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1、车轴弯曲检测机的研制铁路局车辆段设备车间2017年4月6日一、刖三货车轮对是车辆运行的核心部件，如果轮对出现弯曲变形，则会严重影响列车运行品质，在车辆运转过程中产生剧烈振动。如果振动与运行频率产生共振，车辆振动幅度增大，极易导致车辆脱轨颠覆，造成重大经济损失和人员伤害。目前，我国铁路各车辆段还没有用于轮对弯曲检测的专用设备。我们现有的检测方法是：使用轴径车床和车轮车床作为辅助检测设备，人工使用千分表进行精度检测。此方法虽然可行，但是在确保检测精度和测量准确性上很难控制，经常出现偏差，造成符合标准的轮对被确定为不合格，偶尔也存在不合格轮对检测成合格品的情况，这给车辆运行埋下了严重的安全隐患。为突
2、破这一技术难关，我们QC小组选择了“车轴弯曲检测机的研制”作为此次攻关课题。二、小组简介该设备QC小组成立于2016年3月，小组由11名成员组成，主要工作由组长主任负责，其他日常工作由副组长负责。小组主要成员为劳模室骨干成员、车间技术教育专职和班组电工、钳工技师等人员。表2-1QC小组成员表小组名称设备QC小组人数H人组长成立口期2008年10月注册日期2016年3月18日注册号16-03-18课题起止2016年3月18日一12月31日活动频次每月进行课题活动总次数10次本金关车轴弯曲检测机的研制课题类型创新性小组成员简介姓名年龄技术职务职务组内分工39高工主任（劳模室成员）组长36工程师副主
3、任（劳模室成员）副组长29助理工程师助理工程师组员53技术员技术员组员38电工技师电工技师（劳模室成员）组员45钳工技师钳工技师（劳模室成员）组员51高级电工高级电工（劳模室成员）组员43电工技师电工技师组员50高级钳工高级钳工组员26助理工程师助理工程师组员28助理工程师助理工程师组员制表人:时间:2016年3月三、选择课题1.选题理由苏家屯车辆段负责货车轮对检修工作，每年也对事故车轮对进行鉴定和检修。我们对2015年事故车轮对鉴定修理情况进行统计分析（如表3-1）,同时我们选择两个班次检测人员利用车轮车床对20条轮对分别进行检测，判断确定轮对状态（如表3-2）。表3-12015年事故车轮对
4、鉴定修理情况事故车轮对数量鉴定留用数量留用比例鉴定报废数量报废比例损失金额（万元）65239560.6%25739.4%205.6表3-2抽查20条轮对检测情况测量轮对检测人员1检测人员2结果对比测量轮对检测人员1检测人员2结果对比轮对1合格合格相同轮对11不合格不合格相同轮对2合格合格相同轮对12合格合格相同轮对3不合格不合格相同轮对13合格合格相同轮对4合格合格相同轮对14不合格不合格相同轮对5合格合格相同轮对15合格合格相同轮对6不合格合格不同轮对16合格合格相同轮对7不合格不合格相同轮对17合格合格相同轮对8合格合格相同轮对18合格不合格不同轮对9合格合格相同轮对19合格合格相同轮对1
5、0合格合格相同轮对20合格合格相同对比结论10%10%根据表3-1分析，我段2015年检测处理的事故车轮对652条，全部为人工检测鉴定，确定合格395条，不合格257条，占39.4%,损失金额约205.6万元。根据表3-2分析，负责事故车轮对检测鉴定的两个班人员检测同样的20条轮对时，检测结果有2条不同，这属于职工操作手法和观察力不同造成的。对于同一条轮对，在不同装备和不同人测量时，测量数据都会不同，对照同一标准判断结果就可能不同，这样的误差率占10%o通过对2015年事故车轮对鉴定修理统计和两次实践鉴定情况统计，结合两名鉴定人员的检测结果，不难分析出每年我们在事故车轮对上产生的损失大约20.
6、56(=205.6*10%)万元。制表:从分析结果可以看出，人工检测由于存在设备的误差、测量的误差、计算的误差，所以不但受人员素质影响较大，而且很容易造成重大资金浪费，甚至可能给行车留下严重安全隐患，必须寻求一种高效并且稳定性较好的检测设备。所以我们技术小组在全体苏辆员工的支持下，针对事故车轮对检测的种种问题，打算开展设备技术创新，解放现场生产力。目标明确后，小组成员经过充分酝酿，反复讨论针对每条主要因素，全方位地提出了相应解决方法。方法一：利用轴径车床改造一台新设备。方法二：重新设计、制造一台车轴弯曲检测机。2 .确定课题最终方案的选择方法一：成本太高，浪费一台轴径车床，完成后设备的适应性不
7、高，可能需要后期改造，但能提高一定工作效率，降低工人劳动强度。方法二：可行性强，设计制作比较复杂，成本最低，完成后设备的自动化程度高，可大幅度提高工作效率，降低工人劳动强度，提高检测精度。课题项目有效性可实施性经济性可靠性综合得分是否选用利用轴径车床改造设J)O10不选自主研制检测设备20选取表中：:5分O：3分：1分制表:时间：2016年4月最终选择课题方案二，研发新型轴端弯曲检测设备3 .提出课题选择研制新型车轴弯曲检测机研制车轴弯曲检测机制图:时间：2016年4月通过大家的讨论，小组确定了此次攻关课题为“车轴弯曲检测机的研制”。四、活动计划及实施情况为保证课题的顺利实施，在规定的时间内完
8、成攻关任务，我们制定了小组活动计划，并依计划落实。表4-1小组活动计划实施表2016年3、4月活动阶段5、6月7、8月9、10月12月选定课题设定目标提出方案确定方案制定对策对策实施效果检查巩固措施总结计划实施计划线实际完成线制表：时间：2016年3月五设定课题目标1.设定目标值查阅相关规范及技术要求，确定课题目标为：确保车轴弯曲检测机达到优良标准。目标值：1、轴颈检测精度达到0005m1;2、轴身弯曲检测精度不低于0.1mm；3、设备实现自动化控制，能够对数据进行自动采集和分析处理。2.目标设定依据人员素质IJ技术小组人员年龄涵盖老中青,结构搭配合理，设计团队中有多人为高学历工程师及丰富经验
9、技术人员，制作设备团队均为技师或高级技六、方案提出及确定最佳方案小组成员在组长的领导下，开会商讨车轴弯曲检测机的研制方案，该设备由三部分组成：托起座、夹具、检测系统，托起座、夹具大家一致同意采用车床的通用结构。检测系统的制作，小组成员用头脑风暴法提出了不同的方案，并对方案进行可行性分析和评估，以确定最佳方案。（一）方案的提出经过小组成员共同讨论：确定由车轴弯曲检测机几部分组成：车轴弯曲检测机检测设计方案轴颈采用普通千分表检测，轴身采用靠尺检测轴颈采用数显千分表检测，轴身采用靠尺检测轴颈采用数显千分表检测，轴身采用激光测距检测小组成员围绕现实小组活动目标，提出了如下三套对策方案，见图6-1.o百
10、分表规格0-254IO-SO（二）方案的可行性分析及评估:方案分析方案一、轴颈采用普通千分表检测， 轴身采用靠尺检测方案二、轴颈采用方案三、轴颈采用数数显千分表检测，轴身采用靠尺检测显千分表检测，轴身采用激光测距检测设计思路轮对托起-人工对准千分表一一旋转轮对 -一风缸推动靠尺检测 3处内距人工读取轴颈偏差值轮对托起-一自动定位千分表-旋转轮对 -风缸推动靠尺检测 3处内距自动读取轴颈、轴身偏差值轮对托起-自动定位千分表一-旋转轮对-一 激光测距检测3处内距 -自动读取轴颈、轴身 偏差值可行性分析结论1、作业需要人工准确定位，操作要求较高；2、千分表度数需要职 工细心读取，容易出现 误差；3、
11、风缸靠尺结构测量 时需要停止轮对，接触 式检测精度不高；4、由于人工度数，检 测效率较低。1、由于数显千分表测量范围较大（20mm）, 机械自动定位可以满 足；2、千分表数据可有P1.C 直接读取，职工不必一 直关注表数据；3、风缸靠尺结构测量 时需要停止轮对，接触 式检测精度不高。1、由于数显千分表测量范围较大（20mm）,机械 自动定位可以满足；2、千分表数据可有P1.C 直接读取，职工不必一 直关注表数据；3、激光位移传感器测量 内侧距不需要停止轮 对，而且检测精度高， 可提高设备使用效率。此方案质量可控性不高，操作较复杂，自动 化程度不高。此方案质量可控性高，操作方便，工作效率较低。此
12、方案质量可控性高，操作方便，工作效率高。制表:时间：2016年5月通过对车轴弯曲检测机的不同设计方案进行可行性分析，方案三的质量可控性高、操作方便，并且能够满足课题目标值。按照此方案实施，可以简化职工作业流程、提高职工工作效率，并且可以给设备预留足够的升级空间。为此我们确定了此方案三-轴颈采用数显千分表检测，轴身采用激光测距检测为实施方案。七、方案具体化并制定对策表（一）方案三的具体分析实现轴颈、轴身弯曲度自动检测，并要保证其检测精度达到优良标准，关键控制点在于：1、轮对定位的准确性；2、千分表相对移动的稳定性；3、激光测距传感器检测的准确性。我们依据“5WIH”原则制定了如表7-1所示的对策
13、表。表7-1对策表序号O对策目标值措施完成地点完成时间负责人1轮对定位的准确性控制1、控制RE2、RD2轮对托起时中心线定位准确；2、控制轮对旋转时定位机构不会产生偏差。1、保证RE2、RD2轮对托起时中心线和顶尖中心同线,同心度不大于1mm；2、保证轮对旋转时设备机体不会产生偏差。1、采用增加插片方式对RE2、RD2轮对托起高度调整，保证与顶尖同心；2、采用顶尖不旋转方式保持轮对旋转时机体的稳定性。设备车间2016年9月30日2千分表相对移动的稳定性控制1、控制千分表表座机构强度；2、控制千分表移动机构的传动精度。1、消除设备检测时千分表的振动；2、保证千分表移动时的位移偏差不大于0.05mmo1、采用IOnIm厚铁板切割成型，传动时利用直线导轨和滑块定位；2、采用步进电机驱动、滑台传动方式，保证千分表位移精度。设备车间2016年10月30H3激光测距传感器检测的准确性控制控制激光测距传感器的高度和横向轮对距离O合理固定激光测距传感器，保证不同轮对规格、不同轮对窜动量都能正常检测。计算最大轮对和最小轮对的半径差值，结合轮辆厚度，合理确定传感器高度；结合传
