承插管道柔性接口连接装置的研制

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1、,柔性接口连接装置的研制,承插管道,设定目标及 可行性分析,提出方案并 确定最佳方案,制定对策表,选择课题,按对策表实施,效果检查,标准化,总结及下一步打算,目录 CONTENT,课题背景,5.4公里,11000米,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年7月2日,计划,小组活动计划表,第一部分,Choice of subjects,选择课题,选择课题,业主视察后，提出雨期开始，管道施工速度较慢，为避免泡槽影响工程质量，需提高施工速度。,安装采用吊车吊放，可控性差。,人工辅助安装，受现场视线影响，施工慢且存在安全隐患。,500m管道安装 各工序的安装耗时,选择课题,安装过程，多次调整

2、，耗时长。,胶圈安装易滚动，大管径需多人配合，费时费工。,选择课题,点击输入标题,平均,桩号位置,K2+060-K2+160,K2+380-K2+480,K2+780-K2+880,K3+000-K3+100,K3+460-K3+560,耗时（百米）/分钟,管道调运,接口连接,其他工序,安装总耗时（分）,73,5,268,15,361,74,6,269,70,71,72,72,5,8,7,6,269,271,261,267.6,16,14,15,13,15,365,358,365,353,360,胶圈安装,制表：乔增硕 审核：许新春 制表时间：2017年7月25日,选择课题,制表： 张宪强 审

3、核：许新春 制表时间：2017年7月28日,破损率4.9%个,公司要求1%的破损率。,急需研制一种 新装置来实现！,选择课题,承插口混凝土管 雨水管道安装 安装钢筋混凝土管,共找到 相关文献30项 专利14项,1998年3月，烟台市污水处理工程建设指挥部王义勇、赵维春等人公布了用卷扬机安装胶圈接口钢筋混凝土管的方法。,2017年11月，中国葛洲坝集团第五工程有限公司刘峰、肖泽红等人公开了一种用于承插式雨水管道安装的装置。,选择课题,选择课题,小组成员借鉴两篇文献，讨论分析认为 上述提到的两种工具对管道安装速度都有提升 但方法单一，不能解决所有问题所以定课题为：,柔性接口连接装置的研制,承插管道

4、,第二部分,Selection of objectives and feasibility analysis,设定目标 及可行性分析,设定目标 及目标可行性分析,总体目标：一种新型的柔性接口连接装置,目 标 一,使管道安装时间 减少25%,目 标 二,管道破损率 减少为零,设定目标 及目标可行性分析,借鉴已有专利和文献 实现了功效提高30%-50%,新装置需重新设计 机械加装辅助工具 工序较单一装置复杂 定目标减少耗时25%较为合理,设定目标 及目标可行性分析,接口连接74%,胶圈安装20%,管道调运2%,其他工序4%,管道就位,调整纵向间隙,紧管完毕,合格,合格,不合格,不合格,总耗时约11

5、分钟,耗时约3分钟,耗时约3.5分钟,耗时约3分钟,工人紧管,调整轴向位置,耗时约0.5分钟,耗时约1分钟,轴向位置是否符合要求,纵向间隙是否符合要求,设定目标 及目标可行性分析,若能减少调整次数，就可以有效地减少调整的时间，保守估计可以节约2.8分钟。,调整占比59.1%分钟,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年8月18日,设定目标 及目标可行性分析,取胶圈,人工拉伸胶圈,套用胶圈,调整胶圈位置,胶圈安装完毕,合格,不合格,总耗时约3分钟,耗时约0.8分钟,耗时约1分钟,耗时约1.2分钟,胶圈是否合格,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年8月25日,若能设计一种工

6、具，使张拉过程更加简单，套入时消除胶圈滚动，就可以减少调整时间，保守估计可以减少时间50%。,调整耗时约6.5分钟,设定目标及目标可行性分析,理论分析：,*,传统管道安装多使用铁质机械顶进，至少需顶进 3-4 次，可控性极差，极易对管口造成破损。,通过加装 柔性垫板，使机械与管道中间有一个柔性缓冲，保护管道，消除破损。,小组资源： 公司非常重视科技创新，给予充足的研究经费，拥有历年优秀的全国QC作品 小组能力： 小组成员多次参加QC活动多次获得质量管理小组一等奖和二等奖、 有丰富的一线经验。,设定目标 及目标可行性分析,延迟付,第三部分,Propose a scheme and determi

7、ne the best solution,提出方案 并确定最佳方案,提出方案与比较 和确定最佳方案,一种新型的柔性接口连接装置,柔性紧 管机构,胶圈安 装机构,外拉紧管工具,自动内拉紧管工具,顶推紧管工具,舵型胶圈安装器,锥型胶圈安装装置,卷扬机,卷扬机支架,安装调试,材质选择,材质选择,材质结构,木架结构,型钢结构,钢木组合,钢材,铝合金,铝合金,钢材,拉力机控制器,提出方案与比较和确定最佳方案,外拉式工具每根耗时为12.7分钟。 传统施工方法，每根耗时为11分钟。 耗时增加了1.7分钟。,柔 性 紧 管 机 构 选 取,12.7,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年9月15日

8、,提出方案与比较和确定最佳方案,内拉式工具每根耗时为9分钟。 传统施工方法每根耗时为11分钟。 耗时节约了2分钟。,柔 性 紧 管 机 构 选 取,9,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年9月19日,提出方案与比较和确定最佳方案,顶推式工具每根耗时为13.1分钟。 传统施工方法每根耗时为11分钟。 耗时增加了2.1分钟。,柔 性 紧 管 机 构 选 取,13.1,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年9月26日,方案名称,外拉式工具,内拉式工具,顶推式工具,实验结果分析,结 论,12.7,倒链在管道两侧，紧管时，左右两侧倒链无法做到同步，使施加力不均匀，需多次调整,约

9、1000块,9,使用卷扬机提供拉力，由一条钢丝绳从内部拉动卡板紧管，施加力均匀可控制，调整次数明显减少,13.1,使用千斤顶装置，需要靠背进行紧管施工，完成一次紧管，就需要调整靠背和装置位置，增加施工时间,约1000块,约1000块,实验耗时汇总 （分钟）,制表：乔增硕 审核：许新春 制表时间：2017年7月25日,紧管机构方案,根据可行性分析可知，要想减少管道安装时间，需要有效地减少安装过程中的调整次数,不选用,选用,不选用,成 本,选择依据,提出方案与比较和确定最佳方案,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年10月03日,提出方案与比较 和确定最佳方案,胶安装机构选取,锥型胶圈

10、安装器模拟实验安装耗时,锥型胶圈 辅助安装器,不 选 用,只减少0.3分钟,1、胶圈接近底部时，约需要245N力才能套入，而徒手安装才需176.4N；,2、安装过程中胶圈出现了扭转，套上后需再次调整；,3、通用性差，只能用于一种管径；,4、安装不易固定，需人专门扶持固定工具。,提出方案与比较 和确定最佳方案,胶圈安装机构选取,小组成员，运用TRIZ原理中预先作用原理设计出了一种由八个可伸缩式机械臂组成的舵型胶圈安装器。,组成员运用复制原理，使用Solidworks软件建模完成机械动作的仿真，模拟显示，方案可行。,制图： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年10月06日,选 用,提出方案与

11、比较 和确定最佳方案,紧管机构方案： 自动内拉紧管工具,胶圈安装机构方案： 舵型胶圈安装器,提出方案与比较和确定最佳方案,紧 管 机 构 细 节,自动内拉紧管工具,卷扬机,卷扬机支架,拉力机控制器,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年10月11日,提出方案与比较和确定最佳方案,拉力40.9KN,卷 扬 机 选 型,1、计算所需的水平拉力,提出方案与比较和确定最佳方案,卷 扬 机 选 型,起重能力42.6KN,2、选择合适的卷扬机,5t,提出方案与比较和确定最佳方案,木架结构,类 型,型钢结构,钢木组合,优点,缺点,综合 评价,质量轻密度约0.810kg/m、造价低约1600元/m

12、，易制作，受力时保护管口,刚度大， 稳定性好，,有足够的重量4.210kg/m，稳定性较强，较大的刚度，造价适中，保护管口,刚度较差，易变形,重量大7.910 kg/m，不易移动，受力时管口易损伤,制作相对复杂,示意图,no,no,YES,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年10月19日,卷 扬 机 支 架 结 构 选 型,延迟付,提出方案与比较和确定最佳方案,拉 力 机 控 制 器 选 型,运用TRIZ原理中的反馈原理，加装拉力机控制器，实现自动化。,根据求得的卷扬机型号，和所需拉力，查表后，选择拉力机控制器的型号为YG-3050。,承压性,子方案 名称,成 本,分析 结论,钢

13、材,铝合金,不用,选用,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年10月19日,提出方案与比较和确定最佳方案,舵 型 胶 圈 安 装 器 材 料 选 择,好,一般,可塑性,差,一般,可 塑 性,重（密度约7.910）,轻（密度约2.6610）,底（约3.6元/KG）,高（约26元/KG）,提出方案与比较和确定最佳方案,一种新型 柔性接口 连接装置,柔性紧 管机构,胶圈安 装机构,自动内拉紧管工具,舵型胶圈安装器,5吨卷扬机,卷扬机支架,YG-3050拉力机控制器,钢木组合,铝合金,第四部分,Formulating the countermeasure table,制定对策表,序号,1,

14、2,3,卷扬机支架制作(钢木组合结构),尺寸误差5mm,1. 设计支架图纸 2. 按图纸加工制作 3. 对制作好的支架进 行精度检测,于钦鹏,1. 购买拉力机控制器 2. 核对设备型号 3. 效果检验,王耀荣,机械市场,2017.10.21,YG-3050 拉力机控制器,检测范围 1N49KN,农机市场,2017.10.08,现场,2017.10.18,1. 购买卷扬机 2. 核对设备型号 3. 效果检验,乔增硕,配置5吨卷扬机,起重能力42.6KN,4,安装调试,1 平均每节安装耗时少于8.2分钟 2 管道破损率为0,1. 将5吨的卷扬机与 支架进行安装 2. 加装拉力控制器 3. 使用自动

15、内拉紧 管工具进行紧管,张宪强,现场,2017.11.12,5,1. 设计安装器图纸 2. 按图纸加工制作 3. 使用胶圈安装器安装,李右鹏,现场,2017.11.19,制作胶圈安装器（铝合金材质）,胶圈安装时间小于2分钟。,完成时间,目标,措施,负责人,地点,对策,制 定 对 策 表,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年11月02日,第五部分,mplement according to the countermeasure table,按对策表实施,按对策表实施,卷扬机参数,拉力测试,平均拉力 49KN,实施有效,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年11月8日,（一）配置5吨卷扬机,按对策表实施,（二）卷扬机支架制作,支架设计图纸,按图纸加工制作,YG-3050拉力机控制器参数,实施有效,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年11月18日,按对策表实施,（三）YG-3050拉力机控制器,YG-3050拉力机控制器参数,制表： 张宪强 审核：许新春 制表时间：2017年11月21日,实施有效,按对策表实施,（四）安装调试,将卷扬机与支架进行组合，使机械和支架牢固、稳定。 加装拉力机控制器，组合好后调试机器。,按对策表实施,（四）安装调试,自 动 内 拉 紧 管 工 具 工 作 流 程,不 符 合,按