轻型可拆卸式防护箱的研制2

/轻型可拆卸式防护箱的研制发布单位：XX小组名称：XXQC小组发布人：XX发布日期：2013.3目录一、小组概况……………1二、设备概况……………2三、选题理由……………3四、设定目标……………5五、提出方案并确定最佳方案…………6六、制定对策………..…12七、对策实施……….…13八、效果检查………….18九、标准化……….……20十、总结和今后打算…………………21一、小组概况XXXXQC小组成立于2012年1月，注册编号为SBZL2012-01，小组成员10人，人均受QC教育时间为80小时，出勤率为100%。表1：小组概况小组名称管道一公司XXQC小组类别创新型成立日期2012注册编号SBZL2012-01课题名称轻型可拆卸式防护箱的研制人均QC教育课时80活动时间2012年2出勤率100%成果指导那娜小组成员序号姓名性别年龄岗位职务文化程度小组分工1XX男43副主任本科管理实施2XX男29技术员大专设计实施3XX女39设备员大专管理实施4XX男35设备员本科设计实施5XX女29办事员本科管理实施6XX男41设备员大专现场试验7XX女30安全员本科安全监督8XX男40材料员大专材料购置9XX女50统计大专管理实施10XX男30统计本科管理实施二、设备概况目前管道施工地点沿途多为山间水田，山区林地和峡谷，施工作业全部为沟下焊接作业，具有施工难度大、危险系数高等特点。沟下焊接作业，存在滚石、塌方等安全隐患。2011年12月17日管道局下发了《关于沟下作业必须使用防护箱的紧急通知》（管道安〔2011〕44号），明确要求凡是进行沟下作业，必须无条件的使用防护箱。经施工现场的实践验证，防护箱起到了良好的防护效果。三、选题理由(一)问题的提出(1)目前各个施工现场的防护箱箱体笨重，主体采用焊接方式连接，不可拆卸.在焊接组对作业时，焊接车随车吊不能将防护箱吊起，需要其他设备配合吊放，严重影响施工速度。(2)大多数防护箱只能适用于一种口径的管道施工，不同管径的钢管需要制作不同尺寸的防护箱，增加了施工成本。(3)部分防护箱是由施工机组人员自行制作，尺寸、规格和材料各不相同，不利于机组的标准化建设。(4)施工机组使用的部分防护箱使用承重力不强的角铁作为支撑，起不到防塌方作用，安全性能差。(二)在用防护箱功能缺陷调研分析2012年2月15日-22日，QC小组成员对公司兰成中贵、广南支干线、中缅国内三个施工项目10个机组的100名一线员工进行问卷调研，对防护箱的功能需求情况进行进行分类汇总，见表1。功能功能说明主体可拆卸方便运输、保管整体重量<=850kg焊接车随车吊最大工作幅度额定起重850KG零配件可通用方便维修尺寸可调节可用于不同口径钢管施工规格一致标准化建设可观察箱内状况便于作业人员沟通项目名称机组名称调查人数防护箱应具有功能主体可拆卸整体重量9零配件可通用尺寸可调规格一致可观察箱内状况兰成中贵CPP10110763947兰成中贵CPP10410672835兰成中贵CPP10510674856中缅国内CPP10610895745中缅国内CPP12610461846中缅国内CPP12710583835中缅国内CPP10710874957广南支干线CPP11710693746广南支干线CPP11810775935广南支干线CPP11910763737合计100647233803859表-1防护箱功能调研统计表图-1依据调研表画出柱形图从柱形图中可以看出，研制一种轻型可拆卸、尺寸可调的防护箱是多数机组的需求。经过大家分析讨论后决定开展QC活动，确定将“轻型可拆卸式防护箱的研制”作为本次QC活动课题。四、设定目标(一)、目标值的确定研制出一种新型防护箱，要求：（1）防护箱整体重量小于850kg;（2）防护箱可用于2种管径的管道施工。（二）、目标的可行性分析1、目标值合理性分析（1）为保证焊接流水组对作业过程中移动电站能够将防护箱吊起，小组成员查阅了公司在用移动电站随车起重机的技术参数，见下表移动电站随车起重机起重能力表移动电站型号起重机型号技术参数YZDA-100YZDZ-80SQ3.2SC1Q工作幅度（米）2.13.255.35额定起重（公斤）32001850950HY-100SQ3SD2T工作幅度（米）2.13.55.6额定起重（公斤）30001750850通过数据分析，防护箱重量小于850kg可保证在用移动电站随车起重机在最大工作幅度时将防护箱吊起，目标值设置可行。（2）通过前期调研，施工机组要求防护箱的功能不能局限于一种管径的管道施工。因此，可用于2种管径的目标值设置是可行的。2、课题实施的有利条件序号问题方面有利条件1支持保障公司领导高度重视，中心有试验经费，专款专用2技术保障小组配备专业技术人员，经验丰富，技术水平高3试验保障中心有试验场地，通过沟通，可在前线施工现场试验综上所述，本小组有信心完成设定目标。五、提出方案并确定最佳方案因为没有可以借鉴的成熟的资料和信息，QC小组召开会议，并运用“头脑风暴法”，根据我们对防护箱的材料选择、结构组成、尺寸调节方法的选择和目标值，制作方案并绘制了设计制作图，并采用实地试验的方法进行方案分析。新型防护箱新型防护箱研制方案主体结构采用钢管主体结构采用铝合金管主体由三部分组成主体由四部分组成通过改变固定螺栓位置调节通过改变A字支撑梁尺寸调节顶棚侧面支架及折叠门（左）侧面支架及折叠门（右）顶棚侧面支架（左侧）侧面支架（右侧）成A字支撑梁材料选择主体结构尺寸调节方式（一）新型防护箱材料选择试验分析经市场调查，选择钢材、高强度铝合金作为防护箱主体结构材料。新型防护箱方案新型防护箱方案主体结构采用钢管主体结构采用铝合金管图-2图-3新型防箱结构图1.主体结构采用钢材的试验分析试验测算特点分析结论1.按设计结构图进行重量分析①顶棚框架4根80×80×6mm方管（13.85kg/m）(2.4x2+2.1x2)x13.85=124.65kg②左、右两侧支架立柱4根∮76×4mm圆管（7.53kg/m）(2+2)x2x7.53=60.24kg③左右两侧支架横梁6根圆管∮65×3.75（6.63kg/m）(2+2+1.3)x2x6.63=67kg④折叠门框架16根圆管∮65×3.75（6.63kg/m）4.6x4x6.63=173.4⑤其他=150kg⑥防护箱总重=575.29kg1.结构刚性好，抗冲击能力强2.箱体重量较重3.制作简单，造价较低4.制作成本低重量能满足目标值要求，制作简单，结构牢固，易批量生产，具有价格优势，可采用表-22.主体结构采用高强度铝合金的试验分析试验测算特点分析结论1.按设计结构图进行重量分析①顶棚框架4根80×80×5mm方管（4.13kg(2.4x2+2.1x2)x4.13=37.17②左、右两侧支架立柱4根∮76×4mm圆管（2.28kg/m(2+2)x2x2.28=18.24③左右两侧支架横梁6根圆管∮65×3.75（2.06kg/m(2+2+1.3)x2x2.06=20.66④折叠门框架16根圆管∮65×3.75（2.06kg/m4.6x4x2.06=37.9⑤其他=90kg⑥防护箱总重=203.97kg1.结构刚性一般，抗冲击能力弱2.箱体重量轻3.需专业焊接技术人员协作，制作难度较大4.制作成本高重量能满足目标值要求，造价高，制作难度较大，不适合批量生产不采用表-3结论：通过两种材料的试验对比，主体结构采用钢管在制作和价格上更具有优势，为此我们把此方案作为可行方案。（二）新型防护箱主体结构形式方案选择实验分析三部分组成防护箱主体结构方案顶棚侧面支架（左侧）侧面支架（右侧）侧面支架及折叠门（右侧）顶棚侧面支架及折叠门（左侧）三部分组成防护箱主体结构方案顶棚侧面支架（左侧）侧面支架（右侧）侧面支架及折叠门（右侧）顶棚侧面支架及折叠门（左侧）四部分四部分组成A字支撑梁A字支撑梁 图-4①①③①②③ ④ ②方案一结构图方案二结构图图-4结构形式设计图方案一：①顶棚②右侧面支架及折叠门③左侧面支架及折叠门方案二：①顶棚②左侧面支架③右侧面支架④A字支撑梁新型防护箱主体结构分四部分的试验分析试验分析特点分析结论1.制作防护箱，进行实地试验2.防护箱尺寸2.6m×2.1m×2.4m3.A字支撑梁长2.44m,宽0.9m4.侧面支架、顶棚、A字梁采用螺栓固定连接5.防护箱整体重量为637KG6.组装时间10分25秒，需移动电站随车吊配合，3人完成。优点：1.可拆卸2.制作简单、安装快捷3.重量较轻，运输保管方便缺点：1.防护箱内透气性能差，采光不好2.作业人员须绕过A字支撑梁进入防护箱内制作简单，使用功能存在缺陷，管沟上下作业人员不能进行进行有效沟通。不采用试验时间2012.3.7-3.8试验地点：兰成中贵项目参加试验人员：张言、XX、XX表-4新型防护箱主体结构分三部分的试验分析试验分析特点结论1.制作防护箱，进行实地试验2.防护箱尺寸2.4m×2.0m×2.4m2.左右侧面支架与顶棚间采用螺栓固定连接3.左右两侧面支架与门之间采取销轴连接，可折叠。4.侧面及顶棚采用钢板与防护网结合焊接封闭5.防护箱整体重量750kg6．组装时间7分30秒，需移动电站随车吊配合，2人完成。优点：1.可折叠、可拆卸2.制作简单、安装快捷3.重量较轻，运输保管方便缺点：1.防护箱内透气性能差制作简单，功能齐全，管沟上下作业人员能进行有效沟通。可采用试验时间2012.3.14-3.15试验地点：中缅国内项目参加试验人员：张言、XX、XX表-5结论：经过现场实地试验对比，主体结构分为三部分的设计方案更具有优势，可以完全满足机组操作人员提出的功能需求，因此，我们将此方案作为可行方案。（三）新型防护箱尺寸调节方法方案选择试验分析防护箱尺寸调节方案防护箱尺寸调节方案通过改变固定螺栓位置调节通过改变A字支撑梁尺寸调节A1A1A2A3A4B1B2B3B4图-5固定螺栓位置A1A4,为∮1219型号防护箱固定螺栓位置，前后共8枚固定螺栓将顶棚和侧面支架及折叠门连接。B1B4,为∮1016型号防护箱固定螺栓位置。方案二：将A字支撑梁尺寸缩小，左右两侧面支架向箱体中间移动，达到将∮1219型号防护箱尺寸调节为∮1016型号防护箱的目的。通过改变固定螺栓位置调节防护箱尺寸的试验分析试验测算特点分析结论通过改变8个固定螺栓位置，进行防护箱的应用尺寸调节方法简单，连接稳固，成本低廉方法简单，可达到目标值表-6通过改变A字支撑梁调节防护箱尺寸的试验分析试验测算特点分析结论通过改变A字支撑梁的大小，进行防护箱的应用尺寸调节制作简单，需要重新制作一套A字支撑梁，增加制作成本方法简单，可达到目标值，制作成本有所增加表-7结论：经过试验分析对比，方案一简单可行，在制作和价格上更具有优势，因此将方案一做为可行性方案。（五）确定最佳方案经过以上方案选择分析试验表明：1.新型防护箱采用钢材方案经济可行，满足重量要求，适于批量制作；2.新型防护箱主体结构分为顶棚、左右侧面支架及折叠门三大部分，结构稳固，形式简单，可完全满足机组操作人员提出的功能需求；3.通过改变固定螺栓位置调节防护箱型号，方法简单，可达到目标值。因此，小组成员一致通过将以下方案确定为最佳方案：新型防护箱新型防护箱防护箱采用钢材做主体结构通过改变固定螺栓位置调节尺寸主体结构分为三大部分六、制定对策表根据确定的最佳方案，我们制定了以下对策，见表8：对策表方案对策目标措施地点完成时间负责人折叠式可拆卸防护箱主体分为三部分结构简单、组装快捷、安全可靠1.设计防护箱外形尺寸2.设计防护箱主体各部分3.确定防护箱主体选用材料会议室2012.2.25QC小组全体成员主体采用螺栓连接可拆卸、但不零散可折叠、但不变形1.顶棚与左右侧面支架之间采用螺栓固定连接，实现可拆卸。2.左右侧面支架与门采用轴销连接，实现可折叠钣金车间2012.4.1张东晨徐建主体连接位置的确定同时适用于∮1016、∮1219两种口径的管道施工。1．改变固定螺栓的位置，实现尺寸可调2.绘制完成安装制作图纸钣金车间2012.4.10XX徐建安装制作连接牢固，结构稳定，功能完善1.按照设计标准安装2.对防护箱功能进行完善钣金车间2012.6.10XX张东晨表-8七、对策实施实施一：主体分三大部分根据实施对策的制定，小组对防护箱的整体结构形式进行设计确定。为保证安装快捷、安全性高、不易变形、便于运输、便于保管等，将整个防塌箱分三大部分：左右两侧面支架及折叠门、顶棚。折叠门折叠门图-6防护箱总装图（一）、制做规格1、规格型号表规格长（m）宽（m）高（m）单侧作业空间（m）重量（kg）∮10162.402.02.360.54750∮12192.402.02.360.54750表-9表中尺寸为设计尺寸，可根据现场实际使用情况进行修改；2、顶棚的4根框架（与支架相连接）为：80mm×80mm×7mm的方钢；3、支架的4根立柱（与折叠门相连接）为：Φ75mm×5mm的圆钢；4、折叠门的4根框架为：Φ65mm×5mm的圆钢；5、支架的中间横梁为：Φ65mm×5mm的圆钢；6、侧面支架及顶棚封闭钢板厚度为3mm。(二)、设计图纸图-7防护箱分解图实施结果：重量达到目标值，结构简单实施二：主体采用螺栓连接顶棚与左右两侧支架采用8枚螺栓连接，前后各4枚规格为顶棚与左右两侧支架采用8枚螺栓连接，前后各4枚规格为∮65mm×150mm主体连接图局部放大图图-8销轴连接图局部放大图图-9门与侧面支架采用销轴连接，共使用8组销轴实施结果：整体结构稳固，可折叠、可拆卸实施三：主体连接位置的确定B4B3B1B4B3B1B2AA1A2AA2A4A3图-10A1——A4为∮1219安装位置，B1——B4为∮1016安装位置实施结果：尺寸调节方法简单，防护箱型号实现由∮1219到∮1016可调，达到目标值。实施四：安装制作 现场组装组装完成拆卸存放八、效果检查1、QC小组活动前后柱状图图-112、新型防护箱可适用于∮1219、∮1016两种口径管道施工，实现目标值3、在前线施工中进行效果检验，目前已经在公司施工项目陕京三线（良西段）应用14套，前线反馈使用效果良好。现场应用4、该轻型防护箱由于采用了可拆卸结构，不但起到了防塌方作用，而且增加了以下功能：（1）防护箱主体可拆卸，左右两侧面支架可折叠；（2）侧面支架通过改进加装防护网窗口，有效地增强了管沟上下作业人员的联系沟通，并提高了箱体内部透气性和采光性。5、经过活动我们的经济效益是：（1）由于防护箱主体可拆卸，降低了运输和保管成本；老式防护箱由于不可拆卸，一台槽车最多只能运4台；新式防护箱可拆卸，1台槽车可运12台。（以公司运输处槽车为例，长12.5米，宽2.3m）车辆里程台数单价（元/吨公里）重量（公斤）运费（元）老式防护箱槽车