1、集中预制六角空心块脱模设备研制目目 录录一、工程概况.1二、小组概况.1三、选择课题.1四、设定目标.2五、提出各种方案并确定最佳方案.21、提出方案.22、对比分析及选定方案.33、方案实施过程中必须研究解决的问题.34、子方案分析、评价.35、确定最佳方案.4六、制定对策表.4七、按对策表实施.5八、确认效果.81、活动目标效果.82、经济效益.93、美观性、施工标准化程度.94、社会效益.9九、标准化.9十、总结及今后打算.101、总结.102、今后打算.101集中集中预预制六角空心制六角空心块块脱模脱模设备设备的研制的研制1、工程概况杭绍台高速公路绍兴金华段HST-TJ03合同段，路线2、全长7.06Km。全线设鉴湖互通一处，绍诸拼宽4km。本合同工程总造价为91111.1089万元，工期为45个月。预制构件合计4603m3，其中六角空心块3215 m3（换算成六角空心块为28.9万块），C25砼路基边沟盖板475 m3，隧道电缆沟盖板913 m3。均由杭绍台三合同段小型构件预制中心预制。如右图所示。小型构件预制中心布置图 2、小组概况QC 小组概况表 表1小组名称浙江交工金筑交通建设有限公司杭绍台三标项目部 QC小组课题名称集中预制六角空心块脱模设备的研制注册日期2017-3-20注册号课题类型创新型课题注册号活动时间2017.4-2017.12活动次数10小组培训情况小组成3、员人均接受 QC 知识培训 30课时以上序号组内职务姓 名性别年龄学历职称组内分工1组长男36本科高级工程师组织策划2副组长男34本科高级工程师组织协调3组 员男57本科高级工程师组织实施4组 员男43专科助理工程师组织实施5组 员男33本科工程师材料试验检测6组 员男27本科助理工程师技术质量负责7组 员男28专科助理工程师现场质量跟踪8组 员男28本科助理工程师现场质量跟踪9组 员男26本科助理工程师资料统计整理10组 员男35高中现场操作备注：小组共有成员10人，其中大专文化以上文化程度人员90%。小组成员全部都受QC培训考试合格，人均受QC教育时间60小时。小组出勤率：95%。制表人：4、柴超超制表日期：2017年3月20日3、选择课题人工橡胶锤敲击脱模的方式效率较低，平均花费时间为30s/块，需要较多工人安排在脱模环节，与标准化施工有一定差距。浙江省交通建设工程监督管理局对小型构件集中预制标准化、机械化要求严格，将把我项目部的小型构件预制中心作为标杆进行推广，要求采用机械设备进行脱模施工工艺。2综上所述，我们选定的课题为：4、设定目标1、设定目标 2、目标分析（1）浙江省交通建设工程监督管理局对小型构件集中预制标准化、机械化要求严格，将把我项目部的小型构件预制中心作为标杆进行推广，对我们QC工作的大力支持，鼓励我们采用新的脱模工艺及设备，本小组有多年的QC活动经验。（2）依托5、本集团公司企业技术中心的支持，可有效解决“集中预制六角空心块脱模设备”制作、试验等问题；新产品“集中预制六角空心块脱模设备”应用技术，可在后续工程项目上开展推广应用；（3）由杭州客图设计制作2：1模型，进行仿真模似试验，优化方案提供有力保障。5、提出各种方案并确定最佳方案1、提出方案根据目标要求，QC小组制定活动计划，于2017年4月2日，由QC小组组长刘国超召集小组成员，围绕集中预制六角空心块脱模设备的研制召开专题会议。采用“头脑风暴法”集思广益提出各种方案并进行论证，通过对小组人员“奇思妙想”的整合，提出了几种设计方案，并做了相应的方案样板试验：方案设计对比表 表2项目实施时间2017.46、.5-5.5实施地点现场实施人员方晓剑制表人方晓剑实施方法画出具有叉取并能自动翻转的设备设计草图。简单可以分为叉取部分、旋转部分、敲击部分、移动部分；方案一：方案一：采用叉取采用叉取并能自动并能自动翻转、敲翻转、敲击脱模的击脱模的设备方案设备方案图示 方案二：方案二：采用自采用自动动翻翻转转、电电实施方法画出具有自动翻转、电镐震动脱模的平台设计草图。简单可以分为翻转部分、敲击震动部分、输送部分、控制部分。脱模小车效果图人工橡胶锤敲击塑料模具为单点敲击，受力不均匀易造成六角块出现破损尺寸1cm以上缺边掉角的现象。脱模小车样板图1、确保六角空心块在脱模期间效率达到15s/块2、六角块破损率（边角破7、损1cm以上）控制在3以内目标3镐镐震震动动脱脱模的脱模模的脱模平台方案平台方案图示 实施方法运用SolidWorks软件进行机械三维设计并出具详图。简单可以分为震动部分、输送部分、动力部分、感应控制系统。方案三：方案三：采用自采用自动动输输入入输输出出、自、自动动震震动动脱模的脱模的脱模生脱模生产产线线方案方案图示 制表人：方晓剑 制表时间：2017年5月6日2、对比分析及选定方案针对以上三种方案，QC小组成员从多方面、多角度考虑，并按每循环次施工方法及要求进行分析和评价，具体见表2：最佳方案分析评价表 表3方案技术特点耐久性美观性经济性结论方案一脱模小车小车可以实现叉取及自动翻转有两个轮胎8、可移动，灵活方便设备较简单，主要是叉取和翻转部分，不易损坏。但是敲击模具空心部分会造成模具损坏现象。设备简单明了，小车造型符合设计及使用的理念，整个设备略显简易。加工制作费最少，维修费用少，但易造成模具空心部分破损，经济不高。人工效率较低。不选用方案二脱模平台可以自动翻转需要人工搬运放置由翻转震动及电镐震动双重脱模设备主要依靠翻转震动及电镐震动脱模，电机及翻转部分的滚轴和钢丝绳易损坏。小小的平台涵盖了翻转、脱模、输送等功能，但是电镐设置在上方无遮蔽，外包装简陋。加工制作费用少，维修费用不高，人工效率一般。不选用方案三脱模生产线输入输出均由输送带自动感应输送空气锤自动敲击脱模，敲击开关由感应装置9、控制设备由感应控制模块控制输送及脱模，各主要部件不易损坏，橡胶柱易损坏，需及时更换。整个设备精致美观，生产线的整体造型功能一目了然。输入输出及控制系统设置合理。加工制作费用较高，维修费用低。对模具破坏较小。人工效率较高，节省人工。选用制表人：朱玉宝 制表时间：2017年5月8日3、方案实施过程中必须研究解决的问题实施在自动输入输出感应震动脱模的脱模生产线施工方案过程中，需要解决：输送效果控制锤击力效果质量控制感应输送震动模式选定控制脱模后构件脱落质量控制四个方面问题。经过QC小组成员的分析讨论，将方案三进行展开分析，采用系统图展开（控制方案），控制方案），见图11,并进一步对比分析、确定。滚轴10、式输送带 皮带式输送带脱模平台效果图脱模平台样板图震动核心部分脱模设备样板图未封外壳的脱模设备工作中的脱模设备设备4 顶部角钢导轨 底部角钢导轨 变速电机调节转速 齿轴调节输送带转速 圆盘式+橡胶垫 六边型+橡胶垫 气动震动器 空气锤SK-80型 接触式感应开关 红外线对射感应 压敏式感应开关 漫反射红外线开关 PLC控制软件 微型电脑 底部设置橡胶 脱落高度调节 制表人：朱玉宝 制表时间：2017年5月8日图5-1 最佳方案展开分析系统图4、子方案分析、评价 子方案分析评价表 表4主要性能评估选择结论项目对应的要素备选子方案优点缺点滚轴式输送带坚硬、美观间隔的滚轴易使构件输送不平稳不选用输送11、带的选择皮带式输送带输送平稳、防滑效果皮带表面易脏,输送端头处易积灰选用采用变频电机调节转速控制方案顶部角钢导轨定位不磨损输送带不易安装不选用输入端定位控制选择底部角钢导轨定位易控制，定位明显位于输送带两侧模具轻微磨损选用采用底部角钢导轨定位控制方案变频电机转速控制适应频繁启动、频繁调速、频繁制动的严苛工作环境易给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题选用输输送送效效果果控控制制输送速度控制齿轮调节输送带转速使用的圆周速度和功率范围广，寿命长要求较高的制造和安装精度，成本较高不选用采用变频电机调节转速控制方案圆盘型+橡胶垫受力接触面积大重量大；橡胶垫较薄易损坏不选用锤击面形式的选择六边形+橡12、胶柱受力点均匀布置在六边形角点；重量小需对橡胶柱螺丝进行加固选用采用六边形+橡胶柱控制方案气动震动器作用面为条形，与六棱块六边相吻合三个震动器同步性较差不选用锤锤击击效效果果质质量量控控制制生产线震动器型号的选择空气锤SK-80型空气压力及频率满足施工要求并可调尺寸较大选用采用空气锤SK-80型控制方案接触式感应开关感应灵敏必须碰触物体，安装不方便不选用输入端感应控件选择红外线对射光电开关精度高、抗干扰强、检测距离远安装精度要求高选用采用红外线对射光电开关控制方案压敏式感应开关灵敏度高安装在输送带上易受震动损坏不选用感感应应输输送送震震动动模模式式输出端感应控件选择漫反射红外线光电开关感应探头13、灵敏度高，可调节检测范围大安装侧面需要留开口感应红外线选用采用漫反射红外线光电开关控制方案底部设置承接弹簧避免构件直接刚性接触输送带上不易安装不选用脱脱模模脱模后构件脱落质量控制调整脱落高度不改变输送带，调节高度易改装20cm脱落高度选用采用调整脱落高度控制方案制表人：杜彬锋 制表时间：2017年5月9日5、确定最佳方案经QC小组通过对子方案对比分析，确定了最佳方案，见系统图。5 滚轴式输送带 底部角钢导轨 变速电机调节转速 六边型+橡胶垫 空气锤SK-80型 红外线对射感应 漫反射红外线开关 微型电脑 脱落高度调节 输送带加固皮带加厚 制表人：杜彬锋 制表时间：2017年5月9日图5-2 最14、佳方案开展系统图6、制定对策表2017年5月12日，根据选定的最佳方案及子方案，小组成员对方案中影响施工质量、技术可行性等因素再次进行讨论分析，分别制定相应对策并做具体分工和安排。对策表 表5序号项目对策目标措施地点完成时间负责人1输送效果控制输送带选用皮带式输送带输入端定位控制采用底部角钢导轨定位输送速度控制采用变频电机调节转速 1、精确安装输送带，输送精度误差控制在2mm以内2、输送带速在0.2m/s-1.5m/s范围之间可调控制经过详细的市场调查，结合实际情况数据进行对比的分析，选定符合实际情况要求的部件；原材料质量验收。安装完成后进行复核并验收。小型构件预制中心2017年6月15日周海15、波黄金丹2锤击效果质量控制锤击面采用”六边形+橡胶柱”模式选择功率和压力都符合要求SK-80型空气锤1、确保六角空心块在脱模期间效率达到15s/块2、破损率控制在3以内使用时间继电器控制空气锤以1次/s的速度锤击选用适合的锤击压力达到有效脱模而不损坏构件迅雷轴承机床加工场2017年6月25日方晓剑朱玉宝3感应输送震动选定控制采用红外线对射感应模具输入到位漫反射红外线开关感应构件脱出输送微型电脑控制判断逻辑1、确保模具到达输入位后自动感应然后震动。2、感应六角块脱出后输出端自动输出构件同时开启下一循环对射红外线感应开关位于震动核心位置端头，控制输送端及震动核心开启或关闭漫反射红外线开关位于输出端16、位置，感应构件脱出开启输送端输送带同时开启输入端输送带进行下一循环微型电脑控制判断逻辑并执行迅雷轴承机床加工场2017年6月30日方潞帆刘国超4构件脱落质量控制输出端输送带加固,皮带加厚并设置限位板脱落构件外观棱角质量控制1、确保脱出构件平稳脱落2、破损率控制在3以内对输出端输送带的钢板进行加固，同时皮带加厚起到缓冲作用设置限位挡板防止构件倾斜脱落尽量减小脱落高度小型构件预制中心2017年7月12日段绪毅柴超超制表人：方晓剑 制表时间：2017年5月12日7、按对策表实施实施一：输送效果控制1、输送带精确安装定位对策实施 输送带精确安装定位对策实施表 表6实施目标精确安装输入端输送带、角钢导轨17、输入端外壳，使模具输送至震动核心位置精度误差控制在2mm以内实施人员实施过程实施步骤图示周海波黄金6旋钮控制速度变频电机安装外壳导轨偏差检查偏差检查1、输送带、角钢导轨、输入端外壳进行验收，满足使用要求输送带规格-长：1.5m宽：0.6m高0.1m；2、安装输送带、角钢导轨，导轨采用可调时方便对不同尺寸六角块模具进行脱模，导轨内间距设置为40.4cm。3、定位安装后进行质量验收 丹效果检查输送端安装定位质量验收表序号项目检查要求检查工具检查结果（mm）结论1输入端与震动位水平偏差偏差2mm以内游标卡尺-2、0、-1、-1合格2输入端与震动核心高差高度偏差2mm以内游标卡尺-1、-2、1、0合18、格结论结论：模具：模具输输送至震送至震动动核心位置精度核心位置精度误误差在差在2mm2mm以内，以内，输输送送顺畅顺畅有序。有序。制表人：周海波 制表时间：2017年6月16日2、变频电机调节输送带速度对策实施 变频电机调节输送带速度对策实施表 表7实施目标输送带速在0.2m/s-1.5m/s范围之间可调控制实施人员实施过程实施步骤图示1、电机型号参数确定及输送带变频电机安装电机规格-250w、220v、50HZ、90-1400rpm 2、变频电机连接至控制开关，通过旋钮调节电机来控制输送带输送速度。通过调节电机转速600rpm，控制输送带速度为0.5m/s 周海波黄金丹效果检查变频电机输送带19、速度验收表序号项目检查要求检查方法检查结果结论1变频电机调节输送带速度0.2-1.5m/s间调控模具输送0.2m/s-1.5m/s满足要求结论结论：输输送送带带速度控制在速度控制在0.2m/s-1.5m/s0.2m/s-1.5m/s范范围围之之间间可可调节调节制表人：黄金丹 制表时间：2017年6月17日实施二：锤击效果质量控制 锤击效果质量控制对策实施表 表8实施目标1、确保六角空心块在脱模期间效率达到15s/块；2、破损率控制在3以内实施人员输入端外壳安装角钢导轨安装输送带皮带式输送带接线至控制开关变频电机型号参数7时间继电器运行感应模具到位实施过程实施步骤图示1、使用时间继电器控制空气锤20、以1次/s的速度锤击。时间继电器以开启0.6s关闭0.4s的循环控制空气锤震动频率 2、为满足空气锤1次/s锤击速度，相当于每1s消耗0.455L空气，空气锤连续工作一分钟消耗为27.3L空气，则空压机的产气效率必须大于60L/min3、锤击面采用”六边形+橡胶柱”受力点均匀分部在六个角点处，使模具受力更加均匀，降低锤击面混凝土破损率 4、通过多次对比试验及分析，得出了空气锤对模具施加0.7Mpa的压力并锤击面理论到位为5mm时锤击效果最佳，不会出现混凝土破损现象同时效率最高,达到14.6s/块方晓剑朱玉宝效果检查通过试验对比检查，时间继电器控制空气锤，静音空压机提供足量的高压空气保证空气锤的21、锤击速度及锤击压力，保证六角块高效完整脱模。（试验结果详见第八节效果确认）结论结论：1 1、六角空心、六角空心块块在脱模期在脱模期间间效率达到效率达到14.6s/14.6s/块块 2 2、破、破损损率控制在率控制在3 3以内。以内。制表人：朱玉宝 制表时间：2017年6月26日实施三：感应输送震动选定控制 感应输送震动选定控制对策实施表 表9实施目标确保模具到达输入位后自动感应然后震动，感应六角块脱出后输出端自动输出构件同时开启下一循环实施人员实施过程实施步骤图示安装输入端对射红外线感应开关，感应六角块模具输送到位时，停止输入 2、安装漫反射红外线感应开关，感应六角块脱出后，启动输出,同时启动22、输入下一循环六角空心块 方潞帆刘国超采用2*1100-60L无油静音空压机，产气速度满足要求分成3组每组300个六角空心块进行脱模对比试验六边形锤击面安装漫反射开关感应六角块脱出锤击面与空气锤时间继电器型号六边形锤击面8人机交互界面设置减小脱落高度钢板采用1cm进行加固处理，皮带采用5mm厚度PVC耐磨防滑皮带3、安装微型电脑控制整个设备逻辑判断程序 4、各部件安装完毕后，整体调试程序及各部件运行参数表设置确保设备平稳运行效果检查各部件调试完成后实现，六角空心块完成自动脱模循环结论结论：脱模生：脱模生产线产线脱模脱模顺畅顺畅有序，能有序，能够够保保证证六角空心六角空心块块快速完整脱模。快速完整23、脱模。制表人：方潞帆 制表时间：2017年7月5日实施四：脱模构件脱落质量控制 脱模构件脱落质量控制对策实施表 表10实施目标确保脱出构件平稳脱落同时破损率控制在3以内实施人员实施过程实施步骤图示1、对输出端输送带的钢板进行加固，同时皮带加厚起到缓冲作用2、尽量减小脱落高度 3、设置限位挡板防止构件倾斜脱落，造成底面棱角破损 段绪毅柴超超效果检查 结论结论：脱出的六角：脱出的六角块块外外观观光光洁洁、棱角平直未出、棱角平直未出现现破破损现损现象。象。制表人：柴超超 制表时间：2017年7月15日8、确认效果1 1、活动目标效果2017年7月17日至7月27日，小组决定选取同一批次生产的六角空心24、块，在养护条件、模具类型、脱模剂等条件相同的情况下，分成2组每组1000个六角空心块六角块平稳脱落整机调试及参数确定，试运行完成脱模17块脱出的六角块表面光洁，棱角未出现缺边掉角的破损情况安装微型电脑最小脱落高度蓝色限位挡板安装9进行脱模试验对比。一共进行了10次对比试验，两个对比方案同时进行脱模，记录详细情况如下：六角空心块脱模效率统计表 表11 次数方案12345678910平均效率(s/人块)人工脱模2731242826322925222526.9脱模生产线1614151317151613151214.6调查者：方潞帆 地点：杭绍台三标小型构件预制中心 时间：2017年7月28日制表人：25、方潞帆 制表时间：2017年7月28日 制图表人：叶水标 制表日期：2017年7月28日图 集中预制六角空心块脱模设备提高效率柱状图小组通过方案试验跟踪记录六角空心块在不同方案的脱模过程中成品六角空心块有无1cm以上受损情况。六角空心块脱模破损率情况统计表 表12 次数方案12345678910平均破损率()人工脱模67468346745.5脱模生产线23122121221.7调查者：方潞帆 地点：杭绍台三标小型构件预制中心 时间：2017年7月28日制表人：方潞帆 制表时间：2017年7月28日 制图表人：叶水标 制表日期：2017年7月28日图 集中预制六角空心块脱模设备降低破损率柱状图本26、项目创新活动后比活动前平均效率提高达到14.6s/块，且处于稳定状态。同时破损率控制在2以内，脱出来的六角空心块内实外美，棱角完整。目标一实现目标二实现102、经济效益集中预制六角空心块脱模生产线，因其耐久性强、节省人工脱模工时费费用，以一天生产量（2000块计算），人工脱模需要7人脱模，2人打包；而脱模生产线仅需1人搬运，2人打包。即每2000块节省6个人工，每个人工按200元计算。破损率造成的返工，人工脱模破损率为5，机械脱模破损率为1.7。仅在项目施工期间可使项目在六角空心块脱模费用上节省17.34+2.89-1+0.1-2.3=16.96万元人工费。脱模生产线施工成本计算对照表 表1327、脱模方式节省人工费（以200元/人工计算）材料费破损率导致的返工费（以20元/块计算）节省总计人工脱模1000元2.89万元机械脱模万元节省人工费34.1712002000289000材料费：1.5万元维修及电费：0.8万元1万元16.96万元制表人：方晓剑 制表时间：2017年8月4日3 3、美观性、施工标准化程度美观性、施工标准化对照表 表14活动前-人工脱模效率低下、现场杂乱活动后-脱模生产线外观优美、标准化程度高制表人：叶水标 制表时间：2017年8月4日4、社会效益集中预制六角空心块脱模生产线的研发得到了业主单位、监理单位、兄弟项目的一致好评，特别是在2017年8月22日举办的浙江省28、全省公路水运品质工程推进会暨施工标准化现场会中，各级领导对于本项目QC小组精益求精不断改进研发的新型脱模生产线产生浓厚的兴趣，进一步提升了交工集团施工单位的企业形象。9、标准化QC小组成员将本次的实施成果加以总结归类，制定标准化详见表13。标准化 表15 11序号项目内容标准化形式文件名称适用对象编号1集中预制空心六角块脱模施工作业指导书集中预制空心六角块机械脱模施工相关从业人员TT/ZYSD-162已申报实用新型专利实用新型专利六角空心块脱模装置相关从业人员3已申报发明专利发明专利六角空心块脱模装置及方法相关从业人员制表人：叶水标 制表日期：2017年11月20日10、总结及今后打算1、总结29、通本次过QC小组活动，经历了一段创新的历程，完成了课题活动的预定目标，为使小组成员综合素质更加显著提高，再接再励，我们将持之以恒的参与项目实践和创新，为企业发展注入科技活力和提高市场竞争力，为创造精品科研项目做好技术保障。QC小组成员对开展活动前后的综合能力进行自我评分，见表14。活动前后综合素质评价表 表16 序号项目活动前活动后结论1创新意识8096较大提高2工作热情8594较大提高3团队精神7888提高4质量意识8090提高5解决问题能力7595较大提高6QC知识7890提高制表人：刘国超 制表日期：2017年12月2日制图人：刘国超 制图日期：2017年12月2日2、今后打算 对我们小组而言，本次QC活动意义很深远，我们小组各个成员均切实体会到了QC活动的重要性，也体会到了产品研发与应用的成就感，激发了小组成员的积极性，我们计划对杭杭绍台高速三标的预制T梁减少混凝土表面气泡开展QC攻关活动，确保预制T梁施工质量。