QC成果新型振动棒在管片生产中的应用

新型振动棒在管片生产中的应用探索中铁二十三局集团轨道交通工程有限公司上海分公司质量攻关QC小组2013年4月目录一、工程概况二、小组概况：三、选题理由四、活动目标五、可行性分析六、活动过程七、活动总效果八、巩固措施九、遗留的问题及今后打算一、工程概况

上海分公司作为公司最早成立的管片厂，已在上海从事10年管片生产，累计完成超过6万环管片，目前主要在生产上海地铁十二号线、十三号线地铁管片。二、小组概况小组名称上海分公司质量攻关QC小组课题名称新型振动棒在管片生产中的探索应用成立时间2010.03注册号CR23GD-20100301本课题注册时间2012.3注册号CR23GD-20120302活动时间2012.3～2012.10小组类型攻关型小组人数9小组概况表二、小组概况人员情况表序号姓

名年龄性别文化程度职务职称小组分工1谭

斌30男大

学工程师组

长2沈淑君38女大

学工程师副组长3杨长文27男大

学助理工程师组

员（技术主管）4张丽霞33女大

专助理工程师组

员（实验室）5马

俊41男中

专

组

员（现场组织）6游青山26男大

专技术员组

员（物资设备）7闫小兵26男中

专技术员组

员（现场质量）8殷卫超43男

组

员（操作人员）9张明刚39男

组

员（操作人员）三、选题理由

1、浇捣质量的控制直接决定了成品管片的质量，是管片生产过程中的重点工序。2、在这10年中，我们所用的振动棒一直是传统的行星式振动棒，经多年运用，进一步提高产品质量的空间有限，在通过市场了解后，我们发现存在一种新型的高频内置式振动棒，所以准备以采用新设备、新工艺的方法来寻求质量上的新突破。3、传统行星式振动棒因工作原理的原因，工作噪音较大，与越来越严格的环保要求不相适应，需要改进或寻求新的替代品。所以我们将“新型振动棒在管片生产中的探索应用”作为本次活动的课题。四、活动目标

1、确定新型高频内置式振动棒是否可以运用于管片生产；2、若新型高频内置式振动棒可运用于管片生产，总结一套相应的施工工艺和管理方法；3、培养一批管片生产质量控制的管理人员和技术人员，提高作业人员的施工水平。五、可行性分析

1、行星式振动棒与内置式振动板的结构和原理

传统的振动棒（构造图见图1）由异步电动机通过软轴带动滚锥在振动头套管内沿管壁作行星式滚动，滚锥转动1周，套管沿管壁滚动多周，由此增速以达到高频振动的要求。图1行星式振动器构造1棒头；2滚道；3壳体；4转轴；5油封；6油封座；7垫圈；8轴承；9软轴接头；10软轴；11软接管头；12椎管；13软管；14连接头；15圆形插头五、可行性分析

1、行星式振动棒与内置式振动板的结构和原理

高频内置式振动棒（构造图见图2）由壳体、偏振子、滚珠轴承、微型电动机组成。电动机的驱动轴和转子装在滚珠轴承和偏振子的上轴承上；偏振子的轴承由锭子油润滑，转子轴的上轴承由稠质机油润滑；导入电缆装在防护软管内，通过操作控制器线控振捣器工作。图2内置高频式振动器构造1壳体；2偏振子；3滚珠轴承；4微型电机；5轴承；6转子；7滚珠轴承；8导入电缆；10操纵控制器图3内置高频式振动器五、可行性分析2、振动密实混凝土的原理

插入式混凝土振动器是通过在浇捣混凝土中的高频振动，使混凝土液化流动，从而达到浇捣混凝土密实的目的。其振动频率与振幅直接影响工作效率和振实效果。混凝土振动密实效果和振动器的作用范围，取决于混凝土的坍落度、振动器的直径、振动器的频率与振幅、振动器的重量、振动时间及振动烈度等因素。五、可行性分析3、影响混凝土密实效果的因素⑴振动烈度L是振幅A的平方和振动频率f的立方的乘积，即L=A2×f3。振动烈度越大，混凝土的密实效果越好。对于不同的振幅和频率，只要振动烈度相同，其振实效果就相同；⑵振动器的作用范围与振动器(棒头)直径成正比；⑶振动器的棒头重量越重，其插入混凝土中工作时的振幅降低越小，其有效振动烈度就大。⑷混凝土的密实效果与振动器振动烈度和直径的乘积有关，以相同直径（6.8cm）的传统振动器与新型振动器相比，振动频率均为12000r/min，传统振动器的振幅为1.4mm，新型振动器的振幅为1.6mm，故从理论上说，新型振动器的混凝土密实效果优于传统振动器的混凝土密实效果。六、活动过程1、第一次PDCA循环（1）现状调查分公司今年从4月26日开始生产，在生产开始前我们即通过市场调查选定了上海伺服电机的SZND70作为试用对象，至4月30日与传统行星式振动器进行对比试验，每天各抽检2块，共各10块管片进行检测，主要考察了气泡、噪音、抗渗、强度等情况，统计结果见表3，其中噪音测量值为工作点外5m位置处3次测定值的平均值，其余项按我厂相应管片检测标准进行。六、活动过程项目气泡数量（mm）工作时噪音检漏强度（回弹）3～1010～2020以上合计上海伺服SZND7068381311976db<5cm数值接近传统704623877102db<5cm内置式振动棒与行星式振动棒对比试验结果六、活动过程噪音测定-传统振动棒（104.4分贝）

内置式振动棒（76.6分贝）六、活动过程1、第一次PDCA循环（1）现状调查通过表3可以看出，通过初步试验，两者的抗渗性能与强度均能满足设计要求，特别是在工作噪音方面具备较大优势，完全具备替代行星式振动棒的条件，但气泡数量相对较多。因此我们将气泡作为主要因素进行讨论、分析。图4活动初期管片气泡情况六、活动过程1、第一次PDCA循环（2）原因分析图5气泡原因分析六、活动过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认序号末端因素确认内容确认方法标准责任人完成时间1岗前培训不到位，作业人员还未适应新的振动器，操作不当工人是否接受了厂家的技术交底，并考核达标调查分析培训100%合格马俊2012.5.102振捣时间不足振捣时间是否满足标准要求现场观察表面出现浮浆或无较大气泡闫晓兵2012.5.103振动棒参数设置不恰当，激振力不足振动棒参数设置是否合适统计分析与塌落度匹配游青山2012.5.154混凝土塌落度等参数不稳定，导致与新振动棒不匹配混凝土塌落度是否合适、稳定测量分析塌落度稳定，入模时为50±20mm郑宇浩2012.5.105振捣点的选择不恰当插点距离过大统计分析插点分布均匀，距离30～40cm闫晓兵2012.5.106振动棒拔出速度过快振动棒拔出速度过快测量分析拔出时不形成孔洞闫晓兵2012.5.107生产时气温偏高，运输距离长，造成混凝土塌落度损失塌落度损失统计分析入模时塌落度为50±20mm郑宇浩2012.5.15六、活动过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认确认1：作业人员还未适应新的振动器，操作不当标准：经培训，100%合格实测：厂家初期来厂虽然简要介绍过操作方法，但未对工人进行考核，且工人操作还存在一段适应期，同时还存在部分操作陋习。验证结果：岗前培训不是很到位，工人不熟练是主要因素（结论：要因）。确认2：振捣时间不足标准：表面出现浮浆或无较大气泡实测：小组成员闫晓兵对拔出振动棒时机进行专项检查，发现因工人责任心不强导致在仍有大量气泡溢出时就拔出振动棒，停止振捣的情况时有发生。验证结果：振捣时间不足导致混凝土内残存有大量气泡（结论：要因）。六、活动过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认确认3：振动棒参数设置不恰当，激振力不足标准：与塌落度匹配实测：由小组成员游青山与生产厂家联系，该型号振动棒主要运用于现场泵送混凝土，其塌落度一般较大，流动性好，而管片生产所用混凝土塌落度相对较小，但该振动器可以通过调整偏振子位置，来对激振力和振幅进行调整。验证结果：振动棒没有针对管片用混凝土进行参数优化，激振力不足（结论：要因）。六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（3）要三因确三认确认4：混三凝土三塌落三度等三参数三不稳三定，三导致三与新三振动三棒不三匹配标准三：塌三落度三稳定三，入三模时三为50三±2三0m三m实测三：三由小三组成三员郑三宇浩三生产三期间三对混三凝土三塌落三度进三行了三抽样三检查三，见表5验证三结果：塌落三度能三满足使用三要求三，但波动三较大，且大三多数偏低三，工况三条件不是很稳三定，不便于振捣质量三控制（结论三：要三因）三。混凝土塌落度统计表时间4.264.274.284.294.30塌落度/mm3348356032六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（3）要三因确三认确认5：振捣三点的三选择三不恰三当标准三：插点三分布三均匀三，距三离30～40三cm实测三：小组三成员三闫晓三兵对三工人三操作三时的三插入三点进三行了三检查三，工三人能三够按三照技三术交三底中三的插三点位三置进三行振三捣。验证三结果三：振捣三点选三择不三是主三要因三素（三结论三：非三要因三）。确认6：振动三棒拔三出速三度过三快标准三：拔出三时不三形成三孔洞实测三：小组三成员三闫晓三兵对三工人三操作三时的三拔出三过程三进行三了检三查，三存在三拔出三时混三凝土三内形三成孔三洞的三操作三。验证三结果三：振动三棒拔三出速三度过三快会三影响三气泡三排出三效果三（结三论：三要因三）。六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（3）要三因确三认确认7：生产三时气三温偏三高，三运输三距离三长，三造成三混凝三土塌三落度三损失标准三：入模三时塌三落度三为50±20三mm实测三：由小三组成三员郑三宇浩三生产三期间三对混三凝土三塌落三度进三行了三抽样三检查三，见三表5。验证三结果三：塌落三度能三满足三使用三要求三，虽三偏小三，但三不是三主要三因素三（结三论：三非要三因）三。六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（4）对三策与三实施序号要因对策具体措施地点责任人完成时间检查人1作业人员还未适应新的振动器，操作不当对作业人员进行强化培训，使其能熟练掌握新振动棒的操作请振动棒厂家的技术人员到厂内进行操作演示，并跟踪辅导，直到我作业人员能熟练操作为止会议室游青山2012.6.25马俊2振动时间不足加强质量意识教育，派专人负责，将责任落实到人召开专题会议，对现场管理人员提出批评，要求改正，并对劳务队提出警告会议室闫晓兵2012.5.10杨长文3振动棒参数设置不恰当，激振力不足调校振动棒参数请振动棒厂家的技术人员到厂内根据我方要求对激振力进行加强调整。浇捣车间游青山2012.5.10马俊4混凝土塌落度等参数与新振动棒不匹配调整并控制混凝土塌落度由试验室进行对比试验，找出合适的塌落度，并加强对拌站的监控，确保混凝土塌落度处于可控范围试验室张丽霞2012.6.25沈淑君5振动棒拔出速度过快控制振动棒拔出速度再次组织作业人员进行作业交底，明确必须做到快插慢拔会议室马俊2012.5.10沈淑君六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（5）实三施效三果小组三于6月26日～6月30日对三实施三后的三管片三气泡三情况三进行三了跟三踪调三查，三抽检三了10块管三片，三气泡三统计三情况三见表气泡大小3～10mm10～20mm20mm以上合计气泡数量2413340六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（5）实三施效三果六、三活动三过程1、第三一次PD三CA循环（6）总三结阶三段通过三第一三次PD三CA循环三，新三型内三置式三高频三振动三棒在三气泡三数量三、抗三渗性三能、三强度三等多三方面三都达三到甚三至超三过原三振动三棒，三并且三工作三噪音三降低三约25三db，单三根振三动棒三持续三生产三数量三也有三明显三提升三（传三统约25三0方，三内置三式30三00方）三，基三本已三经达三到预三期要三求。三但在三实施三过程三中，三我们三又发三现了三一个三新的三问题三，即三偶尔三内置三式振三动棒三在持三续工三作一三段时三间后三，因三温度三升高三激振三力会三快速三降低三，待三温度三降低三至一三定范三围后三又恢三复正三常工三作，三一定三程度三上影三响了三管片三生产三的进三度和三质量三，对三此我三们决三定进三行第三二次PD三CA循环三。六、三活动三过程2、第二次PD三CA循环（1）现三状调三查生产三过程三中偶三尔出三现内三置式三振动三棒在三持续三工作三一段三时间三后，三因温三度升三高激三振力三会快三速降三低，三待温三度降三低至三一定三范围三后又三恢复三正常三工作三的情三况，三经与三厂家三了解三，这三是为三了保三护振三动棒三中电三机在三空转三或持三续过三长时三间工三作时三不至三于因三温度三过高三而烧三毁，三在其三内部三设置三了温三度保三护器三。六、三活动三过程2、第二次PD三CA循环（2）原三因分三析六、三活动三过程2、第二次PD三CA循环（3）要三因分三析序号末端原因确认理由确认方法确认结果1操作不当，振动棒电机空转电机空转导致电流过大现场调查是2部分元器件不耐高温部分元器件不耐高温调查分析是3保护温度设置得过低保护温度设置得过低检查分析否4混凝土流动性差，振动棒能量无法传递能量无法传递，电机空转检查分析是5持续振捣时间过长持续工作，温度升高统计分析是6生产时气温偏高进入夏季，气温升高测量分析否六、三活动三过程2、第二次PD三CA循环（4）对三策与三实施序号要因对策具体措施地点执行人完成时间检查人1操作不当，振动棒电机空转禁止空转组织交底，禁止空转，加强现场监控会议室马俊2012.7.5沈淑君2部分元器件不耐高温更换耐高温元器件通知厂家，要求进行技术探索办公室游青山2012.7.5马俊3混凝土流动性差，振动棒能量无法传递控制混凝土塌落度及时进行拌站称量系统校正，加强对拌站司机技能培训拌和站张丽霞2012.8.25沈淑君4持续振捣时间过长控制持续振捣时间购买备用振动棒，轮换使用材料室游青山2012.8.25马俊六、三活动三过程2、第二次PD三CA循环（5）实三施效三果小组三于8月26日～8月30日，三对实三施情三况进三行了三跟踪三调查三，使三用的三振动三棒基三本运转三正常三。六、三活动三过程2、第二次PD三CA循环（6）总三结阶三段通过三实际三情况统计，新三型内三置式三振动三棒在三试用三的5个月三中，三能达三到传三统振三动棒三的密三实效三果，三气泡三状况三有所三改善三，最三早使三用的三一根三振动三棒已三经累三计振三捣超三过20三00方（厂三家确三保可三振捣30三00方），远三大于三传统三振动三棒的25三0方，三持续三使用三状态三良好三，在三经济三、环三保、三质量三方面三均较三传统三振动三棒有三一定三优势三。七、三活动三总效三果1、通三过两三次PD三CA循环三，确三认了三新型三内置三式振三动棒三可以三用于三管片三生产三；2、通过三这次三活动三，我三们掌三握了三内置三式振三动棒三的操三作方三法，三并总三结了三一套三完整三的施三工工三艺。三在与三原振三动棒三进行三对比三，在三达到三相同三振捣三密实三程度三的基三础上三，降三低了三单方三混凝三土振三捣成三