[QC成果]研制狭小空间起吊运输专用小车

1、 研制狭小空间起吊运输专用小车山东电建二公司皓月QC小组前言广东阳江核电一期百万级压水堆机组常规岛建安工程，为我公司所承建的第一台百万核电机组。第一次承担百万级核电机组建设，我们遇到了很多之前（火电机组）没有遇到的新技术，新问题和新管理模式。1号机组已于3月15日已经投入商业运营，2号机组正处于施工收尾阶段，施工收尾阶段，工程量最大的工作为3T尾项，3T尾项指TOTO、TOB、TOM，就是指尾项梳理及消缺工作的三个不同阶段，中广核对3T尾项要求很高，3T尾项处理完成后，系统移交全部完成，移交运营公司，我公司没有相关施工经验，缺乏相关的施工工具。小组概况小组名称皓月QC小组课题名称研制狭小空间运

2、输专用小车成立时间2014年3月注册号码2014YJBW003课题类型创新型小组成员接受TQC教育情况小组成员共9人，人均接受QC知识培训40课时姓名性别职务文化程度组内分工张德利男主任高中组长陈强男副主任高中组织策划、技术指导李慧萍女专工大专QC指导王云鹤男专工兼班长大专技术指导，施工总负责王成民男安全员高中安全总负责曹三坷男质检员高中施工监督，质量控制杨济人男技术员大专数据、照片收集、汇总李超男技术员本科过程控制、数据收集、汇总吕志府男技术员大专过程控制、数据收集、汇总魏将将男组员中专施工徐新国男组员中专施工田刘陈男组员中专施工制表：李超 2014.03.06二、选择课题 （一）现状 1、

3、运输通道狭小主厂房及各BOP厂房由GB廊道连接，总长近千米，3T尾项施工中最大的难题是GB廊道内施工，关键的问题是GB廊道内的安装及土建工作已经完成，没有运输通道及起重设备，只有狭窄的人行通道。经测量：运输通道最窄的距离是50cm，最矮的距离是40cm。表1：GB廊道狭小空间测量数据统计段落最窄宽度cm最矮高度（管道离地面的距离）cm段落最窄宽度cm最矮高度（管道离地面的距离）cmA段70609F段6060L段5050Y段60709D段6050U段70709G段5040Z段50509M段5040V段60409N段60509P段50狭小的作业环境502、需要运输主设备、配件繁多以3T尾项为例，统

4、计如表材料名称及类型特征数量平均运输距离法兰（DN200DN500）重（80Kg200Kg）约20件200米阀门（DN50DN200）重（50Kg150Kg）约10件100米弯头（DN50DN200）重（20Kg80Kg）约8件100米槽钢（【12【16）重（40Kg-80Kg）、长（3m5m）约40件80米管道（DN25DN80）长（3m5m）约20根70米表2：主要材料统计表 制 表： 吕志府 2014.3.7通过数据可以清楚的看出，材料运输的难点在于重量重，距离远。3、目前采用的运输方式由于空间狭小，火电机组中广泛运用的滚杠、地排车、小推车等运输方法无法使用，只能采用人力搬运的方式，或者

5、两人抬运的方式。（二）存在的问题1、对已安装好设备造成损伤。在已经施工完成的10个3T尾项中，多次发生破坏隔离边界情形、刮伤管道及支吊架表面防腐油漆涂层、不锈钢管道表面钝化层被划伤，破坏地面的现象。将成品破坏的情况进行统计：共发生29起成品破坏现象。表3：成品损伤统计表段落破坏隔离边界刮伤防腐涂层刮伤不锈钢管道破坏地面总计9F段（廊道入口）1423109G段050059M段132069N段031159D段01113总计21665292、投入修改成本表4：成品损伤修复投入人工统计名称破坏隔离边界刮伤防腐涂层刮伤不锈钢管道破坏地面个数21665投入人力2*2=40.5*16=81*6=62*5=1

6、0费用投入4*200=8008*200=16006*200=120010*200=2000费用总计800+1600+1200+2000=5600通过对整个GB廊道内的3T尾项进行梳理，安装类的尾项共有86条，成品破坏后的修复共需要投入：86/10*5600=48160元。修复成本高。3、运输效率低表5：10项3T尾项人力投入分析序3T尾项名称投入总人工材料、工具运入人工投入安装焊接人工投入施工后撤离人力投入1SVA阀门更换105412APG疏水管线变更42113SVA堵板割除回复320.50.54SVA023VL增加平台42115SRI增加支架42116SEO泵维修52217JPD法兰更换42

7、150.589G段增加爬梯733199M段增加爬梯531110SES更换垫片210.50.5总计482415.58.5 数据统计时间：2014.3.20通过对10项3T尾项的梳理，几乎类似的工作内容，在主厂房内工作效率远高于GB廊道内的施工。材料、工具运入人工投入及施工后撤离人力投入占总人工投入的（24+8.5）/48=67.77%，效率低的关键在于运输效率低。经调查：公司目前尚没有适用于狭小空间运输专用的工具。提出课题：研制狭小空间运输专用小车三、设定目标设定目标：研制狭小空间起吊运输专用小车。该小车能够具有起吊功能，适用于最窄50cm，最矮40cm的作业环境；运输最大重量200Kg；对已安

8、装设备零损伤。 四、提出方案并确定最佳方案围绕专用运输小车需达成的两个目标，小组广开思路，提出设想，运用亲和图进行整理。 专用起吊运输小车起吊部分防滑落部分手把部分主框架部分小车主框架满足狭小空间使用小车主框架材料能够满足承重要求如何起吊起吊部分构成能够有效的防止材料滑落可实现性灵活操作采用槽钢采用角铁采用钢管利用杠杆提升力来源起吊臂结构主框架自身重量轻，便于携带利用滑轮购买成品方便控制方向尺寸满足要求杠杆滑轮组合加工制作防滑杆能够满足承重要求加工制作方便控制力量单人提升制 图： 王云鹤 2014.5.10通过亲和图可以看出，运输专用小车可以由以下四个部分组成：一体式起吊运输专用小车车主架车手

9、把防滑落结构车起吊装置小车主框架制作小车主框架时，为满足现场狭小空间的需要，根据现场实际测量得到，需要制作的宽度最大尺寸为0.5m，我们采用的尺寸为0.5m*0.5m，有两种方式（整体焊接式、组合焊接式）供小组选择： 小车主框架整体焊接式 组合焊接式名称整体焊接式组合焊接式结构型式重量计算采用8-10个厚的花纹钢板进行焊接，8个的重量为0.5*0.5*62.8=15.7Kg,10个的重量为0.5*0.5*78.5=19.63Kg。重量重总长度为0.5*4+0.5*2=3米，材料采用【8组合主框架，角铁承担副框架的重量为2*8.045+1*1.373=17.46Kg，采用L50*5角钢组合的重量

10、为3*3.77=11.31Kg,采用DN25钢管组合的重量为3*2.42=7.26Kg,重量轻承重性承重性好，牢固承重性没有整体式，但能够满足施工需要便携性重量重的同时，在搬运GB廊道人员进出口时，需要双手搬运，便携性较差不管采用哪种材料进行组合，单手即可抓住，便携性好结论最后选择重量相对较轻、便携性好的组合焊接式制表：吕志府 2014.05.141.1小车主框架材质：小车主框架部分确定为组合焊接式，在焊接的同时，需要将主框架与万向轮焊接在一起，万向轮的尺寸为80mm*80mm，我们来对材料进行选择：小车主框架材质槽钢角铁钢管槽钢角铁钢管图例 （一）小车主框架组合焊接式上半部材料选择（上面放材

11、料的部位）承重性我们选取的运输材料极限值为重500Kg，主框架受力：Fa=0.5500KgG=2500N主框架承P=F/S=5000N/1000mm2=5MPa，槽钢、角铁、钢管材质一般选用Q235满足，而Q235屈服极限为235MPa，槽钢、角铁、钢管完全能够满足承重要求可操作性打磨、焊接，槽钢、角铁、钢管可操作性都比较方便结论小车主框架组合焊接式上半部材料选择上，槽钢、角铁、钢管在承重性、可操作性方面相差不多，都能满足要求（二）小车主框架组合焊接式下半部材料选择（与万向轮连接部位）操作性槽钢的敞口处（h面的对面）两边可以直接与万向轮焊接在一起，可操作性强角铁的一边d边直接于万向轮焊接，接触

12、面积下，对焊接要求高，可以焊接钢管的圆弧面可以与万向轮直接焊接，对焊接要求高，可以焊接承重性槽钢与万向轮接触方式为整体接触，整体受力，牢固可靠与万向轮接触的部位仅有一条边，接触面积小，压强大，承重性弱。与万向轮接触的部位仅有一条弧面，接触面积小，压强大，承重性弱。牢固性接触面积大、牢固性强接触面积小，受力不均的情况下，易发生歪斜现象，牢固性差接触面积小，受力不均的情况下，易发生歪斜现象，牢固性差结论在上半部材料相差不大的情况下，小组主要考虑下半部材料的选择，最终小组研究决定选择承重性、牢固性较好的槽钢。考虑到方便施工我们选择规格为【8的槽钢。制 表：杨济人 2014.05.162、车手把的选择

13、针对小车手把部分，提出两种方案：小车手把部分固定式旋转活动式名称固定式旋转活动式结构原型该思路借鉴现场已有的小车，将手把固定在小车上。该思路借鉴液压叉车，手把可以上下左右来回的动。制作难度需要准备DN25的钢管，打磨处理，直接焊接在小车主框架上，制作简单。需要制作专用的旋转装置，制作相对困难灵活性使用时需要双手拉运，转方向时费劲单手操作，转方向方便适用性适用与空间大的位置，狭小的部位小车无法的适用不仅仅适用于空间大的位置，还使用与狭小空间结论最后选择灵活性、适用性均较好的旋转活动式手把制 表： 吕志府 2014.05.202.1旋转活动式手把的选择：旋转活动式手把购买成品件自制焊接件名称成品件

14、自制焊接件图 例安装性根据小车及成品件的高度差，利用角铁，制作“Z”型专用支架，将小车与成品件焊接在一起。 制作专用支架2套，大约需要2个小时，安装性一般。利用两套套管十字交叉的原理，两套定轴、两套转轴，来上下左右的旋转，中间用螺栓与固定部位连接，直接焊接在小车框架上。2人完成该部位工作，大约需要1小时，安装性一般。经济性单个旋转活动手把价格为1000元左右，价格昂贵施工中用到的下脚料加工制作，2个人工需要1个小时，即可加工完成，按照每个人工200元计算，共需要花费2*1/8*200=50元。牢固性成品件与小车之间的高度差，用“Z”型专用支架连接，多次拉拽过程中，因受力不均，存在变形。直接焊接

15、在小车主框架上，与小车形成完整的一体，牢固可靠。结论最后选择经济型、牢固性均较好的自制焊接件制 表： 吕志府 2014.05.233、防滑落部分选择 小车的防滑落部分，必须满足狭小空间可拆卸的要求，不能因为防滑落部分影响小车的使用。针对小车防滑落部分，提出两种方案： 防滑落部分螺母焊接式承插式名称螺母焊接式承插式结构原型及说明将螺母整齐的焊接在小车边缘部位，按照一定的距离，成一字型，将圆钢一端进行车丝，装车完毕后，将圆钢上在螺母上，达到防滑的目的。设计理念类似于30T拖车防滑落措施，承插件在下部1/3处焊接防落件，安装时，直接插入即可。制作难度需要准备M12的螺母，M12的圆钢，焊接螺母、圆钢

16、车丝。单侧需要制作4套，共计8套，制作难度低主框架上需要开孔，承插件1/3处焊接扁铁，对开孔、焊接尺寸要求高，需要制作8套，制作相对困难方便性装车一次，需要安装4次，上螺纹比较费劲，操作不方便装车时，直接插入即可，方便快捷结论因施工次数多，主要考虑到使用时的方便性，选择方便快捷的承插式制 表： 吕志府 2014.06.013.1承插式防滑落杆的选择： 承插式防滑落固定式伸缩式名称固定式伸缩式结构原型及说明制作三片整体式的围栏，中间加设连接装置，安装时，根据实际需要安装相应的围栏。设计理念源于电动伸缩门，绘制出简易图纸，安装时将固定端直接插入即可。制作难度每一篇围栏之间需要制作连接装置，同时焊接

17、工作量大，工作量相对较大中间伸缩部分采用扁铁加工制作，用螺栓连接，两端固定装置采用方管固定。拉伸后直接放置到响应的承插槽内，工作量相对较大。防护效果能够有效的防止材料的滑落，成品保护效果好。能够有效的防止材料的滑落，成品保护效果好。方便性装车一次，需要分别安，操作不方便装车时，伸缩后直接插入即可，方便快捷结论因施工次数多，主要考虑到使用时的方便性，选择方便快捷的伸缩式4、小车起吊部分方案、构成的选择小车起吊部分是该QC小组的关键，也是核心技术。狭小部位，人员站立困难，很难搬运重材料，同时受空间影响，人力又无法增加，通常的施工方式为在现场搭设门式脚手架，用倒链提升重物，费时费力。小车万向轮和槽钢

18、焊接的高度为15cm高，为满足设定目标(适用的最矮距离为40cm)，小车的垂直起吊最小距离为16cm,同时为保证小车的整体稳定性，提升高度的最大值设定为80cm。为实现该部位的有效突破，小组从起吊方案、构成及材料上进行筛选，首先对起吊部分进行筛选。施工中最常用的省力办法就是杠杆和滑轮，因此小组围绕加设杠杆及滑轮的方式进行筛选。制 表： 吕志府 2014.06.02小车起吊部分滑轮杠杆起升式滑轮旋转起升式时间2014年3月15日方案构思魏将将、王云鹤、田刘陈名称滑轮杠杆起升式滑轮旋转起升式结构原型原理说明小组成员首先制作出模型，利用杠杆、滑轮原理，将材料提升至小车上。利用小车拉手下压、滑轮滑动的

19、原理将材料运输到小车上。在小车的手把杆上间隔5cm打上孔，手把下压提升物料，提升后在物料的下方放置方木，再将吊装绳提升5cm放在上一个空上，一次慢慢的将物料提升到小车上。作业原理类似于吊车原理，通过缠绕起吊绳，带动滑轮转动，提升重物。制作难度在小车手把上开孔，大约需要10个孔，在小车两侧焊接2套滑轮，在小车后面制作支架用去起吊，制作难度大制作起吊臂，焊接滑轮组，制作缠绕装置，制作困难大操作性提升一次，需要来回多次的拆换吊装绳，垫方面。操作不方便通过旋转装置提升物料，操作方便稳定性靠小车手把进行提升，易晃动，稳定性差。起吊臂提升重物，稳定性好结论最后选择操作方便，稳定性好的滑轮旋转起升式 为实现

20、滑轮旋转起升式的整体效果，我们将它剖解为起吊臂方式、吊装绳方式、缠绕紧固方式三部分进行筛选： 滑轮旋转起升式起吊臂固定方式吊装绳穿装方式缠绕紧固方式4.1起吊臂固定方式选择：小组经过分析讨论，决定研究T起吊臂（旋转臂的转动主要靠轴承，轴承的安装：轴承固定部分与上半部焊接在一起，下半部与支撑钢管焊接在一区，利用轴承来实现旋转。轴承转动灵活。），如何将起吊臂与小车固定，小组提出与小车固定和与小车分离两种方案，小组对两种方案进行选择： 起吊臂与小车固定式与小车分离式名称与小车固定式与小车分离式结构原型及说明固定点选在小车主框架的边角上，在小车主框架边角上焊接承插套管，将T型起吊臂插入即可在小车尾部，

21、焊接固定装置，利用螺栓的松紧来实现紧固，将起吊臂顶在地面上，同时将起吊臂靠在小车上制作性焊接承插套管，好制作制作固定装置，利用螺栓进行松紧，制作麻烦可操作性承插式，可操作性强起吊臂放入后，用螺栓紧固，重复次数多，操作性弱稳定性受力点在起吊臂与小车接触的部位，起吊物料时，小车只有一个角受力，小车发生侧歪，稳定性差受力点在起吊臂与地面连接的位置，不在小车上，起吊时，小车牢固可靠空间性起吊臂支撑点类似于圆心，通过该示意图可以看出，起吊臂与小车的接触面积只有1/4个圆。起吊臂长度在固定的前提下，固定在小车上，旋转空间受限。起吊臂支撑点类似于圆心，通过该示意图可以看出，起吊臂与小车的接触面积有1/2个圆

22、。起吊臂与小车分离，旋转空间大。结论起吊臂是起升装置的关键部位，主要考虑到稳定性、空间性，因此选择与小车分离式 4.2吊装绳穿装方式的选择：本运输小车设计的运输重量为200Kg，采用3分的钢丝绳进行起吊，通过右图可以清楚的看出3分的钢丝绳载荷为0.59T。单根钢丝绳满足承重要求。小组对两种方案进行选择：吊装绳穿装方式滑轮式滑轮弯头式名称滑轮式滑轮弯头式图示可操作性滑轮能够有效的分解提升重力的力量，提升过程中摩擦槽钢，费力。同时在提升过程中，容易出现吊装绳滑出滑轮的现象。滑轮能够有效的分解提升重力的力量，提升过程中省力，加设弯头能够避免吊装绳滑落现象的发生，防滑落。保护性与小车接触部位，刮擦严重

23、，损伤吊装绳与小车接触部位，在弯头内部穿过，可以圆滑过渡，有效的保护吊装绳结论吊装绳穿装方式主要考虑防滑落、及对钢丝绳的有效保护，因此选择滑轮弯头式。通过图示可以清楚的看出，吊装绳穿装的线路上有5处变更方向的部位，按照确定的滑轮弯头式方案，小组针对影响提升材料的提升力的弯头、滑轮的个数进行试验。 试验采用提升相同的物料，每一个组合检测5个数值，通过变换滑轮、弯头位置，来读取数值，最终确定一个组合的5个数值。表6：GB廊道空间统计组合序号滑轮个数弯头个数提升力统计（N）汇总平均提升力波动幅度1145355545256544223454851474747.66332434342444242.824

24、41394244403840.65制 表： 吕志府 2014.06.20通过图表，可以清楚的看出，组合四的平均提升力最低40.6N，其次为组合三，为42.8N；波动性最小的为组合三，其次为组合一。因此选用3个滑轮、2个弯头式的组合三。3个滑轮包括1个定滑轮2个动滑轮，可以起到节省3/4的力量。4.3缠绕紧固方式的选择：缠绕紧固方式轱辘式封车带式名称轱辘式封车带式图示及说明设计思路来源与轱辘水井的应用，通过转动手柄，缠绕吊装绳达到提升的目的。封车带式，通过压缩手柄，来带动转轴的旋转，缠绕吊装带达到提升的目的。取材性需要购买成品件，价格昂贵，取材性困难机械公司装车用工具，很多，可以借用，取材性方便

25、可操作性通过转动，来提升物料，操作方便通过下压，来提升物料，操作方便结论缠绕固定式选择取材性方便的封车带式制 表： 吕志府 2014.06.27考虑到操作的方便性，小组成员经过研究，大部分的人员都采用右手发力，因此将封车带紧固装置固定在小车主框架前方的右侧位置，便于人员操作。封车带式紧固装置转动轴的直径为DN25，转动一周提成的高度为0.0785米，为满足16cm-80cm的要求，在起吊物受上力的前提下，只要在提升3-12圈即可，因紧固装置为下压式的，而下压一下转动轴转动半周，因此需要下压6-24次即可达到提升高度的要求。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：组合焊

26、接式主框架防滑落部分伸缩式承插式起吊运输专用工具自制焊接式旋转活动式车把手与小车固定起吊臂固定方式起吊部分滑轮弯头式吊装绳穿装方法滑轮旋转起升封车带式缠绕紧固方式起吊运输小车结构图：六、制定对策1、方案流程分解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 制 图：吕志府 2014.06.28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。步骤对策目 标措 施地点负责人完成日期1前期准备绘制图纸狭小空间运输专用小车设计图纸上的数据清晰，满足现场制作需要办公室李超2014.03.18材料准备槽钢型号为8提交物资计划，按审批流程审核，交物资公司进

27、行购买。需找施工下脚料3、验收性能满足情况。物资公司吕志府田刘陈2014.06.30扁钢30*3方管10*3钢管DN50螺栓M10轴承万向轮滑轮钢丝绳2制作小车框架槽钢下料偏差5mm画好尺寸，下料后复查生产准备区魏将将2014-07-05焊接焊缝高度K=5焊接后检查焊缝高度钻孔偏差1mm制作10的孔，钻孔前打好标记3制作手把上下左右四个方向灵活转动，牢固可靠。1按照设计好的尺寸下料、组对、焊接。2实际操作生产准备区徐新国2014-07-104小车防滑护栏制作牢固，伸缩轻便画好尺寸，下料后复查，检查伸缩性并调整生产准备区杨济人2014-07-155小车起吊部分A旋转臂旋转灵活、可拆卸轴承运行正常

28、实际操作生产准备区魏将将2014-07-18B吊装绳、滑轮组运行运畅绘制图纸，合理布局，实际操作C.紧固装置有效实际操作，松、紧方便6组合安装各部件连接牢固，整体稳定现场操作、查看施工现场王云鹤2014-07-287现场试用整体运转良好现场操作、查看施工现场王云鹤2014-07-30七、对策实施对策实施一：前期准备1、绘制图纸方案确定后，小组对方案进行了整理，并绘制了外形尺寸图，上报项目部机械管理部、安全监察部、工程技术部进行会审，由总工批准，予以实施。2、材料准备提交物资计划采购的材料，共有以下几种： 六角螺栓/母 扁铁 方管 万向轮 轴承对策目标检查：经检验，材料均符合使用要求。对策实施二

29、：加工制作1、小车主框架加工制作 尺寸测量 槽钢下料 材料打磨 焊接小车把手加工制作 左右方向转轴焊接 手把固定支架下料 固定支架焊接 第一套转轴安装焊接完成 安装后使用第二套转轴尺寸测量 第二套转轴下料 3、小车防滑落装置加工制作 可伸缩装置连接 可伸缩装置打磨 可伸缩装置安装4、小车起吊装置加工制作（1）起吊臂加工制作滑轮安装 滑轮焊接 轴承安装 安装完成 （2）吊装绳道轨加工制作制作挂钩 安装弯头 安装滑轮（3）封车带加工制作 固定支架安装 紧固装置安装 操作效果对策目标检查：部件名称目标要求检查结果验收人小车主框架尺寸符合要求、牢固无晃动满足要求王云鹤小车手把上下左右四个方向灵活转动，

30、牢固可靠。满足要求小车防滑落杆牢固，伸缩轻便满足要求小车起吊部分旋转臂旋转灵活、可拆卸满足要求吊装绳、滑轮组运行运畅紧固装置有效对策实施三：组合安装小小车组装小车组装后经检验，狭小空间运输小车连接牢固，整体稳定，满足使用需求。对策实施四：现场试用小组进行现场试用：现场SRI的管道离地面只有40厘米的高度，人无法穿过，里面只能站立一个人，空间狭小，材料运输困难，无法施工。采用该小车将两片15厘米厚的法兰（重量为205Kg）快速运到安装的位置。对策目标检查：经检验，狭小空间运输小车各部件运行良好，整体运转良好。八、效果检查现场运输照片目标的检查：起吊运输小车研制成功，投入到现场应用，对10项3T尾项的施工情况进行各项数据统计如下： （1）运输重量及适用空