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门机旋转机构制动系统改进天津港第一港埠有限公司固机队砺志QC小组2011年8月门机旋转机构制动系统改进天津港第一港埠有限公司 固机队砺志QC小组公司简介天津港第一港埠有限公司位于天津塘沽新港，隶属于天津港（集团）有限公司。公司主要从事港口装卸服务，拥有六个万吨级深水泊位，配备有国内外技术先进的装卸机械180余台，年吞吐能力1100万吨，是一个技术装备及装卸工艺先进、设施完善的现代化港口企业。一、小组概况小组名称固机队砺志QC小组课题类型创新型成立时间2001年1月组长王永生本次活动时间2011.01 2011.10本次循环培训人均58小时小 组 成 员姓名性别文化程度行政职务职称小组分工王永生男本科固机队队长高级技师组长皇甫瑞洪男大专固机队副队长高级技师组员程亮男大专固机队电气维修工人技师组员马跃仪男中专固机队车检员工人技师组员张坦如男中专固机队车检员工人技师组员王建新男中专固机队机械维修工人技师组员许国强男中专固机队钳工班班长高级工组员于永库男中专固机队机械维修高级工组员于春元男中专固机队机械维修高级工组员马海舰男大专固机队副队长中级工组员于立臣男本科技术部副经理工程师顾问杜震宇男本科技术部工程师工程师顾问二、选择课题1、门机工作原理简介：门座起重机有起升、回转、变幅和运行四个可单独或联合动作的机构组成，前3种机构装在转动部分上,每一周期内都参加作业。旋转机构是门座式起重机四大工作机构中完成货物水平运输应用最广泛的机构之一,也是起重机械安全生产三大重要构件(制动器、钢丝绳和吊钩)之一。钢丝绳具有重量轻、挠性好、使用灵活、韧性好、能承受冲击载荷、高速运行中没有噪音、破断前有断丝预兆等优点。但起重机频繁工作，极易造成钢丝磨损、损坏，常出现断丝或磨损超极限等问题，我公司固定装卸机械（门机、岸桥）均使用，为消除隐患，我公司定期对钢丝绳进行更换。2、钢丝绳更换方法及问题：现行门机换绳程序：将钢丝绳从钢丝绳卷轴上按规定长度拉直、放出将钢丝绳盘放在货盘上备用将钢丝绳拉直与固定机械原钢丝绳对接将新钢丝绳卷至卷筒上叉车A叉车B在空旷货场人力搬运配合现场通过卷扬机构换绳存在的问题：换绳存在的问题人力消耗较大要提前准备规定长度钢丝绳需要场地支持钢丝绳缠绕应力较大，盘放过程中易弹出，引发伤害事故耗时较长人机配合危险指数高钢丝绳在放绳过程中与地面磨擦，表面会造成磨损3、2008、2009年公司固定机械钢丝绳使用寿命及更换钢丝绳所用时间统计：门机项目两绳门机四绳门机0105061017020304070809111214132008年钢丝绳使用时间(天)1331031121091921521691571721431591831711671992009年钢丝绳使用时间(天)1529410398203161175142152154168190182149185平均使用时间（天）129.8158.6173.6192每年钢丝绳更换次数365/129.8*5=14365/158.6*6=13.8365/173.6*3=3.61.9放绳所需时间（小时）19.656换绳所需时间（小时）47.6136平均每台设备更换钢丝绳全年所用的总时间（小时）17.28结论由于现行固定机械更换钢丝绳用时较长、效率较低且存在一定安全隐患，因此小组准备开展攻关，研究新的钢丝绳更换方法，来提高换绳效率，避免安全隐患。确定课题研究更换钢丝绳的新方法： 三、设定目标目标值：平均每台固定机械钢丝绳更换全年总时间减少到10小时以内平均换绳时间最终目标：使更换钢丝绳工作，不在受到场地的限制，准备时间短，现场更换速度快，便于钢丝绳的运输，达到提高生产效率、降低人工劳动强度、避免安全隐患的目的。 目标设定依据：（1）目前市场专用钢丝更换机全年更换钢丝绳所用时间为10小时，因此小组成员将目标设定为全年10小时这一水平。（2）小组成员多年来一直从事各种创新技术的研制，拥有丰富的经验和创新能力，并获多项成果。（3）小组成员已经在大型港口机械上进行过其他创新项目，并获得成功。（4）公司对本课题的实施将在技术和资金方面予以支持。四、提出各种方案并确定最佳方案1、提出初步方案围绕钢丝绳更换新方法，小组成员集思广益，提出了三个具体方案：序号方案内容方案一对现有换绳流程进行重新优化排序方案二采购专用钢丝更换机方案三自行研制钢丝绳放绳设备2、方案评选序号特点评价是否选用方案一对现有钢丝绳更换流程进行重新优化，虽然其花费的成本最低，但其并不能很好解决现有问题，很难避免事故隐患的发生否方案二专用钢丝更换机并不是针对港口固定机械进行换绳需要所设计的，对于固定机械换绳，其设计部分标准功能没有用，且采购成本较高。否方案三可根据公司实际需要出发，自行研制钢丝绳放绳设备，可有效提高钢丝绳更换效率，避免事故隐患的发生，及在成本上得到了控制，又发挥了小组成员的创新能动性。选用结论小组最终一致决定采用方案三，同过自行研制换绳设备，减少更换钢丝绳放绳环节所用时间，来有效提高钢丝绳更换作业效率。五、制订对策表序号对 策目 标措 施负责人完成时间地点1设计加工放绳器支撑结构支撑结构能100%稳定承载公司最大规格整卷钢丝绳1、对支撑结构承重进行计算2、对支撑机构进行设计许国强2010.3.10固机队2放绳器转动机构结构设计制造整卷钢丝绳100%自由转动1、转动机构整体设计2、支撑轴承的选定于春元2010.3.25固机队3放绳器制动机构设计制造整卷钢丝绳在放绳器上转动时，能在1秒内停下1、制动形式的选择2、对制动机构进行设计加工王建新2010.4.15固机队4放绳器整体组装制作放绳器能100%稳定运行1、制定放绳器制作流程2、整体制作3、重新制定换绳程序马跃仪2010.4.30固机队六、对策实施实施一、设计加工放绳器支撑结构1、对支撑结构承重进行计算常用大直径钢丝绳规格：名 称规 格长度（米）整体重量（千克）钢丝绳6*25Fi 285001500钢丝绳6*31Fi 32.55002000钢丝绳18*7Fc 285001700钢丝绳6*36Sw 267202300结论：钢丝绳最大重量为2300千克，安全系数为2，因此我们将放绳器支撑结构的承载确定为5吨2、对支撑机构进行设计为提高承重能力我们对支撑结构进行了评选支撑结构特点是否选用梯形结构整体稳定性较好、但承重能力有所降低选用方形结构承重能力较强、但前后稳定性较差否支撑材料评选支撑结构特点是否选用圆钢承载能力强，成本较高否槽钢承载能力一般，成本较低选用在保证承载能力和稳定的前提下，尽量节约成本。因此我们采用槽钢制成梯形支撑结构。支撑结构：梯形结构支撑材料：槽钢实施效果检查：2010年3月9日小组成员通过检验，发现我们制作的放绳器支架，完全能100%稳定承载公司最大规格整卷钢丝绳。实施二、放绳器转动机构结构设计制造1、转动机构整体设计防绳器是将整卷钢丝绳直接安放到放绳器上，但由于钢丝绳卷轴内孔直径规格较多，为拆换方便，因此我们决定将转动机构设计成开放式结构。放绳器侧视图放绳器俯视图2、支撑轴承的选定为保证承载能力，我们对支撑轴承进行了评选：轴承类型特点是否选用滚珠轴承轴向承载能力一般，径向承载能力较好，成本较低否滚柱轴承轴向承载能力较好，径向承载能力一般，成本一般选用向心推力轴承轴向承载能力较好，径向承载能力较好，成本较高否由于放绳器放绳过程中不会产生很大的径向力，因此在保证轴向承载能力足够前提下尽量节约成本。因此我们采用滚柱轴承来做旋转机构支撑轴承。实施效果检查：2010年3月24日小组成员通过检验，确定公司在用的所有规格的钢丝绳均能在该转动机构上100%自由转动。实施三、放绳器制动机构设计制造1、制动形式的选择为保证放绳器停止放绳时，放绳器能有效制动，我们对放绳器的制动形式进行了评选。轴承类型特点是否选用抱带式制动效果较好，结构简单，便于操作。选用涨带式制动效果好，结构复杂，操作一般否夹板式制动效果一般，结构一般，操作一般否由于放绳时放绳器转动非常慢，因此在保证制动效果的前提下，我们选择了结构简单便于操作的抱带式制动方式。2、对制动机构进行设计加工使用实棉制动瓦块，转轴摩擦对放绳器实施有效制动。实施效果检查：2010年4月14日通过检查，慢速旋转的放绳器能完全控制在1秒以内停下来。实施四 放绳器整体组装制作1、制定放绳器制作流程安装转动机构安装支撑结构放绳器制作完成安装制动机构制作移动托盘整体测试2、整体制作由于岸桥换绳时需要同时更换2套钢丝绳，为此我们在移动托盘上同时制作安装了两台放绳器以满足使用要求。移动托盘上同时制作安装了两台放绳器，方便岸桥换绳3、重新制定换绳程序控制放绳器，同时通过固定机械卷扬机构将新钢丝绳卷至卷筒上将整卷钢丝绳安装到放绳器上现场实施效果检查：2010年4月28日放绳器制作完成后，我们到现场进行了使用，放绳器能100%稳定工作，满足了公司换绳使用要求。七、效果检查1、目标效果检查我们对2010年下半年公司固定机械钢丝绳使用寿命及更换钢丝绳所用时间统计：门机项目两绳门机四绳门机010506101702030407080911121413钢丝绳使用时间(天)186173187169261241239261252254268290282247258平均使用时间（天）195.2252.5273258半年年钢丝绳更换次数182.5/195.2*5=4.675182.5/252.5*6=4.335182.5/273*3=20.7总放绳所需时间（小时）00总换绳所需时间（小时）1747.6平均每台设备更换钢丝绳半年年所用的总时间（小时）4.3预计全年所用时间8.6同目标值比较结论：课题目标实现2、终极目标检查使用放绳器和新的换绳流程，使得固定机械钢丝绳更换工作，不再受到场地的限制，准备时间短，现场更换速度快，便于钢丝绳的运输，达到了提高生产效率、降低人工劳动强度、避免安全隐患的目的。终极目标实现3、经济效益换绳时间的减少将有效提高装卸机械作业效率，根据测算每台固定机械每小时能为公司创效1000元进行计算：节约时间（17.28-8.6）15台每小时创效1000元=130200元八、效果巩固经公司主管部门批准，我们将钢丝绳放绳器设计资料、使