QC成果-降低ZL50装载机变速箱前后输出法兰总成的故障率

1,活动主题,降低ZL50装载机行星式变速箱前后输出法兰总成的故障率,发表人：徐东云,2010年6月,2,企业介绍,徐工科技是全国最大的工程机械集团徐工集团的支柱主机厂,是集研究、开发、制造压实机械、铲运机械、路面机械、拌和机械等工程设备于一体的专业化企业,年产量近两万台。公司一直秉持“严格、踏实、上进、创新”的企业精神,“认真、踏实、扎实、落实”的工作作风，长期贯彻执行“先进可靠的设计、一丝不苟的制造、及时有效的服务、永无止境的追求”的质量方针，全力打造具有持续竞争力的国际知名企业。“徐工”牌装载机于2004年被评为“中国名牌产品”称号。,3,小组简介,传动技术研究所“求真”QC小组是由技术中心和零部件分厂领导、变速箱产品主管、骨干设计师等人员组成，其宗旨就是在主管部门的领导下,结合ZL50变速箱内外部的故障反馈点及反馈率，深入市场、生产现场一线,解决常见和多发问题，进行专项质量攻关，有效提高变速箱质量的可靠性、性能及生产效率，稳步推进产品的创新与完善。,小组成员通过2009年QC活动的开展,增强了解决实际问题的能力与信心。由于QC成果卓有成效，获得了“2009年度全国机械工业QC成果一等奖”证书。我们小组的口号是：求真务实、追求创新。,4,变速箱输出法兰总成简介-1,后输出法兰总成,输出齿轮,组合油封,前输出法兰总成,连接前传动轴,连接后传动轴,1、功用:装载机传递扭矩与调节转速的连接机构,2、相关安装连接件:变速箱箱体、前传动轴、后传动轴,3、在ZL50变速箱中的位置：装配于变速箱箱体最底端,5,变速箱输出法兰总成简介-2,压紧螺栓,前法兰,油封座组件,输出轴,轴承,后输出法兰总成,前输出法兰总成,密封圈,压板,压紧螺栓,前后法兰总成组装结构一致,锁片,后法兰,油封,6,一、QC小组及成员简介,小组名称：徐工科技传动技术研究所“求真”QC小组注册编号：YJY01-2008成立时间：2008年4月小组类型：攻关型活动时间：2009年4月2010年3月注册日期：2008年4月17日课题名称：降低ZL50装载机行星式变速箱前后输出法兰总成的故障率,7,二、活动计划安排表(),制表人：徐东云计划编制日期：09.4.15实施完成日期：2010.3.31,程序,项目,计划,实施,8,三、选择课题理由,9,四、现状调查-1,ZL50箱前后输出法兰总成的典型故障列表(公司服务部信息),统计人：张爱霞日期：09.4.24,10,四、现状调查-2,2008.10月-2009.3月ZL50箱前后输出法兰总成的具体外反馈率表(按次数统计),统计人：张爱霞日期：09.4.25,11,四、现状调查-3,2008.10月-2009.3月ZL50箱前后输出法兰总成的外反馈率柱状图,制图人：马士剑日期：09.5.8,0810,0811,0812,0901,反馈率,统计周期/月,0902,0903,12,四、现状调查-4,2008.10月-2009.3月ZL50箱前后输出法兰总成的故障频数调查统计表,制表人：徐东云日期：09.5.22,13,四、现状调查-5,前后输出法兰总成外反馈累积频数统计表,制表人：徐东云日期：09.5.22,14,四、现状调查-6,制图人：张爱霞日期：09.5.25,为了更直观地表达出前后输出法兰总成各质量问题的重要度，小组成员把反馈的质量问题进行了“饼分图”处理，分析如下：,前后压紧螺栓松动断裂是法兰总成的主要反馈，占所有质量问题的80%,15,四、现状调查-7,根据调查的故障累积频数排列统计结果(关键项次为第1项),我们确定目标,制表人：徐东云日期：09.5.27,16,五、确定目标,前后输出法兰总成攻关目标图,39.7,10.0%,负责人：殷琳日期：09.5.30,2008.10-2009.3月ZL50箱前后输出法兰总成的平均反馈率为39.7%，其中12月份输出法兰的平均反馈率竟高达50.4%。经现状调查后，小组着力解决第1项反馈，理论上可将反馈率降低至7.82%，7.82%10%，目标可以实现。,目标确定,17,六、原因分析-1,引起螺栓松动的轴向力,法兰相关件轴向尺寸链,装配检控与技术文件的规范,密封圈压紧后一直顶着压板,压板与法兰面压合量,密封槽结构与尺寸不合理,输出轴端经常顶着压板,间隙引起轴向力,螺栓持续受大轴向力,轴向尺寸链不尽合理,压板外径偏小,制图人：徐东云日期：09.6.3,螺栓断裂,螺栓松动或螺纹孔口无倒角,轴向力分布较集中,压紧螺栓松动断裂,小组成员利用“树图分析法”对第1项外反馈进行原因分析,螺栓自身的防松性能,效果不佳,粗牙结构螺栓防松系数略低,螺纹被破坏或螺栓松动后受剪扭断,装配关键要素未细化,拧紧力矩、锁片及紧固胶等要求规范不明确,未严格按图纸工艺要求,装配工不熟悉,人员培训不够,法兰相关件组装后同轴度低,无专用装配工具,装配设备不能满足要求,18,六、原因分析-2,据以上分析共排查出8项末端因素：,制表人：徐东云日期：09.6.29,19,七、要因确认-1,非要因,调查确认：从事前后输出法兰总成装配的操作者培训经历如右表所示：按公司标准,成绩均为优秀。调查发现培训是满足岗位需求的。确定为非要因。,1、人员培训不够,确认人：王广敏日期：09.7.3,20,七、要因确认-2,调查确认：装配蓝图和装配工位区域牌上均无压紧螺栓M10的拧紧力矩与紧固胶涂抹量化值，机械防松锁片的翻边要求等，因而造成装配现场不同的装配工组装后产生质量差异和波动，确定为要因。右图为工位区域标牌。,2、拧紧力矩、锁片、紧固胶等装配要求规范不明确,确认人：徐东云日期：09.7.4,要因,21,七、要因确认-3,非要因,调查确认：装配现场测量仪器齐备、各种装配专用工具(见右表)齐全，能够保证输出轴与前后输出法兰总成相关件之间的同轴度、跳动度等装配工艺要求。确定为非要因。,3、无专用装配工具,确认人：王广敏日期：09.7.8,22,七、要因确认-4,调查确认：通过轴向尺寸链的核算表明：法兰组件装配后，轴端面与法兰压板面之间的间隙名义尺寸为0.5mm,公差控制后为0.6-09mm,实际装配后间隙通常消失,甚至为负值,导致螺栓轴向力增大,为要因。核算结果见右图。,4、轴向尺寸链不尽合理,确认人：张爱霞日期：09.7.11,要因,间隙值,23,七、要因确认-5,5、密封槽结构与尺寸不合理,确认人：徐东云日期：09.7.11,调查确认：通过密封圈槽轴向尺寸与密封圈截径大小的比较表明：法兰组件装配后，密封圈高于法兰压板面1mm;同时通过比较发现密封圈截面面积大于沟槽面积,沟槽结构与尺寸设计不合理,导致螺栓轴向力增大,为要因。核算结果见右图。,要因,自然状态下,密封圈高于压板面,密封圈封闭沟槽截面积S1=24.7；密封圈圆截面面积S2=30.3S1/S2=0.815不合理,法兰,压板,24,七、要因确认-6,调查确认：通过国内外几种类似密封紧固结构的变速箱对比分析表明：盖板与法兰单边压合量偏小(国外一般大于为8mm)，导致轴向力分布较集中。确定为要因。见右图。,6、压板外径偏小,确认人：徐东云日期：09.7.15,压板与法兰单边压合量偏小,压板外径偏小,法兰,要因,压板,25,七、要因确认-7,7、粗牙结构螺栓防松系数略低,确认人：张爱霞日期：09.7.17,调查确认：通过查询机械设计：螺栓摩擦防松是使拧紧的螺纹间不因外载荷变化失去压力，始终有摩擦阻力防止联接松脱，粗牙结构螺栓能适应冲击和振动比较剧烈的场合和工况。为非要因。,非要因,粗牙结构的牙型角度和有效牙型数量致使摩擦阻力相对较小,从而防松系数略低,但一般重载工况能满足要求,M10X30-10.9,26,七、要因确认-8,8、螺纹孔口无倒角,确认人：马士剑日期：09.7.25,要因,调查确认：装配蓝图和装配作业指导书上均无输出轴螺纹孔口倒角的要求，因而造成装配时螺栓螺纹有时被刮伤，影响其防松能力，产生松动断裂的隐患。确定为要因。,市场退回箱发现孔口无倒角,装配时损伤的螺纹,27,压紧螺栓松动断裂的五个主要要因,七、要因确认-9,拧紧力矩、锁片及紧固胶等装配要求规范不明确,轴向尺寸链不尽合理,密封槽结构与尺寸不合理,螺纹孔口无倒角,确认人：徐东云日期：09.7.28,压板外径偏小,28,八、制定对策,制表人：小组全体人员日期：09.7.29,29,九、对策实施-1,实施人：徐东云日期：09.8.4,明确拧紧力矩数值，规范紧固胶要求与锁片翻边方法,1.规范紧固胶的涂抹,2.明确螺纹拧紧力矩,3.规定锁片防松方式,技术通知,30,九、对策实施-2,实施人：张爱霞日期：09.8.18,调整轴向尺寸链,调整输出轴尺寸及公差,优化为间隙1.3-1.6mm,31,九、对策实施-3,实施人：徐东云日期：09.8.18,优化密封槽结构与尺寸,优化后的法兰沟槽结构,密封圈封闭沟槽优化截面面积S1=39.6；密封圈圆截面面积S2=30.3S1/S2=1.31很合理,优化后的输出轴沟槽结构与尺寸,自然状态下密封圈低于压板面,32,九、对策实施-4,实施人：张爱霞日期：09.8.18,加大压板外径,增大压板与法兰单边压合量,加大压板外径,压板,同时加大倒角便于规范锁片翻边紧固,33,九、对策实施-5,实施人：马士剑日期：09.8.18,增加合适的倒角,增加合适倒角尺寸避免螺纹损伤,34,十、效果验证-1,2009.10-2010.2月ZL50箱前后输出法兰总成质量问题外反馈调查表,制表人：徐东云日期：10.4.2,35,十、效果验证-2,6.40%,制图人：徐东云日期：10.4.2,39.7,10.0,36,十、效果验证-3,经过此次QC活动小组的攻关,ZL50箱前后输出法兰总成的外反馈率从攻关前的39.7%降至攻关后的6.40%，超出目标值10.0%,攻关效果良好,提高了变速箱的可靠性,延长了其使用寿命。经统计09年10月至2010年2月经攻关后销售至市场的2085台箱,按每台箱平均更换法兰总成相关件的服务费用1200元计算,另扣除改进所增加的成本5元/台，则本次活动产生的直接经济效益为：2085(39.7%6.40%)1200-2085X5=82.27万元。,经济效益,自2009.8.28优化改进并实施装机形成销售以来,市场反馈率大幅度降低,社会效益十分明显,使徐工产品更进一步地赢取了用户信任,对提高产品市场占有率有很强地推动作用；同时本次活动的圆满成功,进一步增强了小组的凝聚力和战斗力,为小组今后开展QC活动树立了必胜的决心和信心。,无形效益,37,十一、巩固措施,文件名称：技术通知编号：CYTZ25-2009内容：关于规范2BS315A系列变速箱输出轴总成装配要求及