QC 方法在鋼軌無(wú)損加固設(shè)備優(yōu)化中的應(yīng)用研究

徐　鵬

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線站處，天津　300142)

QC 方法在鋼軌無(wú)損加固設(shè)備優(yōu)化中的應(yīng)用研究

徐鵬

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線站處，天津300142)

摘要:介紹了鋼軌無(wú)損加固設(shè)備的組成，從現(xiàn)狀調(diào)查、目標(biāo)制定、原因分析、要因確認(rèn)、對(duì)策制定及實(shí)施等方面，闡述了QC方法在鋼軌無(wú)損加固設(shè)備優(yōu)化中的應(yīng)用，成功解決了既有無(wú)損加固設(shè)備夾板鎖定裝置的松動(dòng)問題。

關(guān)鍵詞:QC方法，鋼軌，無(wú)損加固設(shè)備，夾板

經(jīng)過多年的發(fā)展，QC小組活動(dòng)已被越來(lái)越多的企業(yè)實(shí)踐證明是一種成熟的質(zhì)量改進(jìn)方式，成為企業(yè)質(zhì)量管理活動(dòng)中不可缺少的重要組成部分。本文將QC方法應(yīng)用于鋼軌無(wú)損加固設(shè)備的優(yōu)化，取得了良好的效果。

1　既有鋼軌無(wú)損加固設(shè)備簡(jiǎn)介

鋼軌作為軌道交通中引導(dǎo)車輛運(yùn)行的重要部件，受生產(chǎn)過程中軋制工藝、運(yùn)輸過程中磕碰、運(yùn)營(yíng)中疲勞磨損以及鋼軌焊接接頭等因素影響，容易出現(xiàn)輕傷甚至重傷，使其在冬季發(fā)生斷軌的幾率大大增加，從而影響鐵路運(yùn)輸甚至危及行車安全。

為消除輕傷鋼軌產(chǎn)生的安全隱患，需對(duì)其進(jìn)行加固，傳統(tǒng)鋼軌加固設(shè)備主要有鼓包夾板，近幾年隨著高速鐵路和重載鐵路的發(fā)展，對(duì)鋼軌產(chǎn)生附加損傷的鼓包夾板方式已不能適應(yīng)需求，需采用鋼軌無(wú)損加固設(shè)備。

既有鋼軌無(wú)損加固設(shè)備由夾板、夾板鎖定裝置及膠接劑組成，見圖1。鎖定裝置包括定位板、底板、螺栓、螺母等。鎖定裝置的底板橫向插入鋼軌底部，定位板下部通過豎向螺栓與底板相連，夾板內(nèi)側(cè)通過膠接劑與鋼軌粘結(jié)，夾板外側(cè)通過定位板上的橫向螺栓固定。

圖1　既有鋼軌無(wú)損加固設(shè)備組成

既有無(wú)損加固設(shè)備于2008年研制成功，在京滬線、石太客專、武廣客專得到了應(yīng)用。2013年我院立項(xiàng)對(duì)既有無(wú)損加固設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。為此，我們成立“精雕QC小組”，采用QC方法對(duì)既有無(wú)損加固設(shè)備優(yōu)化進(jìn)行全面質(zhì)量管理控制。

2　 QC小組活動(dòng)過程

2.1現(xiàn)狀調(diào)查

QC小組對(duì)既有無(wú)損加固設(shè)備出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)問題主要集中在夾板鎖定裝置的固定方面——容易松動(dòng)，見圖2。

2.2目標(biāo)制定

QC小組經(jīng)過討論，將目標(biāo)定為降低夾板鎖定裝置松動(dòng)率為零，提高鋼軌無(wú)損加固設(shè)備的運(yùn)用質(zhì)量。

2.3原因分析

圖2　既有鋼軌無(wú)損加固設(shè)備松動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍圖

小組成員針對(duì)鋼軌無(wú)損加固設(shè)備夾板鎖定裝置松動(dòng)問題，用頭腦風(fēng)暴法，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”5個(gè)方面進(jìn)行了多次討論分析后，找到末端原因8個(gè)，繪制因果分析圖見圖3。

圖3　因果分析圖

2.4要因確認(rèn)

表1　要因確認(rèn)分析表

小組成員根據(jù)因果分析圖，采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、驗(yàn)證和比較分析等方法，對(duì)引起鋼軌無(wú)損加固設(shè)備夾板鎖定裝置松動(dòng)問題的各末端原因進(jìn)行了逐個(gè)確認(rèn)，并編制要因確認(rèn)分析表，見表1。

經(jīng)過全體小組成員對(duì)要因驗(yàn)證結(jié)果的確認(rèn)，最終確定以下兩個(gè)因素為主要原因:

1)鎖定裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜;

2)鎖定裝置螺栓聯(lián)接過多。

2.5對(duì)策制定

針對(duì)造成鋼軌無(wú)損加固設(shè)備夾板鎖定裝置松動(dòng)的要因，小組成員經(jīng)過反復(fù)推敲和研究討論，制定了相應(yīng)的對(duì)策，并編制對(duì)策表，見表2。

表2　對(duì)策表

2.6對(duì)策實(shí)施

1)實(shí)施一:優(yōu)化鎖定裝置結(jié)構(gòu)。

針對(duì)鎖定裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及螺栓聯(lián)接過多的問題，小組提出將既有無(wú)損加固設(shè)備中的鎖定裝置更換為簡(jiǎn)單的彈性?shī)A結(jié)構(gòu)，彈性?shī)A有兩種方案:彈條式彈性?shī)A和板狀彈性?shī)A。每套加固設(shè)備安裝6個(gè)彈性?shī)A，見圖4。針對(duì)彈性?shī)A結(jié)構(gòu)，小組成員借助有限元軟件建立分析模型，從保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、提供有效夾緊力的角度，同時(shí)結(jié)合夾板外形尺寸，經(jīng)多次試算、分析，確定了合理的彈性?shī)A尺寸，并繪制設(shè)計(jì)圖紙，委托工廠加工制作。

達(dá)到效果:摒棄既有設(shè)備復(fù)雜的螺栓鎖定裝置，改用彈性?shī)A緊固鎖定夾板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，彈性?shī)A安裝后提供的緊固力恒定，加固效果穩(wěn)定可靠，還可避免定期涂油和復(fù)擰，減小后期養(yǎng)護(hù)維修工作量。

2)實(shí)施二:彈性?shī)A夾緊力測(cè)定試驗(yàn)。

委托工廠完成彈性?shī)A的加工制作后，為驗(yàn)證彈性?shī)A提供夾緊力是否滿足設(shè)計(jì)要求，小組成員針對(duì)彈性?shī)A開展了夾緊力的測(cè)定試驗(yàn)。小組成員隨機(jī)抽取了三組彈性?shī)A，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上開展夾緊力測(cè)定，測(cè)試結(jié)果表明:三組彈性?shī)A的夾緊力均符合設(shè)計(jì)要求。

達(dá)到效果:彈性?shī)A夾緊力滿足設(shè)計(jì)要求，能將夾板牢固鎖定在鋼軌上，確保加固效果。

3)實(shí)施三:優(yōu)化夾板結(jié)構(gòu)。

既有鎖定裝置改為彈性?shī)A結(jié)構(gòu)后，為確保彈性?shī)A與夾板相適配，需對(duì)既有夾板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，小組成員經(jīng)反復(fù)討論，決定在夾板與彈性?shī)A相接觸部位增設(shè)圓弧凸起結(jié)構(gòu)(見圖5)，重新繪制設(shè)計(jì)圖紙，并委托工廠加工制作。

達(dá)到效果:夾板增設(shè)凸起結(jié)構(gòu)，能與彈性?shī)A結(jié)構(gòu)相適配，其上窄下寬，在夾板與彈性?shī)A之間形成有效約束，防止彈性?shī)A安裝后因列車荷載作用而滑落，影響行車安全。

4)實(shí)施四:彈性?shī)A和夾板防銹處理。

小組成員對(duì)既有無(wú)損加固裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)，還發(fā)現(xiàn)其各部件表面銹蝕嚴(yán)重、不美觀，為此，小組成員決定在彈性?shī)A和夾板表面進(jìn)行靜電噴涂，以防止銹蝕。

達(dá)到效果:彈性?shī)A和夾板表面經(jīng)靜電噴涂后，結(jié)構(gòu)美觀，還有效防止銹蝕。

圖4　優(yōu)化鎖定裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖5　優(yōu)化凸起結(jié)構(gòu)示意圖

2.7效果檢查

1)室內(nèi)疲勞試驗(yàn)。

將優(yōu)化改進(jìn)后的鋼軌無(wú)損加固設(shè)備各部件組裝，在鐵科院金化所進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。結(jié)果表明:經(jīng)400萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，彈性?shī)A與夾板之間緊密貼合、無(wú)松動(dòng)。

2)室內(nèi)剪切試驗(yàn)。

將優(yōu)化改進(jìn)后的鋼軌無(wú)損加固設(shè)備各部件組裝，在鐵科院鐵建所進(jìn)行剪切試驗(yàn)。結(jié)果表明:經(jīng)3 000 kN軸向荷載作用，彈性?shī)A與夾板之間緊密貼合、無(wú)松動(dòng)。

3)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)測(cè)試驗(yàn)。

2014年8月，我小組到大秦重載鐵路重車正線開展現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)試(見圖6)，現(xiàn)場(chǎng)安裝了2組優(yōu)化改進(jìn)后鋼軌無(wú)損加固設(shè)備，通過測(cè)試，對(duì)彈性?shī)A和夾板的受力狀況、振動(dòng)特性等進(jìn)行了綜合分析，認(rèn)為彈性?shī)A與夾板之間緊密貼合、無(wú)松動(dòng)，結(jié)構(gòu)合理、效果明顯，能滿足傷損鋼軌加固的需要。

圖6　現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)測(cè)試驗(yàn)圖

3　結(jié)語(yǔ)

通過應(yīng)用QC小組活動(dòng)“PDCA”的循環(huán)流程控制，解決了影響鋼軌無(wú)損加固設(shè)備夾板鎖定裝置松動(dòng)的問題。對(duì)大秦重載鐵路重車正線2組優(yōu)化改進(jìn)后鋼軌無(wú)損加固設(shè)備的12個(gè)彈性?shī)A進(jìn)行了3個(gè)月的觀測(cè)，彈性?shī)A與夾板緊密貼合，松動(dòng)率為零，優(yōu)化改進(jìn)取得了圓滿成功。

參考文獻(xiàn):

［1］中國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì).QC小組基礎(chǔ)教材［M］.北京:中國(guó)社會(huì)出版社，2000.

［2］TB/T 2975—2010，鐵路鋼軌膠接絕緣接頭技術(shù)條件［S］.

The application of QC method in rail nondestructive reinforcement device optimization

Xu Peng
( Railway Line and Station Yard Design Department，The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation，Tianjin 300142，China)

Abstract:The paper introduces the components of the rail nondestructive consolidation equipment，illustrates the application of QC method in the optimization of the rail nondestructive consolidation equipment from the status investigation，aim formulation，analysis of reasons，and identification of factors，countermeasures for the formulation and implementation other aspects，and solves the looseness of the splint locking devices.

Key words:QC method，rail，nondestructive consolidation equipment，splint

作者簡(jiǎn)介:徐鵬(1985-)，男，工程師

收稿日期:2015-11-28

文章編號(hào):1009-6825( 2016) 04-0145-02

中圖分類號(hào):U213.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A