铁路局动车段QC小组研制动车组自动车钩触发器工装成果汇报书

全国铁道行业质量管理小组成果发布邀请赛材料研制动车组自动车钩触发器工装XX铁路局XX动车段技术研发中心与劳模工作室联合QC小组二〇一七年六月概述目前，XX动车段共配属149列179标准组动车组，2016年全年累计走行8392万公里。完成一级修30580标准组、二级修2731标准组、三级修138标准组、四级修20标准组、五级修1标准组。为了满足客运需求，动车组采用8辆编组重联为16辆编组的方式以增加高铁运能。动车组重联是通过自动车钩连挂在一起，实现机械及电气连接。因此，动车组自动车钩的性能对动车组重联运行有着至关重要的作用，同时对自动车钩的检修质量也提出了更高的要求。图1动车组重联图目录一、小组概况 -5-一、小组概况小组名称技术研发中心与劳模工作室联合QC小组成立日期2013年3月活动课题研制动车组自动车钩触发器工装课题类型创新型活动时间2016年3月至2016年12月活动情况每月两次注册日期2016年3月注册号WDCD-2016-23小组成员序号姓名性别文化程度职务或职名组内职务组内分工接受QC教育时间1男本科高级工程师组长全面负责72小时2男本科科长组员方案指导72小时3男本科副科长组员目标设定72小时4男本科工程师组员数据分析72小时5男本科高级技师组员方案实施72小时6女硕士助理工程师组员资料收集72小时7男专科技师组员方案选择72小时8男硕士经济师组员分析实施72小时9男专科技师组员效果验证72小时10女专科高级工组员资料收集72小时获奖情况2016年研发动车组三维仿真实训系统全国铁道行业优秀QC小组表1小组概况制表人：XX制表日期：2016年3月12日二、选择课题（一）选题理由1、问题提出2016年，××局××次动车组因ATP故障紧急制动停车，换端重联3次均失败后分组运行，晚点6小时10分,影响客车19列，货车8列，构成一般D21类铁路交通事故。重联失败的主要原因为自动车钩连接杆卡滞导致机械车钩未联挂成功，电气车钩不动作。图2重联三次均失败在动车组二级修模拟重联试验项目中，作业人员使用锤子或类似工具敲击机械车钩触发器，以释放自动车钩重联机构及电气连接器，进而检查自动车钩的各项性能。这个作业过程通常需要30分钟，劳动强度大、效率低，且存在人身安全隐患。图3检修人员进行车钩重联试验（二）情况调查对XX动车段2016年一季度动车组自动车钩重联试验作业用时进行调查分析：表2作业用时统计表制表人：樊星制表日期：2016年3月15日根据统计表的数据分析得出：1.重联试验用人工触发的方式组均耗时约30分钟。2.触发器在钩舌腔内部且存在锈迹，不易操作。3.触发器表面存有油脂，人工触发时存有安全隐患。根据以上分析，针对检修作业如何方便、安全、高效地进行，ＱＣ小组成员多次进行现场调查，反复研究，在保证“安全第一”的前提下，小组成员充分运用“头脑风暴法”提出了可供选择的三个突破口。序号突破口内容分析结论1改造动车组自动车钩动车组自动车钩改造需专项审批且无改造方案。不可行2购买自动车钩触发器工装经过市场调研，目前尚无此类专用工具不可行3研制动车组自动车钩触发器工装运用液压传动的原理，配合动车组自动车钩特有的结构，研制动车组自动车钩触发器，方向明确可行。可行表3调查突破口分析表制表人：王剑制表日期：2016年3月20日（三）确定课题研制动车组自动车钩触发器工装为保证小组活动的有效性和计划性，充分发挥小组成员的创造性，我们用甘特图制定了详细的活动计划,并严格按照计划推进表实施。图4小组活动计划制图人：刘雨莹制表日期：2016年3月28日三、设定目标（一）目标值研制动车组自动车钩触发器工装，将一组动车组重联试验的作业时间由原来的30min/组降至8min/组。30min30min图5作业时间目标设定图（二）目标可行性分析1.领导支持：充分发挥劳模工作室与研发中心示范引领和骨干带头作用，提高动车组检修质量，为工装研发提供了充足的人力、物力的保障。2.理论可行：利用力学理论、机械理论研制符合现场检修需求的机械工装。3.技术力量：小组由研发中心和劳模工作室成员组成，都具有扎实的检修理论和实践经验，熟悉检修标准流程。4.攻关经验：研制了《动车组三维仿真实训系统》、《动车组齿轮箱注油装置》、《多功能测量塞尺》等10余项成果，具有丰富的攻关经验。因此，我们认为研制动车组自动车钩触发器工装是可行的。四、提出各种方案并确定最佳方案小组成员针对调查中所发现的问题，一致认为解决车钩模拟重联作业的关键问题就是实现能量的传递，通过驱动元件的工作机构，实现直线运动。以动力机构、传动机构、执行机构、固定机构4项为突破口，我们根据现场工作实际，提出以下设计思路:图6方案设计图（一）提出方案1.选择动力机构的方案：(1)动力机构的选择序号方案重量成本使用环境方案评估结论1电动驱动较重（至少15Kg）高（约300元）使用场地必须有合适的电源装置，受场地限制。优点：减少劳动强度缺点：加装电机，重量大，对现场条件要求高不采用2人工驱动较轻（约4Kg）较低（采用废旧材料，约20元）对场地无要求优点：方便人工控制，无限制条件缺点：需人工操作采用试验人员：XX樊星地点：设备车间日期：2016年4月15日表4选择动力机构方案制表人：XX制表日期：2016年4月20日(2)驱动方式的选择序号方案成本方案评估结论1丝杆驱动较高（约80元）优点：结构复杂，传动轴向力大，可自锁，缺点：速度低，安装结构大，易磨损不采用2摇杆驱动较低（采用废旧材料，约20元）优点：成本低，制作简单缺点：占用空间大采用试验人员：XX樊星地点：设备车间日期：2016年4月15日表5选择动力机构方案制表人：XX制表日期：2016年4月20日2.选择传动机构的方案：（1）传动方式的选择序号方案传动效率稳定性方案评估结论1机械传动低（约为0.5-0.6）稳定性差优点：结构简单，维护方便，缺点：传动效率低，使用寿命短不采用2液压传动高（约为0.8-0.85）传动平稳优点：安装灵活、传动平稳且效率高缺点：对环境温度敏感采用试验人员：XX樊星地点：设备车间日期：2016年4月20日表6确定传动方式方案制表人：XX制表日期：2016年4月20日（2）输出压力的选择序号方案成本重量方案评估结论1输出压力5吨高（580元）重量大（4.1Kg）优点：输出压力大缺点：重量大，不易携带，成本高不采用2输出压力2吨较低（160元）较轻（1.9Kg）优点：重量小，易携带,成本低缺点：输出压力较小，但满足需求采用试验人员：XX樊星地点：设备车间日期：2016年5月5日表7选择液压缸方案制表人：XX制表日期：2016年5月5日3.选择执行机构的方案（1）执行机构的选择序号方案试验分析优点与缺点综合分析结论1顶针受力面积小，易损伤车钩部件，匹配度不高优点：重量小缺点：受力面积小，易损伤车钩部件，匹配度不高不采用2顶杆与车钩触发机构匹配度高，不易损伤车钩部件优点：与车钩触发机构完全匹配，不易损伤车钩部件缺点：重量大采用试验人员：XX樊星地点：设备车间日期：2016年5月10日表8选择执行机构方案制表人：XX制表日期：2016年5月10日（2）顶杆材质的选择序号方案硬度（HRC）抗压强度（MPa）加工难度方案评估结论1合金钢69-81HRC约42MPa成品合格率60%（试验加工5根，断裂2根）优点：硬度高缺点：脆、易断裂、不易加工不采用2热处理45号钢55-62HRC约50MPa成品合格率100%（加工制作5根，全部合格）优点：机械性能好，钢材韧度和强度适中缺点：耐磨性一般采用试验人员：XX樊星地点：设备车间日期：2016年5月12日表9选择顶杆材质方案制表人：XX制表日期：2016年5月12日4.选择固定机构的方案序号方案稳定性安全性优点与缺点综合分析结论1单爪固定稳定性差安全性低优点：结构简单，轻量化缺点：稳定性低不采用2双爪固定稳定性好安全性高优点：匹配稳固，受力平衡缺点：重量相对大采用试验人员：XX樊星地点：动车检修库日期：2016年5月20日表10确定传动方式方案制表人：XX制表日期：2016年5月20日（二）确定最佳方案图7最佳方案确定图五、制定对策表小组成员通过集中讨论，根据5W1H原则制定对策表，对策实施表如下：序号方案对策What目标Why措施How负责人Who地点Where完成日期When1采用摇杆驱动方式按设计图进行加工制作摇杆1.摇杆长度500mm。2.加工尺寸数据精确率100%，符合现场实际使用要求。1.采用SolidWorks软件绘制设计图,明确各部件尺寸。2.采购符合要求的钢管，按设计图进行加工制作。设备车间2016.6.302采用输出压力2吨的液压缸采购符合要求的液压缸1.输出压力≥2吨。2.重量≤2Kg。通过市场及网络比选，选用符合要求的液压缸。采购市场2016.7.203采用热处理45号钢制作顶杆按设计图进行车床加工制作顶杆1.抗压强度≥50MPa。2.长度为190mm，直径为18mm。1.购买符合要求的钢杆。2.按照设计图对钢杆进行加工。设备车间2016.7.304采用双爪固定设计选用废旧拉爪1.拉爪与车钩密贴、可靠。2.抗拉强度≥50MPa,符合要求。1.采用废旧拉马的拉爪。2.进行抗拉强度试验。设备车间2016.8.155部件组装采用匹配的辅助配件将各部件进行组装1.各部件匹配良好，配件质量合格率为100%。2.部件组装时间≤2min。1.选用匹配的辅助配件。2.以螺栓连接的方式进行组装。设备车间2016.9.206现场试用完善对不同车型自动车钩进行试用1.作业用时≤8min。2.自动车钩100%触发，稳定可靠。1.制订标准化作业流程。2.根据现场试用进行完善。动车检修库2016.10.12表11制定对策表制表人：樊星制表日期：2016年10月20日六、按对策表实施实施一：按设计图进行加工制作摇杆1.绘制设计图，明确各部件名称及尺寸数据。图8车钩触发器工装设计图图中1—顶杆，2—旋转座，3—连接板，4—拉爪，5—液压油缸，6—联动机构，7—摇杆。2.加工制作摇杆在虎钳台位上将采购的钢管加工制作成符合要求的摇杆。图9采购钢管图图10摇杆加工制作图实施一小结：摇杆尺寸数据精确率100%，符合现场实际使用要求。实施二：采购符合要求的液压缸通过市场及网络比选，选用符合要求的液压缸。图11网络比选图图12选用液压缸图实施二小结：选用的液压缸重量为1.9Kg,输出压力2吨，符合设计要求。实施三：按设计图进行车床加工制作顶杆购买抗压强度≥50MPa的钢杆在设备车间机床进行加工制作。图13采购钢杆图图14顶杆加工图实施三小结：抗压强度≥50MPa，尺寸数据精确率100%，符合设计要求。实施四：选用废旧拉爪废旧拉马的拉爪前端为90°，与车钩不密贴，将拉爪钩状前端角度加工为80°，使拉爪与车钩密贴、可靠。图15拉爪加工图实施四小结：拉爪与车钩密贴、可靠，抗拉强度≥50MPa,符合设计要求。实施五：采用匹配的辅助配件将各部件进行组装选用匹配的连接板、螺栓、垫片等配件将各加工部件进行匹配组装图16连接板加工图图17工装组装图图18组装成型图实施五小结：自动车钩触发器工装各部件匹配良好，组装时间≤2min。实施六：现场试用完善1.现场试用动车组自动车钩机械钩完全释放，电气连接器自动伸出。图19现场验证2．采取防护措施图20顶杆完善图顶杆与车钩触发器接触部分安装防滑橡胶套，防止使用过程中滑脱，保证作业安全。实施六小结：作业用时≤8min，自动车钩100%触发，稳定可靠。七、确认效果(一)目标完成情况1.研制成功：成功研制了动车组自动车钩触发器工装。2.目标值确认小组成员将动车组自动车钩触发器工装分别在CRH5A、CRH2A统及CRH380A统型动车组自动车钩上进行验证，用时统计如下：验证车型验证数量（组）平均用时（min）成功率CRH2A统105.6100％CRH5A205.8100％CRH380A统206.0100％结论用时最长6min，最短5min。验证时间2016.10.20-2016.11.05验证人员王剑、樊星表12效果验证表制表人：XX制表日期：2016年11月18日6min6min图21活动后目标验证图使用自动车钩触发器工装作业，单人只需6分钟即可完成动车组自动车钩触发器重联试验，作业效率提高了5倍。我们的目标实现了！！！动车组自动车钩触发器工装现场使用效果视频，请观看！(二)经济效益据统计2016年我段共完成CRH5A、CRH2A统及CRH380A统型动车组二级修686组，每组动车组二级修需进行两次自动车钩重联试验，每组动车组可节省24分钟（0.4h）作业时间。随着动车组配属数量不断增加，按段年均进行800组CRH5A、CRH2A统及CRH380A统型二级修，每年可节约检修时长320h。未使用动车组自动车钩触发器前，重联试验需两人配合完成，按每人每工时产生效益800元计算，320×800×2＝512000元。随着动车组配属数量不断增加，所产生的经济效益不可估量。（三）安全效益该工装的成功研制，解决了动车组自动车钩触发器人工触发困难的技术难题，大幅提高了动车组重联试验的工作效率。通过使用该工装，在快速地触发自动车钩触发器的同时有效地保护了作业人员人身安全。(四)社会效益该工装的研制，提升了动车组自动车钩的检修质量，降低了因自动车钩故障而导致动车组在运行途中停摆的风险，保证了高速铁路运输秩序