鐵路局工務(wù)段高鐵道岔輥輪高度檢查尺的研制成果匯報(bào)

道岔輥輪高度檢查尺的研制高速鐵路introduction設(shè)備概況：XX鐵路局工務(wù)段管內(nèi)XX客專營業(yè)長度402km，延展長度正線804km，站線28km。車站7個(gè)，道岔118組（18#道岔92組，其它道岔26組）。前言

道岔輥輪檢修劃歸工務(wù)段管理，因涉及道岔轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，其一直是工、電結(jié)合部整治的焦點(diǎn)，《高速鐵路無砟軌道維修規(guī)則（試行）》中附表2-2第16條要求尖軌軌底和輥輪及滑床臺(tái)間隙，使用專用工具進(jìn)行檢測(cè)，國內(nèi)實(shí)際并無專用檢測(cè)工具。高速鐵路道岔輥輪高度檢查尺能夠填補(bǔ)國內(nèi)尚無輥輪高度專用檢測(cè)工具的空白，并在相同原理的情況下，實(shí)現(xiàn)了諸如：心軌降低值、護(hù)軌高度、鋼軌表面凹坑等的檢測(cè)。寶橋客專（07）009客專（08）016GLC（07）02WGLC（07）02山橋目錄5對(duì)策實(shí)施7標(biāo)準(zhǔn)化6確認(rèn)效果8總結(jié)和下一步打算1選擇課題2設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析3提出方案并確定最佳方案4制訂對(duì)策01選擇課題輥輪高度不良可能導(dǎo)致道岔轉(zhuǎn)換阻力增大或造成道岔卡阻，耽誤高鐵行車。道岔輥輪高度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1～3mm，置于地面高度約50mm處，每月檢查一遍，檢測(cè)頻率高，工作量大。輥輪支架及固定螺栓存在高出滑床板的現(xiàn)狀，目前通過利用兩個(gè)鋼板尺相互垂直的原理檢測(cè)。introduction高速鐵路道岔輥輪：是一種安裝在滑床板上用于減小道岔轉(zhuǎn)換阻力的構(gòu)件由于鋼板尺撓度、垂直度及人為操作原因，檢測(cè)平均誤差±0.73mm圖1檢測(cè)輥輪高度圖（一）提出問題(1)使用鋼板尺檢查精度差(2)測(cè)量時(shí)人員目視誤差大(3)測(cè)量時(shí)不便于操作2.存在的主要問題3.可解借鑒其他行業(yè)現(xiàn)狀(1)游標(biāo)卡尺精度大于0.2mm(2)數(shù)顯游標(biāo)卡尺讀數(shù)更方便(3)輪胎花紋深度的檢測(cè)與輥輪高度檢測(cè)原理相同，是改造的理想模型(4)工業(yè)治具能夠快速輔助測(cè)量(三）課題查新(二）明確課題需求與目的1.課題需求提高輥輪高度檢測(cè)精度、效率。2.課題目的小組想通過研制一種高速鐵路道岔輥輪高度檢查尺，提升輥輪高度檢查效率、精度。小組對(duì)輥輪高度檢查尺產(chǎn)品或文獻(xiàn)進(jìn)行查新，如下：查新關(guān)鍵詞輥輪高度檢查(三）課題查新萬方系統(tǒng)無相關(guān)專利百度無相關(guān)產(chǎn)品淘寶無相關(guān)產(chǎn)品2.查新范圍3.查新結(jié)論無相關(guān)產(chǎn)品或?qū)＠?/p>

高速鐵路道岔輥輪高度檢查尺的研制(四）確定課題(五）活動(dòng)計(jì)劃圖2小組活動(dòng)計(jì)劃計(jì)劃進(jìn)度實(shí)際進(jìn)度制作時(shí)間：2016年10月制作人：李正偉階段活動(dòng)計(jì)劃時(shí)間10月11月12月1月2月3月P選擇課題設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析提出各種方案并確定最佳方案制訂對(duì)策D對(duì)策實(shí)施C檢查效果標(biāo)準(zhǔn)化A總結(jié)和下一步打算02設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)可行性分析二、設(shè)定目標(biāo)（一）定性目標(biāo)檢查尺能夠快速、準(zhǔn)確測(cè)量輥輪高度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。為準(zhǔn)確掌握誤差與效率情況，現(xiàn)場采集200組（選取10處輥輪、4個(gè)人，每人對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)5次）檢查記錄分類匯總后見表2，整理繪制排列圖見圖3、圖4。（二）現(xiàn)狀量化——詳情請(qǐng)見以下圖片：圖3、圖4——時(shí)間

精度（s）

（mm）-1.5-1.3-1-0.7-0.5-0.300.30.50.711.31.5105

11

6

5

12

7

5

613

14

46

7

14

16

5

6

415

13

106

16

10

5

6

4

17

8

47

218

7

319

59

320

2表2輥輪檢測(cè)時(shí)間、精度分類匯總表由圖3、圖4可知：2.輥輪高度檢測(cè)精度-0.7～1.5mm，占74%，平均誤差±0.73mm。1.輥輪高度檢測(cè)時(shí)間13-17秒，占85%，平均14.79秒。圖3檢測(cè)時(shí)間頻率分布圖圖4檢測(cè)精度頻率分布圖(三)目標(biāo)確定目標(biāo)值：輥輪高度檢查精度達(dá)到±0.1mm，檢測(cè)效率提升至5s以內(nèi)。實(shí)施前、目標(biāo)值對(duì)比柱狀圖見圖5圖5實(shí)施前、目標(biāo)值對(duì)比柱狀圖制作時(shí)間：2016年10月制作人：王榮德(四)目標(biāo)可行性分析1.理論可行性分析2.能力、資源可行性分析小組成員有產(chǎn)品、構(gòu)筑物圖紙?jiān)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有充足的資金支持，能夠保障項(xiàng)目開展。圖6目標(biāo)可行性分析箭條圖注：2012-2013年組長李正偉在蘇州某加工廠工作，了解工業(yè)治具用法和精度。制作時(shí)間：2016年10月制作人：孫小旭檢查精度達(dá)到0.1mm檢查效率達(dá)到5s以內(nèi)有無專用工具滿足需求研發(fā)新工具有無可借鑒思路、原理、產(chǎn)品游標(biāo)卡尺精度滿足需求工業(yè)治具檢測(cè)快速數(shù)顯游標(biāo)卡尺分辨率0.01mm精度大于0.05mm檢測(cè)時(shí)間平均3s數(shù)顯游標(biāo)卡尺分辨率0.01mm精度大于0.05mm檢測(cè)時(shí)間平均3s是否需要改良或再次開發(fā)改良或開發(fā)后能否達(dá)到目標(biāo)方案可行性判斷可行NOYESYES03提出方案并確定最佳方案序號(hào)步驟方案1名稱：定制專用游標(biāo)卡尺方案2名稱：定制檢查板1借鑒點(diǎn)數(shù)顯游標(biāo)卡尺有精度高于0.1mm且讀數(shù)方便；工業(yè)治具能夠快速輔助測(cè)量；2要求與措施游標(biāo)卡尺有擴(kuò)展孔，定制支架，保證測(cè)針?biāo)怪?，平面水平，加裝水平檢測(cè)裝置；定制專用檢查板，精度達(dá)到0.05mm，保證平面水平，利用塞尺作為輔助工具，加裝水平檢測(cè)裝置；3圖紙?jiān)O(shè)計(jì)4生產(chǎn)問題定制游標(biāo)卡尺、定制支架，在游標(biāo)卡尺與支架上打同心孔，生產(chǎn)簡單；定制檢查板，精度控制0.05mm，需生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)較好，生產(chǎn)門檻高；5鑒定與維修有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行鑒定；

維修方便，可替換相關(guān)部件；無技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，僅能進(jìn)行測(cè)量；

無法維修，磨耗無法控制，要定期更換；6成本分析成本適中，2000元；成本低，500元；7檢測(cè)精度能夠長期保持；因磨耗無法保持；8檢測(cè)效率分析檢測(cè)效率較高，3-5s；因需配合塞尺檢測(cè)，檢測(cè)效率適中，3-7s；運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”提出了輥輪高度檢查工具的各種方案，根據(jù)預(yù)期步驟進(jìn)行分析，如表3所示：三、提出方案并確定最佳方案(一)提出并選出最佳方案定制專用游標(biāo)卡尺定制檢查板表2提出方案【方案一】定制專用游標(biāo)卡尺【方案二】定制檢查板單擊此處返回表格表4方案綜合評(píng)價(jià)表序號(hào)評(píng)價(jià)值表示評(píng)價(jià)內(nèi)容

◎○1有效性預(yù)計(jì)有效性達(dá)100%能解決90%問題2可實(shí)施性代加工精度要求低于0.05mm代加工精度要求高于0.05mm3經(jīng)濟(jì)性樣品制造成本1000元以內(nèi)樣品制造成本大于1000元4可靠性標(biāo)定精度不需在固定場所標(biāo)定精度需在固定場所5時(shí)間性實(shí)施用時(shí)1個(gè)月以內(nèi)實(shí)施用時(shí)1-3個(gè)月表5方案評(píng)價(jià)選擇表序號(hào)方案名稱評(píng)價(jià)綜合得分選定最佳方案有效性可實(shí)施性經(jīng)濟(jì)性可靠性時(shí)間性1定制專用游標(biāo)卡尺◎◎○◎○40★2定制檢查板◎○◎○○35

注：◎表示10分；○表示5分

制作時(shí)間：2016年10月制作人：孫小旭經(jīng)小組研究決定，按照表4對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)選擇(二)最佳方案分解經(jīng)上述分析及小組成員討論，輥輪高度檢查工具應(yīng)具備以下特點(diǎn)：1.數(shù)顯游標(biāo)卡尺具備置零功能；2.數(shù)顯游標(biāo)卡尺底座具備可用于固定的通孔；3.數(shù)顯游標(biāo)卡尺具備不小于Ф2mm面積的測(cè)針；4.支架具備水準(zhǔn)測(cè)量部件；5.支架底部具備可使輥輪高出支架底部的凹槽。因此，最佳方案的分解樹圖如下：制作時(shí)間：2016年10月制作人：王榮德輥輪高度檢查工具支架數(shù)顯游標(biāo)卡尺支架底部有凹槽水準(zhǔn)測(cè)量部件測(cè)針不小于Ф2mm可用于固定的通孔置零功能經(jīng)小組評(píng)價(jià)選擇，決定此次QC課題總體方案為：定制專用游標(biāo)卡尺方案04制定對(duì)策(一)為盡快完成輥輪高度檢查工具的制作應(yīng)用，利用箭條圖發(fā)合理安排制作流程，見圖8：圖8制作流程箭條圖制作時(shí)間：2016年10月制作人：孫小旭四、制定對(duì)策表序號(hào)對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)負(fù)責(zé)人完成時(shí)間1參考已有游標(biāo)卡尺精度達(dá)到0.1mm尋找精度滿足要求的游標(biāo)卡尺工作室張立彬2016.112確定尺子尺寸尺子便攜，精度達(dá)到0.1mm調(diào)查尺子應(yīng)具備的尺寸工作室張志輝2016.113選擇水準(zhǔn)測(cè)量部件確保檢測(cè)面水平支架上加裝水準(zhǔn)氣泡工作室張志輝2016.114選擇測(cè)針測(cè)針剛性良好采用φ≥2mm不銹鋼工作室張志輝2016.115確定尺子結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)尺身堅(jiān)固，便于加工，精度達(dá)到0.1mm采用不銹鋼或鋁合金材質(zhì)工作室張志輝2016.116繪制支架設(shè)計(jì)圖尺寸精確繪制CAD設(shè)計(jì)圖工作室李正偉2016.117尋找生產(chǎn)合作伙伴尋找價(jià)格、效率、精度均優(yōu)良的廠家開展合作尋找3家滿足加工精度的生產(chǎn)廠家，對(duì)比生產(chǎn)效率和價(jià)格，確定合作廠家工作室李正偉2016.118產(chǎn)品打樣：加工支架測(cè)量簡易、方便尋找專業(yè)生產(chǎn)廠家加工符合精度要求的卡尺加工廠李正偉2016.119產(chǎn)品打樣：加工游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)間＜5s采用數(shù)顯讀數(shù)的游標(biāo)卡尺加工廠李正偉2016.1110樣品測(cè)試樣品達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)固、便攜、美觀現(xiàn)場檢測(cè)200組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，同時(shí)征求使用意見，若不滿足提出改進(jìn)意見，組織改進(jìn)。道岔現(xiàn)場王榮德

朱

銀

李正偉2016.12(二)根據(jù)確定的最佳方案和箭條圖，制定對(duì)策表，見表6：制作時(shí)間：2016年10月制作人：王榮德05對(duì)策實(shí)施五、按對(duì)策表實(shí)施（一）參考已有游標(biāo)卡尺圖9數(shù)顯高度尺圖10數(shù)顯深度尺(二)確定尺子尺寸和選擇部件圖11【客專(07)009】輥輪尺寸圖12【GLC(07)02W】輥輪尺寸根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，支架長度尺寸不宜小于240mm，考慮握持感，其寬度宜為20mm。

1.調(diào)查輥輪及支架尺寸水準(zhǔn)測(cè)量部件的本著造價(jià)低廉、可視面積較大以及參考1級(jí)軌距尺水準(zhǔn)氣泡的原則，選擇水準(zhǔn)氣泡，常見水準(zhǔn)氣泡有2類，一類為盤型氣泡，可檢測(cè)各個(gè)偏向，一類為“一”字型氣泡，僅能檢測(cè)兩個(gè)方向偏向，考慮到僅檢測(cè)支架是否水平的使用目標(biāo)，選用“一”字型氣泡。2.選擇測(cè)量部件圖13圓柱形φ9×40mm氣泡常見“一”字型氣泡有2種，一種為圓柱形，其規(guī)格為Ф9×40mm，一種為長方體型，其規(guī)格為10×10×29mm，考慮到圓柱形可視面積更大，便于觀察，選擇圓柱形Ф9×40mm氣泡如圖13：根據(jù)圖11、圖12，檢測(cè)面積不宜小于8mm，根據(jù)表5，測(cè)針不宜小于Ф2mm，經(jīng)與生產(chǎn)廠家溝通，確定測(cè)針選用Ф4mm，測(cè)頭采用Ф8mm盤型測(cè)頭，同時(shí)考慮到檢測(cè)尺在測(cè)量鋼軌表面凹坑的工況下，需使用檢測(cè)頭進(jìn)行檢測(cè)，故同步制作檢測(cè)頭，為便于加工測(cè)頭處采用絲扣連接。。3.確定尺子尺寸及結(jié)構(gòu)圖11【客專(07)009】輥輪尺寸根據(jù)耐用性需求，尺子測(cè)針采用不銹鋼材料，考慮到輕便性支架采用鋁合金材質(zhì)。圖12【GLC(07)02W】輥輪尺寸(三)繪制設(shè)計(jì)圖

1.繪制游標(biāo)卡尺設(shè)計(jì)圖圖14游標(biāo)卡尺設(shè)計(jì)圖尺子基座橫向設(shè)置兩個(gè)通孔便于固定，并同步設(shè)計(jì)測(cè)桿、測(cè)頭以及測(cè)桿與測(cè)頭的絲扣連接部分。2.繪制支架設(shè)計(jì)圖支架上部預(yù)留氣泡內(nèi)嵌凹槽，尺身位置設(shè)縱向通槽，用于固定尺子基座，尺身中部預(yù)留3個(gè)通孔，用于變換尺子位置，支架表面前后各設(shè)置標(biāo)記4處便于檢測(cè)人員確認(rèn)支架位置。圖15支架設(shè)計(jì)圖

3.繪制目標(biāo)效果圖圖16目標(biāo)效果圖制作時(shí)間：2016年10月制作人：李正偉序號(hào)廠址所在地評(píng)價(jià)綜合得分選定最佳代工廠加工精度加工經(jīng)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性加工時(shí)間1廣州1◎◎△△12

2廣州2○◎○△15

3桂林◎◎○◎17★4浙江○○◎◎10

注：◎表示5分；○表示3分；△表示1分。

制作時(shí)間：2016年10月制作人：孫小旭序號(hào)評(píng)價(jià)內(nèi)容

評(píng)價(jià)值表示◎○△1加工精度±0.02mm以內(nèi)±0.0mm5以內(nèi)大于±0.05mm2加工經(jīng)驗(yàn)有3款以上游標(biāo)卡尺制造經(jīng)驗(yàn)有1款以上游標(biāo)卡尺制造經(jīng)驗(yàn)無游標(biāo)卡尺制造經(jīng)驗(yàn)3經(jīng)濟(jì)性費(fèi)用最高費(fèi)用介于最高與最低之間費(fèi)用最低4加工時(shí)間1個(gè)月以內(nèi)1-3個(gè)月3個(gè)月以上(三)尋找合作伙伴小組成員通過百度、淘寶等網(wǎng)站，通過電話溝通，尋找到代工生產(chǎn)廠家4個(gè)，咨詢后統(tǒng)計(jì)分析見表7，表8為評(píng)分依據(jù)表8代工方案評(píng)價(jià)選擇表表7代工方案綜合評(píng)價(jià)表

(四)樣品測(cè)試圖17現(xiàn)場測(cè)試照片圖18樣品改造照片經(jīng)小組現(xiàn)場測(cè)試，樣品滿足技術(shù)要求，但因設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到倒角、聯(lián)結(jié)螺栓過長，產(chǎn)品美觀性不足，小組協(xié)調(diào)廠家對(duì)局部改造，見圖18：06效果檢查六、效果檢查(一)輥輪高度檢查方式對(duì)比圖19活動(dòng)前、后檢測(cè)方法(二)量化目標(biāo)檢查輥輪高度檢查尺研制完成后，試產(chǎn)20把，在2個(gè)車間、7個(gè)班組進(jìn)行配備，用于檢測(cè)63組道岔輥輪高度，自2017年1月至2017年2月的2個(gè)月內(nèi)，再未出現(xiàn)過輥輪高度不良的問題。經(jīng)過小組活動(dòng)及對(duì)策實(shí)施后，同樣的，我們利用輥輪高度檢查尺檢測(cè)200組數(shù)據(jù)，平均檢測(cè)精度達(dá)到±0.05mm，平均單個(gè)輥輪檢測(cè)時(shí)間降低至4.73s，對(duì)比設(shè)定的目標(biāo)值平均檢測(cè)精度±0.1mm、平均檢測(cè)時(shí)間5s，達(dá)到了課題目標(biāo)（見表9）。表9實(shí)施后對(duì)照表序號(hào)階段名稱檢查頻數(shù)平均檢測(cè)精度檢測(cè)時(shí)間1目標(biāo)值-±0.1mm5s2實(shí)施前200±0.73mm1