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、可行性性分析2、振动密实实混凝土的的原理插入式混凝凝土振动器器是通过在在浇捣混凝凝土中的高高频振动，，使混凝土土液化流动动，从而达达到浇捣混混凝土密实实的目的。。其振动频频率与振幅幅直接影响响工作效率率和振实效效果。混凝凝土振动密密实效果和和振动器的的作用范围围，取决于于混凝土的的坍落度、、振动器的的直径、振振动器的频频率与振幅幅、振动器器的重量、、振动时间间及振动烈烈度等因素素。五、可行性性分析3、影响混凝凝土密实效效果的因素素⑴振动烈烈度L是振幅A的平方和振振动频率f的立方的乘乘积，即L=A2×f3。振动烈度度越大，混混凝土的密密实效果越越好。对于于不同的振振幅和频率率，只要振振动烈度相相同，其振振实效果就就相同；⑵振动器器的作用范范围与振动动器(棒头)直径成正比比；⑶振动器器的棒头重重量越重，，其插入混混凝土中工工作时的振振幅降低越越小，其有有效振动烈烈度就大。。⑷混凝土土的密实效效果与振动动器振动烈烈度和直径径的乘积有有关，以相相同直径（（6.8cm）的传统振振动器与新新型振动器器相比，振振动频率均均为12000r/min，传统振动动器的振幅幅为1.4mm，新型振动动器的振幅幅为1.6mm，故从理论论上说，新新型振动器器的混凝土土密实效果果优于传统统振动器的的混凝土密密实效果。。六、活动过过程1、第一次PDCA循环（1）现状调查查分公司今年年从4月26日开始生产产，在生产产开始前我我们即通过过市场调查查选定了上上海伺服电电机的SZND70作为试用对对象，至4月30日与传统行行星式振动动器进行对对比试验，，每天各抽抽检2块，共各10块管片进行行检测，主主要考察了了气泡、噪噪音、抗渗渗、强度等等情况，统统计结果见见表3，其中噪音音测量值为为工作点外外5m位置处3次测定值的的平均值，，其余项按按我厂相应应管片检测测标准进行行。六、活动过过程项目气泡数量（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内置式振动动棒与行星星式振动棒棒对比试验验结果六、活动过过程噪音测定-传统振动棒棒（104.4分贝）内置式振动动棒（76.6分贝）六、活动过过程1、第一次PDCA循环（1）现状调查查通过表3可以看出，，通过初步步试验，两两者的抗渗渗性能与强强度均能满满足设计要要求，特别别是在工作作噪音方面面具备较大大优势，完完全具备替替代行星式式振动棒的的条件，但但气泡数量量相对较多多。因此我我们将气泡泡作为主要要因素进行行讨论、分分析。图4活动初期管管片气泡情情况六、活动过过程1、第一次PDCA循环（2）原因分析析图5气泡原因分分析六、活动过过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认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、活动过过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认认确认1：作业人员还还未适应新新的振动器器，操作不不当标准：经培训，100%合格实测：厂家初期来来厂虽然简简要介绍过过操作方法法，但未对对工人进行行考核，且且工人操作作还存在一一段适应期期，同时还还存在部分分操作陋习习。验证结果：：岗前培训不不是很到位位，工人不不熟练是主主要因素（（结论：要要因）。确认2：振捣时间不不足标准：表面出现浮浮浆或无较较大气泡实测：小组成员闫闫晓兵对拔拔出振动棒棒时机进行行专项检查查，发现因因工人责任任心不强导导致在仍有有大量气泡泡溢出时就就拔出振动动棒，停止止振捣的情情况时有发发生。验证结果：：振捣时间不不足导致混混凝土内残残存有大量量气泡（结结论：要因因）。六、活动过过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认认确认3：振动棒参数数设置不恰恰当，激振振力不足标准：与塌落度匹匹配实测：由小组成员员游青山与与生产厂家家联系，该该型号振动动棒主要运运用于现场场泵送混凝凝土，其塌塌落度一般般较大，流流动性好，，而管片生生产所用混混凝土塌落落度相对较较小，但该该振动器可可以通过调调整偏振子子位置，来来对激振力力和振幅进进行调整。。验证结果：：振动棒没有有针对管片片用混凝土土进行参数数优化，激激振力不足足（结论：：要因）。。六、活动过过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认认确认4：混凝土塌塌落度等参参数不稳定定，导致与与新振动棒棒不匹配标准：塌落落度稳定，，入模时为为50±20mm实测：由由小组成员员郑宇浩生生产期间对对混凝土塌塌落度进行行了抽样检检查，见表5验证结果：塌落度能满满足使用要求，，但波动较大，且大多数偏低，工况条件不是很稳定，不便于振捣质量控制（结论：要因因）。混凝土塌落度统计表时间4.264.274.284.294.30塌落度/mm3348356032六、活动过过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认认确认5：振捣点的选选择不恰当当标准：插点分布均均匀，距离离30～40cm实测：小组成员闫闫晓兵对工工人操作时时的插入点点进行了检检查，工人人能够按照照技术交底底中的插点点位置进行行振捣。验证结果：：振捣点选择择不是主要要因素（结结论：非要要因）。确认6：振动棒拔出出速度过快快标准：拔出时不形形成孔洞实测：小组成员闫闫晓兵对工工人操作时时的拔出过过程进行了了检查，存存在拔出时时混凝土内内形成孔洞洞的操作。。验证结果：：振动棒拔出出速度过快快会影响气气泡排出效效果（结论论：要因））。六、活动过过程1、第一次PDCA循环（3）要因确认认确认7：生产时气温温偏高，运运输距离长长，造成混混凝土塌落落度损失标准：入模时塌落落度为50±20mm实测：由小组成员员郑宇浩生生产期间对对混凝土塌塌落度进行行了抽样检检查，见表表5。验证结果：：塌落度能满满足使用要要求，虽偏偏小，但不不是主要因因素（结论论：非要因因）。六、活动过过程1、第一次PDCA循环（4）对策与实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、活动过过程1、第一次PDCA循环（5）实施效果果小组于6月26日～6月30日对实施后后的管片气气泡情况进进行了跟踪踪调查，抽抽检了10块管片，气气泡统计情情况见表气泡大小3～10mm10～20mm20mm以上合计气泡数量2413340六、活动过过程1、第一次PDCA循环（5）实施效果果六、活动过过程1、第一次PDCA循环（6）总结阶段段通过第一次次PDCA循环，新型型内置式高高频振动棒棒在气泡数数量、抗渗渗性能、强强度等多方方面都达到到甚至超过过原振动棒棒，并且工工作噪音降降低约25db，单根振动动棒持续生生产数量也也有明显提提升（传统统约250方，内置式式3000方），基本本已经达到到预期要求求。但在实实施过程中中，我们又又发现了一一个新的问问题，即偶偶尔内置式式振动棒在在持续工作作一段时间间后，因温温度升高激激振力会快快速降低，，待温度降降低至一定定范围后又又恢复正常常工作，一一定程度上上影响了管管片生产的的进度和质质量，对此此我们决定定进行第二二次PDCA循环。六、活动过过程2、第二次PDCA循环（1）现状调查查生产过程中中偶尔出现现内置式振振动棒在持持续工作一一段时间后后，因温度度升高激振振力会快速速降低，待待温度降低低至一定范范围后又恢恢复正常工工作的情况况，经与厂厂家了解，，这是为了了保护振动动棒中电机机在空转或或持续过长长时间工作作时不至于于因温度过过高而烧毁毁，在其内内部设置了了温度保护护器。六、活动过过程2、第二次PDCA循环（2）原因分析析六、活动过过程2、第二次PDCA循环（3）要因分析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、活动过过程2、第二次PDCA循环（4）对策与实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、活动过过程2、第二次PDCA循环（5）实施效果果小组于8月26日～8月30日，对实施施情况进行行了跟踪调调查，使用用的振动棒棒基本运转正常。。六、活动过过程2、第二次PDCA循环（6）总结阶段段通过实际情情况统计，新型内置置式振动棒棒在试用的的5个月中，能能达到传统统振动棒的的密实效果果，气泡状状况有所改改善，最早早使用的一一根振动棒棒已经累计计振捣超过过2000方（厂家确保保可振捣3000方），远大于传传统振动棒棒的250方，持续使使用状态良良好，在经经济、环保保、质量方方面均较传传统振动棒棒有一定优优势。七、活动总总效果1、通过两次次PD