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1、集中預制六角空心塊脫模設備研制目目 錄錄一、工程概況.1二、小組概況.1三、選擇課題.1四、設定目標.2五、提出各種方案并確定最佳方案.21、提出方案.22、對比分析及選定方案.33、方案實施過程中必須研究解決的問題.34、子方案分析、評價.35、確定最佳方案.4六、制定對策表.4七、按對策表實施.5八、確認效果.81、活動目標效果.82、經濟效益.93、美觀性、施工標準化程度.94、社會效益.9九、標準化.9十、總結及今后打算.101、總結.102、今后打算.101集中集中預預制六角空心制六角空心塊塊脫模脫模設備設備的研制的研制1、工程概況杭紹臺高速公路紹興金華段HST-TJ03合同段，路線2、全長7.06Km。全線設鑒湖互通一處，紹諸拼寬4km。本合同工程總造價為91111.1089萬元，工期為45個月。預制構件合計4603m3，其中六角空心塊3215 m3（換算成六角空心塊為28.9萬塊），C25砼路基邊溝蓋板475 m3，隧道電纜溝蓋板913 m3。均由杭紹臺三合同段小型構件預制中心預制。如右圖所示。小型構件預制中心布置圖 2、小組概況QC 小組概況表 表1小組名稱浙江交工金筑交通建設有限公司杭紹臺三標項目部 QC小組課題名稱集中預制六角空心塊脫模設備的研制注冊日期2017-3-20注冊號課題類型創新型課題注冊號活動時間2017.4-2017.12活動次數10小組培訓情況小組成3、員人均接受 QC 知識培訓 30課時以上序號組內職務姓 名性別年齡學歷職稱組內分工1組長男36本科高級工程師組織策劃2副組長男34本科高級工程師組織協調3組 員男57本科高級工程師組織實施4組 員男43專科助理工程師組織實施5組 員男33本科工程師材料試驗檢測6組 員男27本科助理工程師技術質量負責7組 員男28專科助理工程師現場質量跟蹤8組 員男28本科助理工程師現場質量跟蹤9組 員男26本科助理工程師資料統計整理10組 員男35高中現場操作備注：小組共有成員10人，其中大專文化以上文化程度人員90%。小組成員全部都受QC培訓考試合格，人均受QC教育時間60小時。小組出勤率：95%。制表人：4、柴超超制表日期：2017年3月20日3、選擇課題人工橡膠錘敲擊脫模的方式效率較低，平均花費時間為30s/塊，需要較多工人安排在脫模環節，與標準化施工有一定差距。浙江省交通建設工程監督管理局對小型構件集中預制標準化、機械化要求嚴格，將把我項目部的小型構件預制中心作為標桿進行推廣，要求采用機械設備進行脫模施工工藝。2綜上所述，我們選定的課題為：4、設定目標1、設定目標 2、目標分析（1）浙江省交通建設工程監督管理局對小型構件集中預制標準化、機械化要求嚴格，將把我項目部的小型構件預制中心作為標桿進行推廣，對我們QC工作的大力支持，鼓勵我們采用新的脫模工藝及設備，本小組有多年的QC活動經驗。（2）依托5、本集團公司企業技術中心的支持，可有效解決“集中預制六角空心塊脫模設備”制作、試驗等問題；新產品“集中預制六角空心塊脫模設備”應用技術，可在后續工程項目上開展推廣應用；（3）由杭州客圖設計制作2：1模型，進行仿真模似試驗，優化方案提供有力保障。5、提出各種方案并確定最佳方案1、提出方案根據目標要求，QC小組制定活動計劃，于2017年4月2日，由QC小組組長劉國超召集小組成員，圍繞集中預制六角空心塊脫模設備的研制召開專題會議。采用“頭腦風暴法”集思廣益提出各種方案并進行論證，通過對小組人員“奇思妙想”的整合，提出了幾種設計方案，并做了相應的方案樣板試驗：方案設計對比表 表2項目實施時間2017.46、.5-5.5實施地點現場實施人員方曉劍制表人方曉劍實施方法畫出具有叉取并能自動翻轉的設備設計草圖。簡單可以分為叉取部分、旋轉部分、敲擊部分、移動部分；方案一：方案一：采用叉取采用叉取并能自動并能自動翻轉、敲翻轉、敲擊脫模的擊脫模的設備方案設備方案圖示 方案二：方案二：采用自采用自動動翻翻轉轉、電電實施方法畫出具有自動翻轉、電鎬震動脫模的平臺設計草圖。簡單可以分為翻轉部分、敲擊震動部分、輸送部分、控制部分。脫模小車效果圖人工橡膠錘敲擊塑料模具為單點敲擊，受力不均勻易造成六角塊出現破損尺寸1cm以上缺邊掉角的現象。脫模小車樣板圖1、確保六角空心塊在脫模期間效率達到15s/塊2、六角塊破損率（邊角破7、損1cm以上）控制在3以內目標3鎬鎬震震動動脫脫模的脫模模的脫模平臺方案平臺方案圖示 實施方法運用SolidWorks軟件進行機械三維設計并出具詳圖。簡單可以分為震動部分、輸送部分、動力部分、感應控制系統。方案三：方案三：采用自采用自動動輸輸入入輸輸出出、自、自動動震震動動脫模的脫模的脫模生脫模生產產線線方案方案圖示 制表人：方曉劍 制表時間：2017年5月6日2、對比分析及選定方案針對以上三種方案，QC小組成員從多方面、多角度考慮，并按每循環次施工方法及要求進行分析和評價，具體見表2：最佳方案分析評價表 表3方案技術特點耐久性美觀性經濟性結論方案一脫模小車小車可以實現叉取及自動翻轉有兩個輪胎8、可移動，靈活方便設備較簡單，主要是叉取和翻轉部分，不易損壞。但是敲擊模具空心部分會造成模具損壞現象。設備簡單明了，小車造型符合設計及使用的理念，整個設備略顯簡易。加工制作費最少，維修費用少，但易造成模具空心部分破損，經濟不高。人工效率較低。不選用方案二脫模平臺可以自動翻轉需要人工搬運放置由翻轉震動及電鎬震動雙重脫模設備主要依靠翻轉震動及電鎬震動脫模，電機及翻轉部分的滾軸和鋼絲繩易損壞。小小的平臺涵蓋了翻轉、脫模、輸送等功能，但是電鎬設置在上方無遮蔽，外包裝簡陋。加工制作費用少，維修費用不高，人工效率一般。不選用方案三脫模生產線輸入輸出均由輸送帶自動感應輸送空氣錘自動敲擊脫模，敲擊開關由感應裝置9、控制設備由感應控制模塊控制輸送及脫模，各主要部件不易損壞，橡膠柱易損壞，需及時更換。整個設備精致美觀，生產線的整體造型功能一目了然。輸入輸出及控制系統設置合理。加工制作費用較高，維修費用低。對模具破壞較小。人工效率較高，節省人工。選用制表人：朱玉寶 制表時間：2017年5月8日3、方案實施過程中必須研究解決的問題實施在自動輸入輸出感應震動脫模的脫模生產線施工方案過程中，需要解決：輸送效果控制錘擊力效果質量控制感應輸送震動模式選定控制脫模后構件脫落質量控制四個方面問題。經過QC小組成員的分析討論，將方案三進行展開分析，采用系統圖展開（控制方案），控制方案），見圖11,并進一步對比分析、確定。滾軸10、式輸送帶 皮帶式輸送帶脫模平臺效果圖脫模平臺樣板圖震動核心部分脫模設備樣板圖未封外殼的脫模設備工作中的脫模設備設備4 頂部角鋼導軌 底部角鋼導軌 變速電機調節轉速 齒軸調節輸送帶轉速 圓盤式+橡膠墊 六邊型+橡膠墊 氣動震動器 空氣錘SK-80型 接觸式感應開關 紅外線對射感應 壓敏式感應開關 漫反射紅外線開關 PLC控制軟件 微型電腦 底部設置橡膠 脫落高度調節 制表人：朱玉寶 制表時間：2017年5月8日圖5-1 最佳方案展開分析系統圖4、子方案分析、評價 子方案分析評價表 表4主要性能評估選擇結論項目對應的要素備選子方案優點缺點滾軸式輸送帶堅硬、美觀間隔的滾軸易使構件輸送不平穩不選用輸送11、帶的選擇皮帶式輸送帶輸送平穩、防滑效果皮帶表面易臟,輸送端頭處易積灰選用采用變頻電機調節轉速控制方案頂部角鋼導軌定位不磨損輸送帶不易安裝不選用輸入端定位控制選擇底部角鋼導軌定位易控制，定位明顯位于輸送帶兩側模具輕微磨損選用采用底部角鋼導軌定位控制方案變頻電機轉速控制適應頻繁啟動、頻繁調速、頻繁制動的嚴苛工作環境易給機械結構和絕緣結構帶來疲勞和加速老化問題選用輸輸送送效效果果控控制制輸送速度控制齒輪調節輸送帶轉速使用的圓周速度和功率范圍廣，壽命長要求較高的制造和安裝精度，成本較高不選用采用變頻電機調節轉速控制方案圓盤型+橡膠墊受力接觸面積大重量大；橡膠墊較薄易損壞不選用錘擊面形式的選擇六邊形+橡12、膠柱受力點均勻布置在六邊形角點；重量小需對橡膠柱螺絲進行加固選用采用六邊形+橡膠柱控制方案氣動震動器作用面為條形，與六棱塊六邊相吻合三個震動器同步性較差不選用錘錘擊擊效效果果質質量量控控制制生產線震動器型號的選擇空氣錘SK-80型空氣壓力及頻率滿足施工要求并可調尺寸較大選用采用空氣錘SK-80型控制方案接觸式感應開關感應靈敏必須碰觸物體，安裝不方便不選用輸入端感應控件選擇紅外線對射光電開關精度高、抗干擾強、檢測距離遠安裝精度要求高選用采用紅外線對射光電開關控制方案壓敏式感應開關靈敏度高安裝在輸送帶上易受震動損壞不選用感感應應輸輸送送震震動動模模式式輸出端感應控件選擇漫反射紅外線光電開關感應探頭13、靈敏度高，可調節檢測范圍大安裝側面需要留開口感應紅外線選用采用漫反射紅外線光電開關控制方案底部設置承接彈簧避免構件直接剛性接觸輸送帶上不易安裝不選用脫脫模模脫模后構件脫落質量控制調整脫落高度不改變輸送帶，調節高度易改裝20cm脫落高度選用采用調整脫落高度控制方案制表人：杜彬鋒 制表時間：2017年5月9日5、確定最佳方案經QC小組通過對子方案對比分析，確定了最佳方案，見系統圖。5 滾軸式輸送帶 底部角鋼導軌 變速電機調節轉速 六邊型+橡膠墊 空氣錘SK-80型 紅外線對射感應 漫反射紅外線開關 微型電腦 脫落高度調節 輸送帶加固皮帶加厚 制表人：杜彬鋒 制表時間：2017年5月9日圖5-2 最14、佳方案開展系統圖6、制定對策表2017年5月12日，根據選定的最佳方案及子方案，小組成員對方案中影響施工質量、技術可行性等因素再次進行討論分析，分別制定相應對策并做具體分工和安排。對策表 表5序號項目對策目標措施地點完成時間負責人1輸送效果控制輸送帶選用皮帶式輸送帶輸入端定位控制采用底部角鋼導軌定位輸送速度控制采用變頻電機調節轉速 1、精確安裝輸送帶，輸送精度誤差控制在2mm以內2、輸送帶速在0.2m/s-1.5m/s范圍之間可調控制經過詳細的市場調查，結合實際情況數據進行對比的分析，選定符合實際情況要求的部件；原材料質量驗收。安裝完成后進行復核并驗收。小型構件預制中心2017年6月15日周海15、波黃金丹2錘擊效果質量控制錘擊面采用”六邊形+橡膠柱”模式選擇功率和壓力都符合要求SK-80型空氣錘1、確保六角空心塊在脫模期間效率達到15s/塊2、破損率控制在3以內使用時間繼電器控制空氣錘以1次/s的速度錘擊選用適合的錘擊壓力達到有效脫模而不損壞構件迅雷軸承機床加工場2017年6月25日方曉劍朱玉寶3感應輸送震動選定控制采用紅外線對射感應模具輸入到位漫反射紅外線開關感應構件脫出輸送微型電腦控制判斷邏輯1、確保模具到達輸入位后自動感應然后震動。2、感應六角塊脫出后輸出端自動輸出構件同時開啟下一循環對射紅外線感應開關位于震動核心位置端頭，控制輸送端及震動核心開啟或關閉漫反射紅外線開關位于輸出端16、位置，感應構件脫出開啟輸送端輸送帶同時開啟輸入端輸送帶進行下一循環微型電腦控制判斷邏輯并執行迅雷軸承機床加工場2017年6月30日方潞帆劉國超4構件脫落質量控制輸出端輸送帶加固,皮帶加厚并設置限位板脫落構件外觀棱角質量控制1、確保脫出構件平穩脫落2、破損率控制在3以內對輸出端輸送帶的鋼板進行加固，同時皮帶加厚起到緩沖作用設置限位擋板防止構件傾斜脫落盡量減小脫落高度小型構件預制中心2017年7月12日段緒毅柴超超制表人：方曉劍 制表時間：2017年5月12日7、按對策表實施實施一：輸送效果控制1、輸送帶精確安裝定位對策實施 輸送帶精確安裝定位對策實施表 表6實施目標精確安裝輸入端輸送帶、角鋼導軌17、輸入端外殼，使模具輸送至震動核心位置精度誤差控制在2mm以內實施人員實施過程實施步驟圖示周海波黃金6旋鈕控制速度變頻電機安裝外殼導軌偏差檢查偏差檢查1、輸送帶、角鋼導軌、輸入端外殼進行驗收，滿足使用要求輸送帶規格-長：1.5m寬：0.6m高0.1m；2、安裝輸送帶、角鋼導軌，導軌采用可調時方便對不同尺寸六角塊模具進行脫模，導軌內間距設置為40.4cm。3、定位安裝后進行質量驗收 丹效果檢查輸送端安裝定位質量驗收表序號項目檢查要求檢查工具檢查結果（mm）結論1輸入端與震動位水平偏差偏差2mm以內游標卡尺-2、0、-1、-1合格2輸入端與震動核心高差高度偏差2mm以內游標卡尺-1、-2、1、0合18、格結論結論：模具：模具輸輸送至震送至震動動核心位置精度核心位置精度誤誤差在差在2mm2mm以內，以內，輸輸送送順暢順暢有序。有序。制表人：周海波 制表時間：2017年6月16日2、變頻電機調節輸送帶速度對策實施 變頻電機調節輸送帶速度對策實施表 表7實施目標輸送帶速在0.2m/s-1.5m/s范圍之間可調控制實施人員實施過程實施步驟圖示1、電機型號參數確定及輸送帶變頻電機安裝電機規格-250w、220v、50HZ、90-1400rpm 2、變頻電機連接至控制開關，通過旋鈕調節電機來控制輸送帶輸送速度。通過調節電機轉速600rpm，控制輸送帶速度為0.5m/s 周海波黃金丹效果檢查變頻電機輸送帶19、速度驗收表序號項目檢查要求檢查方法檢查結果結論1變頻電機調節輸送帶速度0.2-1.5m/s間調控模具輸送0.2m/s-1.5m/s滿足要求結論結論：輸輸送送帶帶速度控制在速度控制在0.2m/s-1.5m/s0.2m/s-1.5m/s范范圍圍之之間間可可調節調節制表人：黃金丹 制表時間：2017年6月17日實施二：錘擊效果質量控制 錘擊效果質量控制對策實施表 表8實施目標1、確保六角空心塊在脫模期間效率達到15s/塊；2、破損率控制在3以內實施人員輸入端外殼安裝角鋼導軌安裝輸送帶皮帶式輸送帶接線至控制開關變頻電機型號參數7時間繼電器運行感應模具到位實施過程實施步驟圖示1、使用時間繼電器控制空氣錘20、以1次/s的速度錘擊。時間繼電器以開啟0.6s關閉0.4s的循環控制空氣錘震動頻率 2、為滿足空氣錘1次/s錘擊速度，相當于每1s消耗0.455L空氣，空氣錘連續工作一分鐘消耗為27.3L空氣，則空壓機的產氣效率必須大于60L/min3、錘擊面采用”六邊形+橡膠柱”受力點均勻分部在六個角點處，使模具受力更加均勻，降低錘擊面混凝土破損率 4、通過多次對比試驗及分析，得出了空氣錘對模具施加0.7Mpa的壓力并錘擊面理論到位為5mm時錘擊效果最佳，不會出現混凝土破損現象同時效率最高,達到14.6s/塊方曉劍朱玉寶效果檢查通過試驗對比檢查，時間繼電器控制空氣錘，靜音空壓機提供足量的高壓空氣保證空氣錘的21、錘擊速度及錘擊壓力，保證六角塊高效完整脫模。（試驗結果詳見第八節效果確認）結論結論：1 1、六角空心、六角空心塊塊在脫模期在脫模期間間效率達到效率達到14.6s/14.6s/塊塊 2 2、破、破損損率控制在率控制在3 3以內。以內。制表人：朱玉寶 制表時間：2017年6月26日實施三：感應輸送震動選定控制 感應輸送震動選定控制對策實施表 表9實施目標確保模具到達輸入位后自動感應然后震動，感應六角塊脫出后輸出端自動輸出構件同時開啟下一循環實施人員實施過程實施步驟圖示安裝輸入端對射紅外線感應開關，感應六角塊模具輸送到位時，停止輸入 2、安裝漫反射紅外線感應開關，感應六角塊脫出后，啟動輸出,同時啟動22、輸入下一循環六角空心塊 方潞帆劉國超采用2*1100-60L無油靜音空壓機，產氣速度滿足要求分成3組每組300個六角空心塊進行脫模對比試驗六邊形錘擊面安裝漫反射開關感應六角塊脫出錘擊面與空氣錘時間繼電器型號六邊形錘擊面8人機交互界面設置減小脫落高度鋼板采用1cm進行加固處理，皮帶采用5mm厚度PVC耐磨防滑皮帶3、安裝微型電腦控制整個設備邏輯判斷程序 4、各部件安裝完畢后，整體調試程序及各部件運行參數表設置確保設備平穩運行效果檢查各部件調試完成后實現，六角空心塊完成自動脫模循環結論結論：脫模生：脫模生產線產線脫模脫模順暢順暢有序，能有序，能夠夠保保證證六角空心六角空心塊塊快速完整脫模。快速完整23、脫模。制表人：方潞帆 制表時間：2017年7月5日實施四：脫模構件脫落質量控制 脫模構件脫落質量控制對策實施表 表10實施目標確保脫出構件平穩脫落同時破損率控制在3以內實施人員實施過程實施步驟圖示1、對輸出端輸送帶的鋼板進行加固，同時皮帶加厚起到緩沖作用2、盡量減小脫落高度 3、設置限位擋板防止構件傾斜脫落，造成底面棱角破損 段緒毅柴超超效果檢查 結論結論：脫出的六角：脫出的六角塊塊外外觀觀光光潔潔、棱角平直未出、棱角平直未出現現破破損現損現象。象。制表人：柴超超 制表時間：2017年7月15日8、確認效果1 1、活動目標效果2017年7月17日至7月27日，小組決定選取同一批次生產的六角空心24、塊，在養護條件、模具類型、脫模劑等條件相同的情況下，分成2組每組1000個六角空心塊六角塊平穩脫落整機調試及參數確定，試運行完成脫模17塊脫出的六角塊表面光潔，棱角未出現缺邊掉角的破損情況安裝微型電腦最小脫落高度藍色限位擋板安裝9進行脫模試驗對比。一共進行了10次對比試驗，兩個對比方案同時進行脫模，記錄詳細情況如下：六角空心塊脫模效率統計表 表11 次數方案12345678910平均效率(s/人塊)人工脫模2731242826322925222526.9脫模生產線1614151317151613151214.6調查者：方潞帆 地點：杭紹臺三標小型構件預制中心 時間：2017年7月28日制表人：25、方潞帆 制表時間：2017年7月28日 制圖表人：葉水標 制表日期：2017年7月28日圖 集中預制六角空心塊脫模設備提高效率柱狀圖小組通過方案試驗跟蹤記錄六角空心塊在不同方案的脫模過程中成品六角空心塊有無1cm以上受損情況。六角空心塊脫模破損率情況統計表 表12 次數方案12345678910平均破損率()人工脫模67468346745.5脫模生產線23122121221.7調查者：方潞帆 地點：杭紹臺三標小型構件預制中心 時間：2017年7月28日制表人：方潞帆 制表時間：2017年7月28日 制圖表人：葉水標 制表日期：2017年7月28日圖 集中預制六角空心塊脫模設備降低破損率柱狀圖本26、項目創新活動后比活動前平均效率提高達到14.6s/塊，且處于穩定狀態。同時破損率控制在2以內，脫出來的六角空心塊內實外美，棱角完整。目標一實現目標二實現102、經濟效益集中預制六角空心塊脫模生產線，因其耐久性強、節省人工脫模工時費費用，以一天生產量（2000塊計算），人工脫模需要7人脫模，2人打包；而脫模生產線僅需1人搬運，2人打包。即每2000塊節省6個人工，每個人工按200元計算。破損率造成的返工，人工脫模破損率為5，機械脫模破損率為1.7。僅在項目施工期間可使項目在六角空心塊脫模費用上節省17.34+2.89-1+0.1-2.3=16.96萬元人工費。脫模生產線施工成本計算對照表 表1327、脫模方式節省人工費（以200元/人工計算）材料費破損率導致的返工費（以20元/塊計算）節省總計人工脫模1000元2.89萬元機械脫模萬元節省人工費34.1712002000289000材料費：1.5萬元維修及電費：0.8萬元1萬元16.96萬元制表人：方曉劍 制表時間：2017年8月4日3 3、美觀性、施工標準化程度美觀性、施工標準化對照表 表14活動前-人工脫模效率低下、現場雜亂活動后-脫模生產線外觀優美、標準化程度高制表人：葉水標 制表時間：2017年8月4日4、社會效益集中預制六角空心塊脫模生產線的研發得到了業主單位、監理單位、兄弟項目的一致好評，特別是在2017年8月22日舉辦的浙江省28、全省公路水運品質工程推進會暨施工標準化現場會中，各級領導對于本項目QC小組精益求精不斷改進研發的新型脫模生產線產生濃厚的興趣，進一步提升了交工集團施工單位的企業形象。9、標準化QC小組成員將本次的實施成果加以總結歸類，制定標準化詳見表13。標準化 表15 11序號項目內容標準化形式文件名稱適用對象編號1集中預制空心六角塊脫模施工作業指導書集中預制空心六角塊機械脫模施工相關從業人員TT/ZYSD-162已申報實用新型專利實用新型專利六角空心塊脫模裝置相關從業人員3已申報發明專利發明專利六角空心塊脫模裝置及方法相關從業人員制表人：葉水標 制表日期：2017年11月20日10、總結及今后打算1、總結29、通本次過QC小組活動，經歷了一段創新的歷程，完成了課題活動的預定目標，為使小組成員綜合素質更加顯著提高，再接再勵，我們將持之以恒的參與項目實踐和創新，為企業發展注入科技活力和提高市場競爭力，為創造精品科研項目做好技術保障。QC小組成員對開展活動前后的綜合能力進行自我評分，見表14。活動前后綜合素質評價表 表16 序號項目活動前活動后結論1創新意識8096較大提高2工作熱情8594較大提高3團隊精神7888提高4質量意識8090提高5解決問題能力7595較大提高6QC知識7890提高制表人：劉國超 制表日期：2017年12月2日制圖人：劉國超 制圖日期：2017年12月2日2、今后打算 對我們小組而言，本次QC活動意義很深遠，我們小組各個成員均切實體會到了QC活動的重要性，也體會到了產品研發與應用的成就感，激發了小組成員的積極性，我們計劃對杭杭紹臺高速三標的預制T梁減少混凝土表面氣泡開展QC攻關活動，確保預制T梁施工質量。