【国企】研制限高空间内超大超长桁架倒运车

2019年QC小组活动成果汇报研制限高空间内超大超长桁架倒运车白永霞发布人2019年7月日期曲晓南QC小组目录Contents小组简介制定对策工程简介对策实施效果检查选择课题设定目标及目标可行性分析标准化提出方案并确定最佳方案总结和下一步打算1小组简介1.1

小组简介研制限高空间内超大超长桁架倒运车课题名称小组名称曲晓南QC小组活动时间TQM教育课时课题类型创新型2018.8.2—2018.10.28小组注册号XXJZQC2018-0801KT-2018-0802组内分工成立时间2018年8月2日48h文化程度本科课题注册号组内职务组长姓名曲晓南马健性别男男男男男男男男女男年龄36373729343342383326职称高级工程师工程师策划实施本科组员现场协调李宝林张岩工程师本科组员现场协调工程师本科组员现场实施刘强助理工程师工程师大专组员现场实施苏光起苏建成贺海勃白永霞刘博大专组员现场实施教授级高级工程师高级工程师高级工程师助理工程师硕士顾问成果指导本科顾问成果指导本科组员成果发布本科组员成果整理制表人：

曲晓南

日期：2018年8月2日*1.1

小组简介成员顾问组长苏建成李宝林

工程师教授级高工马健

工程师张岩

工程师刘强

助理工程师苏光起

工程师贺海勃白永霞

高级工程师曲晓南高级工程师高级工程师刘博

助理工程师*1.2

活动计划编制我们遵循PDCA的原则，制作了活动计划表：计划日程管理项目实施项目2018年8月2018年9月2018年10月一周ꢀ二周ꢀ三周ꢀ四周ꢀ一周ꢀ二周ꢀ三周ꢀ四周ꢀ一周ꢀ二周三周ꢀ四周ꢀ选择课题设定目标及目标可行性分析提出方案并确定最佳方案制定对策ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀPꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀDC对策实施效果确认ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ标准化ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀA总结及下一步打算小组活动日程计划表

（计划线）制表人：李宝林

日期：2018年8月5日*2工程简介工程概况本次QC小组活动所在的工程是沧东电厂煤棚工程，位于河北省沧州市黄骅港内。该工程主结构采用门型预应力桁架结构体系，跨度154米，长度150米，屋架顶部高度50米。工程共包含主桁架共11榀。钢结构主桁架为弧线三角形圆管桁架。50m154m*3选择课题3.1

主桁架概况根据施工方案，每榀桁架分为三段，安装完立柱后，再将三段桁架拼焊一体，最后整体吊起与立柱连接。三段桁架中最大桁架，横放时高度相对最小为4.6米，宽为7.5米，长度为58米，杆件悬挑较大约7.2米，约重量为21吨。主桁架三维正视图7.5m4.6m7.2m6m58m分段后桁架平放的俯视图分段桁架平放的前视图*3.2

主桁架施工工艺流程一、圆管进场折弯、切割二、用平胎整体拼装桁架，分3段出胎倒运至安装区三、桁架分段上立胎对接，并加装预应力索四、整体吊装并与桁架柱对接，完成安装*3.3

主桁架施工方案的难点施工场地特点：主桁架施工时，需在A区分段组拼，然后分段倒运至B区进行吊装。运输路线倒运路线上，有一处架空管道，无法避开，且该管道为电厂必用管道，不具备临时拆除的条件。门式架空管道*3.4

门式架空管道及常规运输车的主要参数超低平板运输车主要参数架空管道及其各项尺寸参数*车辆运输参数根据前述的各项参数模拟装车可知：常规运输车可满足运输重量和运输宽度的要求，但装车后高度（5.8米）超过限高（5.3米），并且构件超长，无法直接装车运输。运输重量车辆类型车板距地面高度运输宽度运输长度车宽：3.5m车长：17.5m超低平板运输车1.2m35t加装胎架可至7.5m

加装胎架可至30m5800

mm5300

mm制表人：曲晓南

2018.8.10*3.5

现有状况下的常规倒运方法此种情况下，要想通过该架空管道下方，可以选择的常规方法是：先将构件倒运至门口，利用两台100吨吊车逐步抬吊接力传递。该方法每天能够倒运1榀桁架。经调查，采用此种方法费用约：47.85万元，而合同组价时未考虑此情况，倒运费用仅考虑了6.65万元。因此我们能否找到一种新型运输车辆实现超长超低运输，将此费用降低下来呢？*3.6

科技查新查新结果查新项目限高空间超大超长桁架运输查新关键字自制运输车低底盘运输车

超长运输查新范围中国知网、万方数据、百度搜素、维普资讯经查新发现，无该方面的成果或相似成果。查新结论

但是在桥梁运输和自制小推车运输上获得了一定灵感。查新人曲晓南查新时间2018.8.15*3.7

课题确定可借鉴车辆可借鉴车辆研制限高空间内超大超长桁架倒运车*4设定目标及目标可行性分析4.1

目标设定现状桁架运输费用目标47.85万元桁架运输费用6.65万元目标设定通过本次活动，将常规方法运输费用47.85万元，降低到合同报价中的6.65万元。*4.2

目标可行性分析一、课题难度分析通过查新，创新新装置有一定的借鉴基础。根据以下数据估算，与常规车辆重量对比，新装置材料用量控制在限额范围内也基本合理。报价时的计费取值过程估值过程35吨运输汽车取值：3500元/台班每台班运输桁架数量取值：2榀市场调研拖拉机牵引根据马力不同：约300-800元/台班，取值：600元/台班合同报价及组成（目标值）牵引动力费用＜19800元每台班运输桁架数量，按照较低效率考虑：取值：1榀费用估值：600*33=19800元运输台班数分解估值过程计算为：33/2≈17考虑运输误差车架制作材料成本：按照钢材市价并考虑部分辅助材料，取值：5500元/吨6.65万元车架制作费用＜46700元取值：17+2=19总费用车架制作人工成本：按照较复杂钢结构加工费考虑，取值：2000元/吨反推车架重量控制：（66500-19800）/（5500+2000）≈6.23吨,市场上35吨运输车挂车重量：5.75~7吨计算为：3500*19=66500元*二、其他创新条件小组内多名成员参与过多次QC活动，经验丰富，小组成员有信心，有能力开发研制倒运车辆项目部拥有切割、焊接等生产设备。人员环境机具材料结论目标可行项目工期、成本是本项目的重要考评指标，公司的各级领导对本次活动都给予了大力支持。项目部现场现有多重规格钢板、角钢、H型钢、圆管等材料，按照需要可随时取用。并可采购其他种类材料。*5提出方案并确定最佳方案5.1

提出方案小组成员依据借鉴的思路，通过研讨，集思广益，提出多种观点和意见，从动力系统、车架及移动系统、转向系统等三方面对倒运车的研制方案进行了分析总结，提出以下方案设想图：后车架前车架前后车架

低底板

易转向

自制运输车方案设想图*5.2

方案细化系统图购置大马力拖拉机租赁大马力拖拉机研动力系统机械动力车架形式制限高超低下沉平台式空等高车轴悬挑梁式间内车架及移动系统一级方案车架材料轮胎规格Q235B材质角钢Q345B材质型钢超大超625型轮胎长桁825型轮胎架1100型轮胎倒运转向系统轴承转动购置成品轴承车自制简易轴承制图人：曲晓南2018.8.20*5.3

一级方案比选机械动力力，考虑2倍的动能储备系数，因此机械牵引动力选择大于80马力的拖拉机。根据桁架总量、地面摩阻系数、预估运输桁架的行驶速度等参数计算，设备牵引应大于40马机械动力一级方案操作方法执行人及时间比选依据量化指标方案1：购置大马力拖拉机问价单、电话问询、网络查询李宝林1、动力满足。

1、动力大于80马力。√方案2：租赁大马力拖拉机于2018年8月25日前

2、价格低廉。

2、价格低于19800元。机械动力一级方案比选结论选择租赁大马力拖拉机*5.3

一级方案比选车架形式

设计时重点考虑了降低车板高度、车辆转向功能、牵引杆长度等因素，形成了两种车架形式。名称方案1：超低下沉平台式车架方案2：等高车轴悬挑梁式车架模型图一级方案

操作方法

执行人及时间比选依据量化指标1、承载底板高度低，装车

1、根据限高管道和桁架高度反推，承后能通过限高门式管道。

载底板距地面高度应小于0.7m。2、底板最低处应高于路缘

2、根据路缘石高度反推，底板最低处石。

应高于0.15m，且间距应大于50mm。3、车架能够自由转动一定

3、根据运输路线转弯半径反推，车架的角度。

转动角度大于30°，与车体无碰撞4、牵引杆长度应超出桁架

4、根据桁架悬挑杆件长度反推，牵引悬挑杆件长度

杆自车架边缘应大于7.5m.方案1：超低下沉平台式车架刘博于2018年8月30日前电脑绘图模拟对比方案2：等高车轴悬挑梁式车架*方案2：等高车轴悬挑梁式车架后视图说明方案1：超低下沉平台式车架侧视图结论车架底板距地面高度及车架底板上面距地面400mm，加桁架高度4600mm，小于门净空5300mm。最低处200mm，与路缘石间距50mm，能通行。底板上面距地650mm，加桁架高度4600mm，小于门净空5300mm。最低处200mm，与路缘石间距50mm，能通行。1、材料依据施工现场现有材料的较大方案均能满足量化指标1、2需求。最低处

截面高度与路缘

选取，为200mm。石间距量化指标对比2、轮胎依照常用卡车轮胎较大截面选取1100mm。*说明方案1：超低下沉平台式车架俯视图

方案2：等高车轴悬挑梁式车架俯视图结论从图可见，即使超低下沉平台式为单轮，也会出现碰撞。而等高车轴悬挑梁式则刚好无碰撞。自由转角车架转动角度大，与车的对

体无碰撞，保证运输路比线上顺利转弯。说明方案1：超低下沉平台式车架侧视图

方案2：等高车轴悬挑梁式车架侧视图结论牵引杆长度对比牵引杆应超出桁架悬挑杆件长度，便于与拖拉机连接。方案均能满足量化指标4。*车架形式一级方案比选结论选择等高车轴悬挑梁式车架√方案1：超低下沉平台式车架车架形式一级方案方案2：等高车轴悬挑梁式车架模型图能满足量化指标1、2、4的需求，但自由转动角度相对较小，无法满足指标3需求，另外，车架结构相对复杂重量偏大。分析能满足量化指标1-4需求。*5.3

一级方案比选车架材料HW200x200x8x12型钢。本着取材方便，消化库存的原则，优先选用这两种材料进行车架设计。由于工地库存里最多的两种材料主要为材质Q235B的L100X10角钢和材质Q345B的一级方案

操作方法

执行人及时间比选依据量化指标方案1：Q235B角钢数据查询、3D3S验算、库存价格查询等1、满足承载力下材料用量最小。2、满足承载力下费用最低。1、根据可行性分析，材料用量估值应小于7吨。2、依据估值材料用量及库存单价计算费用，价格低者优选。曲晓南于2018年9月3日前方案2：Q345B型钢*通过型钢截面特性查询、简化受力的软件验算、库存价格调查形成统计表如下：满足运输桁架所需数量（大于420KN）库存盘

简化验算

简化验算截面类点价格

单根承载力

型及说明车架估算重量一级方案

截面规格制作车架的材料费方案1：Q235B角钢6根（承载力总计75*6=450KN）

（可按方管算）28.26*8.2*6=1390kg双角Q235BL100X104360元/t

约75KN

钢对6060元焊方案2：Q345B型钢√Q345B3根（承载力总计75*6=450KN）

（按H型钢算）48.73*8.2*3=1199kgHW200X200

4700元/t

约166KN5635元X8X12Q345B型钢总价更优，更符合量化指标2要求安全储备量

均满足量化指更高标1分析车架材料一级方案比选结论选择Q345B型钢*5.3

一级方案比选轮胎规格车架相应变大，增加材料成本，因此考虑控制轮胎总数不大于12个，并据此进行量化分析。轮胎的规格关系到其使用数量、总承载能力和总费用。如果选择的轮胎数量过多，则会造成一级方案操作

执行人方法

及时间比选依据量化指标方案1：625型轮胎1、依据桁架总重，1、满足承重。

考虑2倍安全系数，2、价格低廉，

反推，单胎承重需总价低的优选。

大于42/12=3.5吨3、满足车架高

2、控制总价格低于度及安全需要，

10000元。问价

刘强单咨

于2018年9询

月6日前方案2：825型轮胎间距更大着优先。

3、与门架和路缘石安全距离≥100。方案3：1100型轮胎*通过问价单咨询及数据计算形成统计表如下：一级方案单胎需要轮胎轮胎承载力

数量（条）

直径底板距地面高度

与路缘石间距

桁架装车高度

与门架间距

二手车C=A+4600总价（元）A=半径+100B=A-150-200D=5300-C

胎单价方案1:625型625mm540元/条4吨6吨9吨128412mm62mm5012mm288mm188mm50mm648044804500方案2:√825型825mm560元/条512mm650mm162mm300mm5112mm5250mm方案3:1100型1100mm750元/条6825、1100型满足量化指标3625、825型满足量化指标3均满足量化指标2，825型最优均满足量化指标1分析轮胎规格一级方案比选结论选择825型轮胎*5.3

一级方案比选轴承转动转向装置采用轴承传动，考虑车辆转向时的平衡稳定，轴承直径不宜过小，初步选择为桁架宽度（7.5m）的1/5。一级方案

操作方法

执行人及时间比选依据量化指标方案1：购置成苏光起于2018年9月10日前品轴承电话询价、网络查询1、满足直径需求。

1、直径1500mm。2、价格更低的优选。

2、价格低于3000元。方案2：自制简易轴承通过电话咨询，目前在售的成品转向轴承最大直径1100mm，售价为4800~5000元，如需更大规格的转向轴承，需定制，定制周期约15天，价格1万元起。网上查询，在售价格的成品转向轴承最大直径1100mm，售价约为3500~4200元，无更大规格的转向轴承。*主要材料构成类型参照轴承原理的设想图尺寸控制用量单价总价47元合计6x6x3.14x1.5x3.14x2x7.85/1000=

5.6元/kg8.4kgφ12mm光圆钢筋将钢筋根据所需半径煨圆即可自制滚珠轴承转盘1158元φ16mm不锈钢钢珠1500x3.14/16=3.78元/个1111元294个轴承转向一级方案比选结论选择自制简易轴承*5.4

一级方案系统图研动力系统机械动力车架形式租赁大马力拖拉机等高车轴悬挑梁式制限二级方案高空间内车架及移动系统车架材料轮胎规格Q345B材质825型轮胎单胎式车轮超大超长桁架倒双胎式车轮运转向系统轴承转动自制简易轴承车制图人：曲晓南2018.9.11*5.5

二级方案比选常见的车轮形式包含单胎式和双胎式。根据一级方案比选，选择8条825型轮胎，依据前后受力平衡的原则，考虑前、后车架各设置4条轮胎，并形成下表：操作方法执行人及时间二级方案比选依据量化指标单胎式前车架后车架双胎式张岩于2018年9月14日前1、根据可行性分析，控制前、后车架重量均小于3.1吨。2、模拟绘图无零部件碰撞。模拟绘图1、能够降低车架重量。2、不影响车辆转向。单胎式双胎式*√前车架比选单胎式结论双胎式结论模型图满足量化指标1满足量化指标1车架重量碰撞约1.6吨约1.6吨发生碰撞，不满足量化指标2无碰撞，满足量化指标2*后车架比选√单胎式结论双胎式结论模型图满足量化指标1，但增加车重车架重量碰撞约1.7吨无约1.2吨无满足量化指标1满足量化指标2满足量化指标2车轮形式二级方案比选结论前车架采用单胎式，后车架采用双胎式*5.6

最终方案系统图研动力系统机械动力车架形式租赁大马力拖拉机等高车轴悬挑梁式制限高空间内车架及移动系统车架材料车轮形式Q345B材质825型轮胎超大超前车架单胎式车轮后车架双胎式车轮长桁架倒运转向系统轴承转动自制简易轴承车制图人：曲晓南2018.9.15*6制定对策制定对策根据方案最终系统图，小组制定了详细的对策实施表,并量化了目标：完成时间序号

对策目标措施负责人

地点1、与有资质的企业签订租赁协议。牵引力大于80马力

2、进场验收，对车辆各项资料、外观、性能

李宝林进行常规检测。租赁大马力一现场现场2018.9.25拖拉机采用等高车

图纸细化深度达到加二

轴悬挑梁式

工标准，模拟加工无1、利用Tekla软件利用电脑绘制加工图。2、制作模拟加工动画。刘博张岩2018.9.26车架部件之间的碰撞1、简化受力状况，并考虑2倍的安全储备系数。并利用Midas结构设计软件进行受力分析。2、准备车架材料。车架承载力大于42吨车架材料合格率100%车架各部件精<±5mm采用345B型钢制作车架三现场2018.9.293、加工车架。制表人：张岩

时间：2018年9月17日*制定对策完成时间序号对策目标措施负责人地点选择前车架单胎式车轮，后车架双胎式车轮车轮材料合格率100%。1、采购车轴、轮胎等，并进行入场检验。四车轮同轴偏差不大于

2、改装车轴，将其装配并焊接固定在车架上，

刘强并安装轮胎形成车轮。现场2018.9.302018.10.62018.10.8±2mm1、利用钢筋制作轴承钢珠的上下盘闭合轨道，利用钢管制作轴承转轴。转向采用自制简易轴承转动能够自由转动±30°角五六曲晓南马健现场现场2、安放钢珠并涂抹黄油。3、上下盘组合一起，并封装转轴。运行正常，能够通过门式管架，保障桁架

现场实际运行使用。倒运，节约费用实施检验制表人：张岩

时间：2018年9月17日*7对策实施对策实施一：租赁拖拉机首先根据市场调研，与有资质的企业签订租赁合同，在进场后对拖拉机资料、外观、性能进行常规检测。拖拉机检查租赁合同实施效果确认负责人及时间拖拉机马力充足，牵引力大于80马力李宝林

2018-9-18~2018-9-25*对策实施二：采用等高车轴悬挑式车架1、利用Tekla软件绘制加工图：对加工图纸进行检查，检查图纸所标明尺寸、工艺方法是否齐全无误。三维放样Tekla绘制加工详图实施效果确认负责人及时间零部件尺寸齐全，工艺可操作性高，图纸细化深度满足刘博2018-9-18~2018-9-22*对策实施二：采用等高车轴悬挑式车架2、制作动画，模拟车架加工步骤实施效果确认负责人及时间车架各部件组装无碰撞，能够避免设计返工刘博2018-9-23~2018-9-26*对策实施三：采用Q345B材料制作车架1、根据材料类型简化受力状况，并考虑2倍的安全储备系数，即车架应满足承载42吨的能力，利用Midas结构设计软件进行受力分析。应力分析位移分析简化计算模型实施效果确认负责人及时间单梁承重16.6吨，前后车共3道梁，承重49.8吨>42吨张岩

2018-9-20~2018-9-22*对策实施三：采用Q345B材料制作车架2、准备车架材料：对工厂库存型钢、钢板等材料检验合格，并运输至工地。型钢备料钢板备料材料经进检查外观及材质证明文件，合格率100%张岩

2018-9-23~2018-9-24实施效果确认负责人及时间*对策实施三：采用Q345B材料制作车架3、加工车架：对钢板、型钢进行下料、组拼，焊接，组成架体。检验各组装部件的尺寸。检查记录表车架部件配料及拼装实施效果确认负责人及时间组拼精确，焊接牢固，各部件尺寸偏差≤5mm张岩

2018-9-25~2018-9-29*对策实施四：选择前车架单胎式车轮，后车架双胎式车轮采购轮胎、车轴等专业零部件，对车轴进行切割、改装。分别将车轴装配并焊接固定在前后车架上。最后安装轮胎形成车轮。轮胎采购旧车轴采购改装车轴，并将其车架装焊一体材料经进场验收，合格率100%；安装后检查车轴同轴偏差小于2mm刘强

2018-9-25~2018-9-30实施效果确认负责人及时间*对策实施五：转向采用自制轴承转动首先利用钢筋制作轴承钢珠的上下盘闭合轨道，利用钢管制作轴承转轴。然后安放钢珠并涂抹黄油。最后上下盘组合一起，并封装转轴。制作转向盘轴承轨道及转轴，安装钢珠并涂黄油组装上下盘，并封装