺栓固定板牙式套筒+焊接固定板牙式名称套筒+螺栓固定板牙套筒+焊接固定板牙式结构原型小组成员对两种方案进行试验对比试验人：尹燕灼 隗敬元试验目的：根据试验思路，对加工部分进行方案选择试验过程：套筒材质选择304L、规格60的不锈钢管，螺栓选择M6×30套筒+螺栓固定板牙： 套筒+焊接固定板牙：60不锈钢管作为套筒，螺栓焊接于套筒

16、上，利用螺栓紧固板牙。不锈钢管作为套筒，板牙螺栓焊接于套筒上，用于紧固板牙牢固安全性采用螺栓压紧后，板牙固定牢固，满足稳定要求焊接连接牢固，稳定性好适应性一个套筒可适用于多种板牙，无需更换套筒。一个套筒只能使用一个板牙，无法更换，适应性差。拆卸性能根据需要随时更换板牙，板牙可拆卸，便于更换和维修。板牙不可拆卸，只能整体拆卸，检修维护不便。结 论选择牢固稳定、可拆卸、适应性较好的套筒+螺栓固定板牙方案，套筒为60不锈钢管，螺栓M6×30。制图绘表：隗敬元 2014.04.243、进给机构我们将进给机构分解为进给装置和夹紧装置进行筛选：进给机构进给装置夹紧装置3.1进给装置进给装置的选择

17、有两种： 进给装置槽钢导轨滚轮式圆管导轨滑动式名称槽钢导轨滚轮式圆管导轨滑动式结构原型模拟两种方案进行试验试验人：尹燕灼、隗敬元试验目的：根据思路模拟进给装置，进行方案选择。试验过程： 试验槽钢导轨滚轮式：使用6槽钢、14不锈钢管、4个25不锈钢滚轮焊接、组装而成。 试验圆管导轨滑动式：使用25圆管焊接而成，保证两侧高度一致，32圆管套接其上，钢板焊接平面。 制作难度部件结构复杂，4个滚轮连接、安装技术要求高，制作难度大结构简单，导轨焊接连接，制作技术要求低，容易制作经济型4个不锈钢滚轮需购买成品，约4×15元/个=60元导轨可使用日常钢管下脚料，材料费用不计稳定性滚轮与槽钢间无法固

18、定，易上下晃动，稳定性差导轨焊接于支架上，不会晃动，牢固稳定结论最终选择稳定性较好的圆管导轨滑动式，导轨材料为25圆管。制图绘表：隗敬元 2014.05.103.2夹紧装置夹紧装置两种方案选择：套管螺栓紧固式和长螺栓可调加固式。夹紧装置套管螺栓紧固式长螺栓可调加固式名称套管螺栓紧固式长螺栓可调加固式结构形式小组成员对两种方案进行试验试验人：尹燕灼、隗敬元试验目的：根据思路对夹紧装置两种方案进行筛选。试验过程： 套管螺栓紧固式：60不锈钢管作为套筒，钻孔2个，利用2套螺栓对加工件进行紧固。 长螺栓可调加固式：使用60与48不锈钢管套接，钻孔螺栓紧固，以此调节高度；长螺栓加弧形夹板用来紧固加工件。

19、 适用性加固件的中心高度无法调整，进而无法保证板牙中心与加工件中心的一致。下部的不锈钢管可以调节高度，进而保证加工件中心上下可调，保证不同管径加工件中心与板牙中心一致。牢固性两个小螺栓对紧固件加力小，紧固性较差。长螺栓受力大，紧固性较好。结 论最终选择适用性和牢固性性较好的长螺栓可调加固式。 制图绘表：王建凯 2014.05.204、冷却部分冷却部分手动喷洒冷却自动水桶冷却名称手动喷洒冷却自动水桶冷却结构形式使用说明使用矿泉水瓶钻孔喷洒。使用铝皮砸接而成水桶，软管加不锈钢弯管保证可调性及稳定性。使用效率使用矿泉水瓶喷洒冷却，需一人单独操作进行。无需单独的人员进行冷却，打开开关即可操作完成，节省

20、人员，效率更高。牢固性手持矿泉水瓶存在掉落的风险。油桶粘结于套丝机平台上，稳定性好。结 论最终选择牢固稳定、使用效率高且外形美观的自动水桶冷却方式。水桶规格选择h=20cm,D=15cm自动水桶冷却方案确定制作的同时，我们也制作了接水装置，由铝皮砸接而成，规格为400mm×300mm×50mm接水盆制图绘表：隗敬元 2014.05.255、滚轮的选择滚 轮 普通滚轮可刹式万向轮名称普通滚轮可刹式万向轮图 例实用性1、安装此滚轮，套丝机位置调整好后，容易滑动，设备整体不稳定。2、套丝机只能单方向滑动调整，可调性差。1、可刹性，增加套丝机整体稳定性，避免设备固定好后来回滑动。2

21、、多向调整，轮子可各个方向滑动调整，设备使用更加方便。经济性4.0元/个5.5元/个结 论考虑到实用性强，采用尼龙材质的可刹式万向轮。制图绘表：隗敬元 2014.06.10五、 确定最佳方案经过小组成员层层细致的对比分析，最终确定方案如下：最佳方案系统图：移动式简易套丝机机架部分电器动力部分进给机构部分冷却部分滚轮部分双体联箱式可刹式万向轮20×20角钢主电机加工部分传动部分TC71340.55kwB3三相异步电机+减速器套筒+螺栓固定板牙叶轮+三角带传进给装置夹紧装置自动水桶冷却长螺栓可调加固式 图6 套丝机结构图 制图：李艳芳 2014.06.20六、 制定对策1、 方案流程分解

22、为更好的制定对策表，小组运用流程图对工具制作步骤进行了分解:YESYESYESNONONO 图7 方案流程分解 制图：隗敬元 2014.06.222、 制定对策表根据5W1H的原则，小组制订了详细的对策表，表中目标明确、措施详尽、责任到人。序对 策目 标措 施地点负责人完成日期1前期准备绘制图纸可移动简易套丝机外形尺寸图设计图纸上的数据清晰，满足现场制作需要办公室隗敬元2014.06.30材料准备主电机三相异步电机+减速器1、提交物资计划，按审批流程审核，交物资公司进行购买。2、材料到货后，验收性能满足情况。物资公司隗敬元李艳芳2014.07.15角钢型号为L20*3槽钢型号为10不锈钢管规格

23、：14、60 厚=3mm板牙各规格三角带SPA1310可刹式万向轮2加工制作角钢下料偏差±2mm画好尺寸，下料后复查预制车间尹燕灼张成君2014.07.25槽钢下料偏差±2mm画好尺寸，下料后复查不锈钢管下料偏差±2mm画好尺寸，下料后复查夹紧套筒进给套筒钻孔8偏差±1mm检查开孔尺寸夹紧螺母焊接于套筒上夹紧装置M6螺栓检查焊接牢固，螺栓 可穿入3组合安装将角钢焊接，组装支架组合角钢，焊接牢固焊接面平滑，无焊渣预制车间尹燕灼郑梦霞2014.08.05将主电机、三角带组合安装电器部分组装牢固电机牢固、三角带拉紧度合适进给机构组合安装，并保证与夹紧套筒同心方

24、便滑动，进给套筒与加紧套筒同心检查同心偏差箱体密封，整体油漆将设备用薄钢板密封，整体油漆封面结合良好，油漆色泽光润4现场试用套丝机安装后牢固，螺纹中径d2尺寸偏差±0.1mm套丝机各部件组合安装后，螺纹百分尺进行检测预制车间尹燕灼陈广新2014.08.15 制图绘表：隗敬元 2014.06.23七、 对策实施对策实施一：前期准备1、 绘制图纸2014年06月25日完成图纸设计，按照流程报机械管理部、安全监察部、工程技术部进行图纸汇审后，上报总工。 图8可移动式简易套丝机外形尺寸图 制图：郑梦霞 时间：2014.06.30对策目标检查：2014年06月30日，设计详图通过机械管理部、安

25、全监察部、工程技术部进行汇审，总工批准，准予实施。2、 材料准备小组成员在仓库和市场购买的材料，共有以下几种：主电机 角钢 三角带 板牙 万向轮对策目标检查：材料名称规格型号到货日期验收验 收 人主电机TCB90S-2 1.5kwB3三相电机 +减速器2014.06.15合格尹燕灼角 钢L20*32014.06.15合格三角带SPA13102014.06.15合格板 牙2014.06.15合格万向轮可刹式2014.06.15合格 制表：郑梦霞 时间：2014.07.15经检验，材料均符合设计要求。对策实施二：加工制作 测量核对 切割下料 部件钻孔 部件焊接 对策目标检查：部件名称目标要求抽检数

26、据010203040506070809101112131415角钢长度偏差±2mm-10+1+2-10-1+1+200-2+100不锈钢管长度偏差±2mm+1+1+20-200+1-10-1-1-20+1槽钢长度偏差±2mm+20+1+2-1+1-1-10+10+10-1+1钻孔孔径偏差±1mm0+100-100+1-10-1-100+1经检验，所制作的部件均牢固无变形，可投入使用。我们将检查数据做成了折线图，如下： 图9各部件下料尺寸偏差折线图 制图：李艳芳 时间：2014.07.25对策实施三：组合安装1、 机加组装及电器部分安装, 进给机构安装、开

27、关电源连接。 2、滚轮安装、箱体封存并整体油漆。 对策目标检查：部件名称目标要求检查结果验收人角钢间焊接连接牢固无晃动满足要求尹燕灼主电机、三角带组合安装固定牢固，三角带张紧合适满足要求进给机构组合安装牢固无变形，方便滑动，保证与夹紧套筒同心满足要求箱体密封，整体油漆箱体封闭良好，油漆色泽均匀满足要求制表：隗敬元 时间：2014.08.05经检验，可移动式简易套丝机部件组装牢固，满足可移动要求。对策实施四：现场试用1、 现场试用：套丝机组在现场移动方便，使用简单，牢固稳定且外形美观。2、对策目标检查：对在试验过程中所加工的30根14钢筋螺纹中径进行误差测量（根据GB/T197-2003要求，螺

28、纹中径d2尺寸误差±0.1mm以内），误差统计如表：螺纹加工中径误差尺寸统计表（单位：mm） 0.040.030.040.060.070.020.020.060.040.030.080.070.030.050.030.090.050.060.030.030.030.030.060.040.020.060.070.010.030.04结论：经检验，螺纹中径d2尺寸偏差均在±0.1mm，对策目标实现！ 八、效果检查1、目标值检查我们统计了现场套丝加工的各种长度的钢筋和管道螺纹吊杆，做出以下统计表： 类别项目钢筋加工件管道螺纹吊杆加工件加工件长度0.2m1.0m3.0m6.0m0

29、.2m1.0m2.5m4.0m加工数量2329371619342124合格数量2529371619342124合格率100%100%100%100%100%100%100%100%上表可见，可移动简易套丝机能够适用于长度在0.2-6.0m范围内的加工件套丝作业，且合格率达到100%，完全满足目标要求值！为检查套丝机套丝质量可控情况，统计了公称直径为14的钢筋螺纹中径，整理100组数据，并绘制出直方图： 螺纹加工中径尺寸表（单位：mm） 12.6712.6912.6812.6212.6912.6812.6712.6912.6812.6312.6812.60min最大值12.7112.6912.7

30、512.7212.6412.7212.6912.7012.7012.7112.6112.7512.6512.7112.6912.6612.6712.6512.6712.6912.7412.6912.7712.6812.6912.6812.7112.6912.6912.6612.7112.6812.7112.6312.6712.6712.6812.7012.7012.6812.6912.6812.7112.6512.7412.7012.6412.6712.6712.7112.6412.7212.6712.80max12.6612.6912.7012.6912.7012.6912.7212.671

31、2.6812.6912.7512.6712.6912.6812.6412.6812.6912.6512.7212.6712.6912.7112.6212.6612.7112.6912.6412.7712.6512.6812.6912.6712.7112.69制表：郑梦霞 时间：2014.08.15根据上述数据，n=100，极差R=12.80-12.60=0.20,取组数k=10，组距h=0.2/10=0.02，将频数列入下表：组号组界值频数统¦i112.60-12.622212.62-12.644312.64-12.6610412.66-12.6817512.68-12.703561

32、2.70-12.7217712.72-12.748812.74-12.764912.76-12.7821012.78-12.801制表：隗敬元 时间：2014.08.15据此表绘制出直方图，如下： 螺纹中径加工直方图 制表：隗敬元 时间：2014.08.15由上图可见，套丝偏差较小，在±0.1mm范围内，质量控制良好。2、安全性能审查我们将可移动简易套丝机上报公司安保部，由安保部对其安全性能进行现场审查，经审批通过后，出具安全性能证明，现场进行推广、制作,并张贴套丝机操作规程、设备安全信息牌以及电动工器具合格标签。 3、投入使用可移动式简易套丝机共制作了4套，投入到阳江核电生产准备区

33、和阳江核电项目施工现场使用，现对使用效果进行对比：名称成品设备套丝机可移动简易套丝机运输便携性所使用的套丝不具备滑动功能，运输时需多人搬运。加装可刹式万向轮后，能够滑动运输，满足便携要求。稳定性套丝机底部与地面接触面大，稳定性好。四个万向轮可刹车固定，稳定性较好。操作性成品套丝机使用简单，操作性好。可移动简易套丝机满足套丝使用要求，操作简单。安全性安全性能稳定。安全性能稳定，满足使用要求。现场使用后，均反映良好，可移动简易套丝机能够满足移动运输方便、套丝操作简单的使用要求，而且使用安全、操作简单、使用效率高，完全取代了成品套丝机！2、经济效益费用计算：计算前提截止到9月，阳江项目部总共投入使用

34、可移动简易套丝机4套物资询价主电机370元/个，三角带4.5元/条，60不锈钢管29.5元/m， L20*3角铁1.78元/米，6槽钢16元/米，可刹式万向轮5.5元/个。名称原成品套丝机可移动简易套丝机制作费用(成本费)采购费用：6200元/台×4=24800元材料费：每台需角钢10.6m，槽钢1.0m，不锈钢管0.6m，电机1台，三角带1条，万向轮4个， 单台费用：370+4.5+11.6m×1.78元/m+1.0m×16元/m+0.6米×29.5元/m+4×5.5元/个×=450.848元总材料费：450.848×4=1803.392元人工费用：4台套丝机下料约2人8小时；组合2人16小时；焊接1人8小时；需人工（2×8+2×16+1×8）÷8=7人工，人工费：7×30