新型接触网腕臂组装工具

承力索底座装 反
双套筒连接器 装反
结构高度不准
组装不在 同一平面
装配时间 （分钟）
0
否
0
否
0
否
0
否
0
否
0
否
0
否
0
否
0
否
0
否
100%
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
平均时间
否
3
否
3
否
5
否
7
否
5
否
3
否
6
否
3
否
3
否
3
4.1
效果检查
新型腕臂组装设备与传统腕臂组装错误率设备对照如下：
传统腕臂组装
4人
新型接触网腕臂组装工具结构示意图
2.加工组装
2015年4月-6月，崔中一、胡怀洲、戴泽浩在常州联系厂家加 工零部件，经过组装，实物如下。
加工完成后新型接触网腕臂组装工具实物图
（1）准备工作
3.现场试验
现场工器具摆放图
3.现场试验
（2）腕臂现场组装图
3.现场试验
（3）紧固需要对正部件 作业图
组装过程局部图片
成组装。
了装置稳定性的同时，提升了组装效率。
实用性 加工难易性
优点：腕臂组装快，组装质量高，装置简 单。
缺点：空间利用率低，安装精度不高，人 员组装不便利。
优点：占地面积小、工机具集中使 用、零部件紧固方便且准确、腕臂度量 准确，重要零部件装错率大大降低、大 幅度降低组装的时间。
缺点：“L”型支架卡滞。
（1）选点进行多人多点试验。 （2）做好试验情况记录，分析改进。
负责人
徐皓 李翔 江开春
崔中一 胡怀洲 戴泽浩
邓婕 徐思 崔中一 邓婕 徐皓 李翔 江开春
完成日期 2015.1-2015.3 2015.4-2015.6 2015.7-2015.9
2015.10
7 对策实施
1.结构尺寸设计
2015年1月-3月，徐皓、李翔、江开春经过多次现场勘查和 测量，最终确定的总体结构及尺寸设计如下。
提出最佳方案&确立最终方案
方案1 固定支架
方案一：立面腕臂组装设备主体模型，主体结构不可调，针对特定尺寸腕臂组装。 该方案不能充分利用立体空间，局限性大，支架不可调节，不能满足现场需要。
提出最佳方案&确立最终方案
方案2 可调式支架
方案二：主体可调，中间加入可调L型支架， 可针对不同尺寸腕臂完成组装。 方案二尺寸可调、灵活性高、现场可用性高。
提出最佳方案&确立最终方案
（1）底座部分材料选择： 底座以及底座上的开、闭口U型环要承担该装置以及腕臂的重量，所以
底座的材料应具备抗压，机械强度高的特点，同时底座还兼顾整个装置组 装过程中的稳定性、携带的便携性等特点，最终QC小组成员研究决定全部 选择不锈钢材质。
提出最佳方案&确立最终方案
（2）滑道部分材料选择： 滑道要根据腕臂长短来调节两底座的宽度，所以要求滑道的材质要耐
成本
450元/个
800元/个
850元/个
选定方案
否
否
是
提出最佳方案&确立最终方案
通过优、缺点对比，小组和专家一起从实用性、稳定性、加工难易性、安装简易性、携带轻便性、成本经济 性六个方面对比，最终选择方案三。
接
固定支架腕臂工具设计
触
网
新
型
腕
立面腕臂组装工具设计
臂
组
装
工
具
立面腕臂组装工具优化设计
最佳方案选择图
QC小组名称
上海高铁维修段沪宁车间供电QC小组
成立日期
2013.01
小组注册日期
2013.03
注册号
2013-GD-01
课题名称
研制接触网新型腕臂组装工具
小组类型
创新型
活动起始日期
2015.01
本课题注册日期
2015.03
序号
姓名
性别
文化程度
职称
组内分工
1
徐皓
男
本科
工程师
组长
2
李翔
男
本科
工程师
副组长
提出最佳方案&确立最终方案
方案3 立面腕臂组装设备优化设计图
方案三：立面腕臂组装设备优化设计，对“L”型支架进行改进。QC小组深入思考，决定采取三角 形稳定结构，加装一段斜撑。三角形结构稳定，受力均匀，基本解决了支架竖边“l”变形的问题。
提出最佳方案&确立最终方案
（4）方案技术指标对比 针对以上三种结构设计方案 ，小组成员从实用性和加工难度等方面对个方案进行了优缺点比较，如下表所示：
提出最佳方案&确立最终方案
2. 材料比选 2015年5月中旬，小组成员展开讨论，针对立面腕臂组装设备使用广泛、 环境较为恶劣的室外高铁线路及线路旁边，材料需具有耐老化、抗高温、 抗严寒、寿命长等特点，我们对该装置以下部分的材料进行了选择： （1）底座部分材料选择 （2）滑道部分材料选择 （3）“L”型支架部分材料选择
6分钟
现状
目标
腕臂装配一次合格率
可行性分析： 彻底解决了度量不准、零部件装斜、部件
装反、组装不同面的问题。预留10%不可控出 错。
现状
目标
腕臂组装时间
可行性分析： 现在的装配时间=备料+腕臂组装+力矩紧固 =5 + 12 + 4= 21 分钟 预估新型工具装配时间=备料+腕臂组装+力矩紧固 =1 + 3 + 2= 6 分钟
段发关于新型腕臂组装流程的有效文件
标准化
积极申请专利申请技术交底书，从发明的目的、优点和效果、技术方案、具体实施例 别等几个方面进行申请。
5
提出最佳方案&确立最终方案
1、提出各种方案 设计一种腕臂组装装置，考虑其使用方便，缩短腕臂组装时间，提高腕臂组装的
准确性，该装置在产品材料上考虑光滑，耐腐蚀，耐磨耗，底座稳定等特殊要求。 各方案具体技术要求为： （1）高韧性、防腐蚀，重量轻，寿命不少于5年; （2）滑道光滑，装置移动阻尼小，调节方便； （3）各部件焊接良好，不会脱落，保证装置的完整性; （4）整体安装拆卸操作方便，不增加工作量； （5）装置定位部分保持平行，保证上、下腕臂的相对空间位置。
方案
方案一
方案二
方案三
结构设计方式
固定支架组装工具设计
立面腕臂组装工具设计
立面腕臂组装工具优化设计
方案分析
与平面组装相比，单边支撑装置设计将腕 实现空间组装，主体可调，中间加
针对方案二中的“L”型支架卡滞问题，
臂结构初步放入空间内进行组装。
入可调L型支架，可针对不同尺寸腕臂完 增加了斜撑，使得腕臂调整更加方便，提高
取得了佳绩，荣获接触网团体第一名，并包揽了个人第1、2、4、5、6、7的好成绩，取得了历史性 的突破。
9 标准化
标准化
小组成员深入现场进行推广， 组织现场人员进行培训，对新型腕 臂组装工具给予相应的指导，并制 定《接触网新型腕臂组装工具使用 标准化流程》。
接触网新型腕臂组装工具使用标准化流程
标准化
6人
按照要求组装
安装不符合要求
新型腕臂组装
10人
正确 错误
腕臂组装一次合格率
腕臂组装精准度提高，安装一次性装配合格率由改造前40%上升至改造后100%。
100%
90%
实
40%
现
目
标
改造前
目标 腕臂组装一次合格率
改造后
腕臂组装时间
腕臂组装时间缩短，从原来的平均21分钟缩短到平均6分钟。
21分钟 改造前
6 制定对策
设计方案确定后，小组制定了实施对策：
对策表
序号
项目
对策
目标
措施
能满足1.5m-
结构尺寸 根据选定方案设 2.5m多种型号 （1）总体结构设计；
1
设计
计结构尺寸图 的腕臂组装需 （2）角度尺寸设计确定。
求
符合设计图纸 （1）联系具备生产资质的厂家；
2
加工组装
按重要。
上海铁路局上海高铁维修段，承担着长三角沪宁、沪杭、宁杭三条重要高铁
线路基础设施的养护维修任务。其中，供电专业养护维修任务里程高达700公里
。为了保证供电的安全与稳定，供电专业在日常作业中，结合现场情况，在原有
的施工工艺与作业流程上，进行了大胆的创新。
2
小组简介表
选择课题
传统腕臂组装统计分析：
随机抽取10名接触网工进行传统平面腕臂组装，4人按照要求完成腕臂组装，6人安装不符合标准。 对错误的项目进行了统计，得到下列结果：
选择课题
项目查新：中国及多国专利审查信息网查重，未发现腕臂组装的相关文献报道。
4
设 定 目 标
40%
设定目标及可行性分析
90%
21分钟
8
传统腕臂组装PK利用新型腕臂组装工具组装腕臂
效果检查
我们随机抽取10名接触网工利用新型腕臂组装支架进行腕臂组装，10人按照要求完成腕臂组 装，准确率100%，安装平均时间4分钟。
汇总 姓名
度量不准 （处）
钱云峰
0
任永太
0
郑兴磊
0
徐祥
0
孙文杰
0
从尤亮
0
张晓军
0
梁康
0
余航
0
唐华
0
一次安装合格率
零部件装斜 （处）
6分钟
目标 腕臂组装时间
实
4分钟
现
目
标
改造后
经济效益
经济效益：利用新型腕臂组装工具完成组装30次，损伤零部件0个，直接节省经济成本1.5万元。
社会效益
社会效益： 2015年8月3日-8月6日，上海高铁维修段接触网技能竞争中，沪宁车间利用新型腕臂组装工具，
获得了个人第1、3、4、5、6以及团体第一名的优秀成绩。 2015年09月28日,在“上海铁路局第六届职业技能竞赛供电系统决赛”中使用新型腕臂组装工具
上海局一等奖 上海局一等奖
副组长 李翔
小组简介
车间主任 徐皓 副组长 邓婕
江开春
崔中一
胡怀洲
戴泽浩
徐思
小组结构： 职称：工程师3人，助理工程师4人，技师1人。 学历：大专1人，本科5人，研究生2人
3 选择课题
选择课题
原
腕臂，是接触网支撑装置，它通过绝缘子固定在支柱上，实现对定位装置的固定。
因
目前腕臂组装普遍采取的方法是平面组装。
优点：占地面积小、工机具集中使用、 零部件紧固方便且准确、腕臂度量准确，重 要零部件装错率大大降低、大幅度降低组装 的时间，提高了组装成功率、设备稳定性高、 低磨损。
缺点：无 。
尺寸要求高，加工难度低。加工时间6个小 尺寸要求高，加工难度高。加工时
尺寸要求高，加工难度高。加工时间32
时
间30个小时
个小时
针对腕臂的尺寸结构，考虑设计的装置能够 满足最广泛的应用需求，同时减轻组装人员的身 体负担，提高组装准确度，现创新设计立面腕臂 组装装置。该工具将上、下腕臂空间张开，开孔 处两根腕臂保持平行；
各个零部件分装在腕臂的相应位置，竖直向 下，方便加载力矩，提高了组装准确度；装置占 地面积小，组装过程中使用的各个工具集中摆放 在一起，方便使用，提高组装效率；
可移动“L”型支架用于依据平腕臂的具体 尺寸进行滑动调节。可移动装置底座可以依据整 体腕臂的空间结构进行调整。上述两个调节部分 提高了设计装置的通用性。整体设计初步达到了 前期预设目标。
提出最佳方案&确立最终方案
经小组讨论，该装置的“L”型支架装上平腕臂后会出现卡滞现象。 当固定平腕臂后，“L”型支架竖边易产生变形，继而影响支架贴片与水 平滑道的滑动状态，增加摩擦阻力，影响组装效率。
尺寸要求，准 确率100%
（2）提供产品需求书； （3）及时与厂家联系，优化方案； （4）验收产品。
进行稳定性等方 零部件组装位 （1）现场对安装过程进行试验；
3 现场试验
面测试
置准确、结构 （2）现场对固定架的稳定性、水平位置的保持
稳固
性进行试验。
4
上道试验
进行上道试验
满足天窗修作 业现场环境要
求
腐蚀，柔韧性高，阻尼系数小等特点，最终QC小组成员研究决定选择铝合 金材质。
提出最佳方案&确立最终方案
（3）“L”型支架部分材料选择： “L”型支架要直接在水平滑道上移动，同时要承担平腕臂的重量，所
以要求“L”型支架的材料耐腐蚀，柔韧性高，阻尼系数小等特点，最终QC 小组成员研究决定选择的铝合金材质。
新型接触网腕臂组装工具
1
前言
背
景
截止2015年底，我国高速铁路运营里程达到了 1.9 万公里，占据了世界高
速铁路总运营里程的 60% 以上。中国高速铁路引领着全世界高速铁路的发展。
随着高速铁路的快速发展，高速铁路日常的养修维护作业显得格外重要。在高速
铁路养修维护作业中，安全、高效、新型的作业工机具，实用而具有创新性的作
3
小组成员概 况
4
5
邓婕
女
江开春
男
崔中一
男
本科 研究生 研究生
工程师 助理工程师 助理工程师
副组长 组员 组员
6
戴泽浩
男
本科
助理工程师
组员
7
胡怀洲
男
大专
高级工
组员
8
徐思
女
本科
助理工程师
组员
学习情况
人均接受QC教育超过90小时
小组历年获奖情况
2014年 2015年
高铁供电安全工器具存储研究与管理实践 非支锚支定位卡子锈蚀的预防和整治
组装完成图
3.现场试验
经过小组成员的共同努力，在2015年8月，立面腕臂组装工具终于成功研制完成。 准备工作：腕臂组装所需材料工具、新型接触网腕臂组装支架
腕臂组装：将腕臂放在组装支架上，各零部件逐一组装
完成组装：紧固力矩，组装完成 立面腕臂组装流程图
4.上道试验
2015年度下半年，因维修原因，常州站9道、10道暂 时封闭，因此小组选定常州站作为上道试验的地点。10 月8日天窗，小组利用研制的新工具在9道21号杆接触网 钢柱进行了腕臂组装、吊装试验，组装用时3分57秒，组 装度量准确，结构符合规范，顺利吊起安装，达到预期 目标。