陕西华达-研制新型除锈打磨机QC.doc

研制新型除锈打磨机 qc小组活动汇报资 课题名称：研制新型除锈打磨机小组名称：陕西华达(集团)建筑工程有限公司九公司科技部qc小组2011年7月陕西华达(集团)建筑工程有限公司目 录一、课题简介2二、qc小组概况2三、课题选择3四、目标确定5五、提出方案并确定最佳方案5六、制定对策10七、对策实施11八、效果检查16九、巩固措施20十、总结及今后打算22研制新型除锈打磨机陕西华达集团九公司科技部qc小组一 、课题简介华达集团九公司20102011年承接工程项目为203研究所物化探楼（8000平方米）、省历史博物馆综合办公楼（17000平方米）、福特4s专卖店（6000平方米），共计建筑面积为31000平方米，前两项工程质量目标“陕西省长安杯奖”。涉及钢制外架、钢构件、钢制组合定型大模板总吨数约437.16吨，需除锈面积约14562平方米，钢制外架除锈刷漆面积11001平方米，油漆料款18481元（定额值）。外架钢管除锈是否到位直接影响钢管寿命和后期外观效果，除锈机械的选用直接影响“绿色工地”的效果。二、qc小组概况1、qc小组简介小组人员简介表 表1课 题研制新型除锈打磨机小组名称陕西华达(集团)建筑工程有限公司九公司科技部qc小组小组活动时间2010年2月2011年2月小组成立时间2010年2月课题类型创新型小组注册号hd9-qc11-1课题注册时间2010年2月组 长兰波小组人数12人qc教育时间66小时活动频次4次/月制表人：王园明 制表日期：2010年2月9日2010年3月9日，在组长兰波的带领下小组全体组员进行了qc知识全面深入的学习。2、qc小组成员 小组成员简介表 表2序号姓名文化程度职称职务组内分工1兰波研究生高级工程师项目经理总设计师、负责全组工作2张国本科经济师顾问成果审核3赵文选大专工程师技术指导召集协调4赵党会大专工程师技术指导质量管理、验收5李建文大专工程师技术指导制作负责6宗丞瑞本科助理工程师工长制片7王娟大专工程师工长内勤8黄保卫高中高级技工施工员现场操作9吕林大专工程师施工员cad制图10黄保国高中高级技工工长现场操作、制作11张宏智大专工程师安全员手工画图、安全负责12王园明大专助理工程师资料员资料收集制表人：王园明 制表日期：2010年2月9日我们小组qc成果曾获得2010年全国工程建设质量管理优秀小组一次；省级一等奖两次、三等奖一次。制图人：宗丞瑞 制图日期：2010年3月22日图一 本qc小组获奖情况示意图1、安全性能差：传统的打磨机安全性能差，不安全事故时有发生。去年3月某工地即发生了“角磨机致使操作人员眼球摘除事件”（今年4月陕台都市快报栏目再次报道了角磨机致使人员眼球摘除事件）。三、课题选择1、选题理由2、工作效率低：传统的打磨机耗时长、工效低，锈蚀较严重的钢构件每小时仅能打磨6平方米，影响工期。3、除锈不彻底：由于除锈不彻底，半年左右钢管外架即锈迹斑斑，既影响文明施工氛围和城市观感，又缩短了钢管寿命。课题选择4、噪音粉尘污染大：传统的打磨机粉尘和噪音污染严重(经我们5次对总公司15个工地进行调查监测，传统打磨机工作时噪音值达到80分贝、扬尘浓度达到了1.859mg/m3)，影响环境质量和操作人员职业健康。5、酸洗、抛丸不适合施工现场：现有新型除锈设备（方法），喷砂（抛丸）、酸洗，体积大难移动、一次性投入大(最高可达七八十万)，不适合建筑施工现场除锈。综合以上因素，全体组员采用“头脑风暴法”展开讨论并进行综合评价，一致通过把攻关课题选定为：研制新型除锈打磨机。qc小组提出了五种课题方案的评价表（见表3）提高手提角磨机除锈效率2、课题选定增加钢构件除锈方法专业除锈队伍建设 电锯改装除锈机研制新型除锈打磨机 制图人：王园明 制图日期：2010年3月22日 图二 选择课题系统图 课题评价表 表3序号课题分 析评 估综合得分选定课题可实施性经济性有效性对其他工作的影响1提高手提角磨机除锈效率1、费用投入、人工投入大，可以实施；2、机械损坏多，效率一般；3、影响可能较小。10不选2增加钢构件除锈方法1、来回拉运难，不易实施；2、费用较高，有效性一般；3、可能影响其他工作。6不选3专业除锈队伍建设1、费用高；2、可实施；3、有影响其它工作可能，效率和费用成正比。12不选4研制新型除锈打磨机1、从未有过，但有研发制作高级人才，取材方便；2、需投入一定的研发费用；3、不影响其它工作；4、效能较高。18选定5电锯改装除锈机1、旧电锯改装较容易；2、费用相对较低；3、劳动强度大，效率不高；4、对其他工作影响较大。14不选评定标准： 5分 3分 1分制表人：王园明 制表日期：2010年3月25日图三 钢制外架因除锈问题后期锈迹严重图四 钢制外架因除锈问题后期锈迹严重图五 手提式角磨机 图六 电锯改装的除锈打磨机 四、目标确定4.1目标确定：研制新型除锈打磨机根据这一总目标，我们制定了以下量化目标：1建筑钢制构件大面积除锈的工作效率相对手提角磨机提高10倍；2.粉尘、噪音相对降低50%；除锈工作效率目标值设定柱状图图七 目标设定柱状图1 除锈工作粉尘降低目标值设定柱状图 除锈工作噪音降低目标值设定柱状图图八 目标设定柱状图2制图人：王园明 制图时间：2010年3月25日4.2目标分析1、工效：传统手提角磨机打磨直径为80mm110mm，直接作用钢刷面积分别为3061mm2(40*40*3.1425*25*3.14)3140mm2(55*55*3.1445*45*3.14)，改用大钢丝刷组单组作用面积为3.14*300*30=28260mm2，3组作用面积为3.14*300*30*3=84780mm2（是手提角磨机的27倍）,9组作用面积为3.14*300*30*9=254340mm2 （是手提角磨机的81倍）。手提式角磨机动力为110w150w，除锈打磨机最小动力为2.2kw3kw（是手提角磨机的20倍）。所以工作效率增加10倍完全可以实现。 2、粉尘：手提角磨机无法收集粉尘，所有粉尘全部排放；新除锈打磨机设计粉尘收集装置，利用离心力原理，全部覆盖打磨轮，只有少量微尘流失，收集粉尘不低于80%，考虑其他因素将目标设定为降低50%。 3、噪音：传统打磨机噪音值为90110分贝，主要声源是齿轮转动，且易损坏、耐久性差，设计一组皮带轮转动，改用大轴承，经测试噪音理论值低于50分贝。2.2kw或3kw噪音约为20分贝30分贝（厂方数据）。 4、高工、高级技工组成的优秀团队是技术支撑。 综上所述，目标可以完全实现。五、提出方案并确定最佳方案51方案提出 2010年3月12日至25日期间，qc小组先后三次围绕“除锈打磨”这一课题展开讨论，提出了五种方案，并将结果用亲和图整理如下：无轮式除锈打磨机肩挎式除锈打磨机研 制 新 型 除 锈 打 磨 机长柄式除锈打磨机有轮式除锈打磨机四轮式除锈打磨机两轮升降可调除锈打磨机两轮伸缩可调除锈打磨机图九 两大类、5种方案 “新型除锈打磨机”亲和图制图人：王园明 制图时间：2010年3月25日 除锈机研制方案表 表4评定标准：很好10分 好8分 较好6分 一般5分 较差4分 差 1分制表人：王园明 制表时间：2010年3月25日 除锈打磨机研制初选方案评价表 表5方案名称优点不足方案四两轮升降可调式除锈打磨机1.取材方便，制作难度小；2.易于维修；3.安全性能比较高；4.噪音粉尘污染小；5.可自由升降除锈机高度，满足设计要求。1.操作不太灵活；2.不太适宜宽度超过70cm以上大构件的打磨方案五两轮伸缩可调式除锈打磨机1.取材方便，制作难度小；2.操作灵活，易于维修；3.可有效预防噪音粉尘污染；4.安全性能高；5.可自由伸缩操作手柄，提高工效。1.不太适宜50cm以上高度构件的打磨；2.无法升降。制表人：王园明 制表时间：2010年3月26日制表人：王园明 制表时间：2010年3月26日5.2确定最佳方案试验论证 初选方案确定后，经过再分析、再论证和征求有关专家意见，我们用现场废旧钢材及旧车轮按方案五制作了一台样机（方案五加以改装就完全满足方案四的功能）并先后图十：试验样机10次对钢大板、钢构件等进行了除锈试验（详见下表）：样机除锈试验表 表6除锈对象除锈面积除锈时间除锈效率除锈效果噪音粉尘安全性能操作难易度试验次数试验结果钢大板每次5平均每次5分钟平均59/h好较大大一般易操作10次不能满足目标存在的问题：（1）对25cm以上高度物件不能除锈，其原因是除锈车架高度不够；（2）不能适用不同身高、体重人员自由操作，主要原因是固定式操作杆所致；（3）噪音较大，主要是连接部件出现问题；（4）粉尘污染较大，主要原因是缺少回收粉尘装置；（5）漏电装置和防护装置不尽完善。制表人：王园明 制表时间：2010年3月26日 确定最佳方案 针对上述问题，经过讨论研究，在充分吸纳方案四优点的基础上，提出了相应的改进措施，制定出了方案六，并确定为最佳方案。新型除锈打磨机研制方案表 表7新型除锈打磨机序号除锈机名称示意图优缺点比较结论方案六升降、伸缩可调式除锈打磨机1、移动操作灵活，伸缩、升降方便，适合身高、体重不一的工人操作；2、安全性能可靠，寿命长，易维修；3、除锈功效高；4、对粉尘的收集不能达到100%。可行制表人：王园明 制表时间：2010年3月28日研制新型除锈打磨机无轮式除锈打磨机肩挎式除锈打磨机长柄式除锈打磨机有轮式除锈打磨机升降、伸缩可调式除锈打磨机两轮升降可调除锈打磨机两轮伸缩可调除锈打磨机四轮式除锈打磨机结论：总结上述的方案选择：通过评价对比，我们采用“归一法”整合二者优点，确定了新型除锈打磨机最佳方案。图十一 制图人：王园明 制表时间：2010年3月28日5.3样板试验论证根据最佳方案，我们又制作了一台样板机，并先后进行了10次试验。在试验中，遇到了以下问题：（1）用旧丝杠和角铁制作了升降部件，除锈机高度增加了25cm，达到了47cm，但由于丝帽焊接不规则，致使升降费力，转动不方便。（2）重新加工了丝杆和丝筒，机架高度虽然达到了50cm以上，但由于没有考虑到钢刷对高度的影响，依然不能对50cm以上的构件除锈。（3）利用旧切割机手轮制作升降轮，因直径过小，升降比较费力（4）噪音、粉尘还不能满足环保要求。（5）安全功能不尽完善。通过两次试验，为目标的实现积累了丰富的经验。5.4材料的评价分析选定方案后，我们对除锈机使用材料进行了评价分析。 使用材料评价分析表 表8序号选材材料来源制作成本总费用使用方面结论方案一48钢管与25钢管现场取材48钢管5m，25钢管2.6m共计100元；螺丝50元；电机、三角带430元；倒顺开关20元；车轮150元；丝杠300元；轴承120元；1cm厚钢板0.2共计80元；8个r35cm钢刷共225元；人工费400元；油漆25元。1900元）制作不方便，丝杠等配件无法安装；）钢管两端不易封闭； 不采用方案二6cm不锈钢方管与25圆管外购6cm不锈钢方管5m， 25不锈钢圆管2.6m共426元；不锈钢螺丝70元；电机、三角带430元；倒顺开关20元；车轮150元；丝杠300元；轴承120元；1cm厚钢板0.2共计80元；8个r35cm钢刷共225元；人工费400元；2221元 ）成本高）刚度不够，易变形，不耐用； 3）焊接（需用亚弧焊）工地无熟练技工；不采用方案三5cm5cm角铁与25圆管现场取材5cm5cm角铁5m、25圆管2.6m共130元；螺丝30元；电机、三角带430元；倒顺开关20元；车轮150元；丝杠300元；轴承120元；1cm厚钢板0.2共计80元；8个r35cm钢刷共225元；人工费400元；油漆25元。1910元）焊接方便，有利于安装各种配件； ）重量适中，移动方便； ）成本较低；采用制表人：王园明 制表时间：2010年3月25日我们决定采用方案三作为打磨机的基本材料。六、制定对策2010 年3月31日 2010 年4月5日，本小组针对样板试验中遇到的问题，进一步完善了方案六，并经过反复论证，确定了六项主要功能（部件）的实施步骤：1、可调式车轮的制作； 2、升降系统制作； 3、制作可调节手柄系统； 4、回收粉尘装置系统制作； 5、完善降低噪音功能； 6、完善安全功能。对策评价选择表 表9步骤提出对策对策分析比较对策确定对策 可调式车轮的制作旧车轮改制成可调宽窄车轮省时，易操作。对策一比对策二三：易取材、好操作。加大车架宽度较为浪费材料，操作不便。制作宽窄调整装置耗时长，制作难度大。升降系统制作使用大小车轮需重新加工车轮，在 厂家定制外带。对策二比对策一：调节自如、坚固耐用。使用螺纹升降转盘及活动套筒装置可就地取材，现场制作。可调节手柄系统制作利用杠杆原理：打孔钢板调节手柄角度，利用套筒钢管调节伸缩既可调节高低，又可调节长度，制作简便。对策一比对策二更适合不同身高体重人员操作，巧妙运用杠杆原理更灵活省力。制作成双手柄影响机具美观，不利工人操作。回收粉尘装置系统制作用铁皮或橡胶板封闭制作简单，但效果不明显。对策二比对策一：对粉尘铁屑回收更明显，可有效降低污染，有益健康。使用薄钢板制作回收桶易制作，可以达到设计目标完善降低噪音功能使用高质量轴承电机等连接构件加垫片易实施，可有效降低噪音对策一比对策二：不仅不影响工效，而且可有效降低噪音、减缓震动、延长部件寿命。减少磨片数量影响工作效率完善完全功能加控制开关及防护罩省时，方便，易实施，更安全。对策一比对策二：更能消除安全隐患满足安全要求。培训专业操作人员费时，专业人员易流失，不能完全消除安全隐患。制表人：王园明 制表时间：2010年4月10日针对以上问题，我们制定了相应的对策并绘制了对策表。 对策表 表10步骤对策目标措施负责人完成时间完成地点可调式车轮的制作旧车轮改制成可调宽窄车轮可以对宽度1-70cm的材料进行除锈。除锈机架下设置调节车轮轴套赵党会2010年4月25日现场升降系统制作使用螺纹升降转盘及活动套筒装置1)可对高度0 -50cm的构件进行除锈；2)使机架的升降省力。 1）增加丝杠使电机与除锈部分与底座分离，通过丝杠的旋转升降机架部分。 2）增大调节手轮直径。赵文选2010年5月10日现场可调节手柄系统制作手柄部分设置可调节装置满足身高1.58m1.8m、体重不一的工人操作。1）调节手柄高度；2）调节长短（伸缩）； 李建文2010年5月28日现场回收粉尘装置系统制作使用薄钢板制作回收桶铁屑、粉尘排放量相对角磨机减少50%。用0.5mm钢板制作回收斗黄保卫2010年6月15日现场完善降低噪音功能使用高质量轴承电机等连接构件加垫片噪音降至40分贝。1）震动部分增加橡胶垫片；2）轴承等转动装置降噪。吕林2010年6月29日现场完善安全功能加控制开关及防护罩安全检查合格1）机电防护；2）机械防护。黄保国2010年6月29日现场制表人：王园明 制表时间：2010年4月10日七、对策实施实施一：1.2010年4月11日由李建文对旧架子车的车轮轴部分进行切割，两边分别留20cm、10cm成为两个单独轮(见下图)。机架焊接完成后，加装两个直径为3.2cm的套管，每个套管打孔过丝，在车轮内留3cm把两个单独轮穿进两个套管，用两个顶丝固定，轮距由原来的60cm通过伸缩可在60cm90cm之间自由调节。图十二 车轴改造详图1图十三 原车轮大样图图十四 车轴改造详图2七实施效果：2010年4月18日，由赵党会、李建文对其进行测试，伸缩自如，可满足70cm构件除锈。实施二：1、 2010年4月26日 28日，由樊伟宁外出加工丝杠，由李建文制作丝筒并现场组装，在钢板上放样，照放样焊接丝杆及丝筒，两边升降丝筒分别与车架焊接，机架高度可升至73cm。 2、由李建文用0.5cm厚的钢板制作了一个直径16cm的转动盘来增加力臂，在丝杠顶部打孔并用螺丝连接，方便拆卸和丝筒加油，减小摩擦使其升降自如。图十五 升降系统图十六 升降系统组合图图十七第一次升降部件图十八第二次升降部件图十九 调节盘图二十 除锈现场1图二十一 给钢管除锈图二十二 除锈现场3图二十三 除锈高度达到50cm图二十四 除锈效果实施效果：2010年5月9日，机架升降系统安装完成后，由李建文、赵文选做了上下调节试验，除锈高度增加至原设计目标50cm，可使除锈机在一边抬高50cm、一边保持原位（即25cm）的情况下工作；调节盘调节转动自如方便，调节手轮灵活。实施三： 1、在已完成的机架上焊接、在扇形钢板和扶手活动连接片上打孔。通过调节活动连片与扇形钢板的孔来完成扶手上下调节。 2、将固定的手柄截取一定长度，通过粗细钢管打孔固定，使扶手可伸可缩。通过伸缩和升降系统综合调节，运用杠杆原理可使身高、体重不同人员操作自如。图二十六 扶手伸缩处理图二十五 扇形片图二十八 1.56米、体重不同人员除锈操作自如图二十七 1.81米、体重不同人员除锈操作自如 实施效果： 2010年5月27日，黄保卫（身高1.81米）、王园明（女）（身高1.56米）分别进行打磨操作，针对不同材料除锈，手柄上下调节灵活，使用非常自如。实施四：2010年5月29日，对除锈机制作了“灰尘、铁屑回收装置”：先用铁皮制作一个收集斗，在收集斗后再加装一个可透气的两层包皮布回收袋，用于回收除锈过程中所产生的粉尘及铁屑。经试验发现，收集斗拆装不方便，我们又用0.5cm厚钢板制作了收集斗，在收集斗上部和车架底部加焊了插挂件，可灵活装、卸。图三十一 灰尘、铁屑回收装置1图三十二 灰尘、铁屑回收装置2图二十九 旧的灰尘、铁屑回收装置1 图三十 旧的灰尘、铁屑回收装置2实施效果：图三十三 实施前后扬尘浓度对比折线图2010年6月13日，由黄保卫负责组织全体组员现场除锈观测和对比，粉尘浓度明显降低。 2010年6月26日 2010年6月28日我们邀请203环评中心到博物馆工地，对除锈打磨机除锈时所产生的粉尘进行现场检测，其粉尘浓度相对角磨机从1.859 mg/m3 降到了0.72 mg/m3（详见环境监测情况调查报告1 ） 。实施五：制图人：王园明 制图时间：2010年6月28日2010年6月15日，在除锈试验中发现除锈机的噪音较高，经反复检查测试发现： (1)连接部位松动； (2)钢刷传动轴不垂直； (3)利用旧轴承改装的传动装置振动严重； (4)传送带防护罩振动等为主要噪音源。我们做了以下对应的消除噪音工作(由樊伟宁采购，李建文负责实施)：1）对钢刷防护罩上的螺丝增加1.5mm厚的橡胶垫，降低了震动噪音。2）对磨轮轴进行校正，使其垂直；(采用45钢加工成磨轮轴，其硬度高，无摆动，无噪音)。3）对其所用的轴承更换高质量的产品；在哈尔滨轴承专卖店购买国标“哈尔滨6308”轴承，其寿命长，噪音低)。4）更换防护罩。用1.2mm厚的钢板做成防护罩，噪音大大降低。图三十六 小组活动现场图三十五 实施前后噪音对比折线图图三十四 国标“哈尔滨6308”轴承 制图人：王园明 制图时间：2010年6月28日实施效果：通过以上措施，我们邀请203环评中心到博物馆工地，对除锈打磨机除锈时所产生的噪音进行现场检测，其工作噪音值为39 db(a) （详见环境监测情况调查报告1） 实施六：1.机电防护为预防电机漏电及负载过重，我们在除锈机架上装置了随机开关箱，内装漏电开关、交流接触器、热继电器和按钮开关，机械运转超出额定电流时或电机漏电时，即可自行断电并在手柄把加装绝缘手把，保护了电机和人员安全。 2.机械防护为预防机械在运行时，传动皮带脱落和断开伤害操作人员，我们用0.12cm钢板制作成100cm宽8cm长、两边带弯边的槽型板，用紧固件固定在三角带上。图三十七 配电箱图三十八 易操控的按钮开关图三十九 绝缘手柄为预防机械在运行时钢丝轮刷外漏钢丝脱落，异物飞溅，我们用0.12cm的铁皮，制作成宽60cm长32cm的弧形防护罩，用合页两付固定在除锈轮上并用橡胶作侧面防护，达到了安全防护的目的。图四十 打磨轮防护罩图四十一 传送带护盖实施效果：经过市质监站边远、安检局王红梅等专家现场查验，该机符合用电机械规范要求。八、效果检查 （一）目标完成情况1、工作效率：（1）工效2010年7月我们对博物馆工地1098 的大板用除锈打磨机进行除锈，除锈速度达到了75/h；又用人工手持角磨机进行10 的除锈试验，除锈速度为6 /h；因此除锈打磨机的研制使除锈工作效率提高了12.2倍，超过了设定目标(实施过程见附页)。人工除锈与打磨机除锈工作效率对比表 表11除锈面积每小时除锈面积所用时间人工除锈（试验）10 6 /h1.67h打磨机除锈1098 73.2/h15h制表人：王园明 制表时间：2010年7月30日图四十三 未除锈的大板制图人：王园明 制图时间：2010年7月30日图四十二 除锈工作效率实施前后对比柱状图图四十七钢大板成品照片图四十四 人工角磨机除锈效果图图四十五 除锈打磨机正除锈的大板图四十六 除锈打磨机除锈效果图(2)质量：经咸阳市质监站边远等专家和翔宇监理公司李总监等几位专家，先后四次对该机除锈的样本钢构与国家标准gb892388涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 典型样本对比，除锈效果达到了st3标准。图四十八 除锈打磨机除锈的钢构大梁、钢大板 制图人：王园明 制图时间：2010年6月30日图四十九 “降低粉尘”对策实施前后对比柱状图2、粉尘（详见环境监测情况调查报告1 ）2010年6月，我们邀请203环评中心到博物馆工地，对除锈打磨机除锈时所产生的粉尘进行现场检测，其粉尘浓度从1.859 mg/m3 降到了0.72 mg/m3 。3、 噪音（详见环境监测情况调查报告1 ） 手提角磨机 目标 除锈打磨机（单位:db(a)） 图五十 “降低噪音”对策实施前后对比柱状图制图人：王园明 制图时间：2010年6月30日2010年6月，我们邀请203环评中心到博物馆工地，对除锈打磨机除锈时所产生的噪音进行现场检测，其工作噪音值为39 db(a)（原工作噪音值为79 db(a) ）、裸机转动噪音为23 db(a) （详见环境监测情况调查报告1）：环境监测情况调查报告1总目标完成：我们研制的新型除锈打磨机高效、安全、环保，总目标完成。图五十一 成型的新型除锈打磨机（二）经济效益本课题的实施，共计节约资金21680元（详见技术进步经济效益认定证明及附件1、2）。图五十二 经济效益证明文件扫描件 （三）社会效益此次活动提高了我分司的知名度，在总公司2010年年度总结大会上得到了表彰，也受到建设单位、设计单位和监理单位的一致好评。图五十三 2010年华达总公司表彰大会留影图五十四 2010年华达总公司经验交流会留影（四）申请专利和科技成果奖1、申请专利：经初步调查和网络搜索，该成果填补了国内建筑工地同类产品的空白。2011年2月22日，此成果已申请了国家专利，申请号：201120044316.2。2、申请国家工法：该成果已申请国家工法。3、申请科技成果奖：该成果已申请咸阳市科技进步奖。 图五十五 申请国家专利 图五十六 申报国家工法 图五十七 咸阳科技局文件九、巩固措施1、标准化及推广应用（1）2010年9月27日，陕西华达建筑工程有限公司制定下发了 2010026号文件，将除锈打磨机在全公司推广。其中平面钢构件除锈标准作为公司标准。（2）目前该