常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校軌道交通系 陳 吉
泄壓電磁閥是電壓力鍋中的關(guān)鍵元件,主要作用是當飯煮好后釋放鍋內(nèi)的氣壓,目前某品牌的電壓力鍋自推向市場2年來泄壓失效故障率為1500ppm,距離行業(yè)一流水準200ppm存在較大的差距,泄壓失效的主要原因是電磁閥耐壓失效,為了盡快解決此問題,該公司成立了專門的研究小組,圖1是該品牌電飯煲和電磁閥的示意圖。
圖1 電飯煲和電磁閥示意圖
根據(jù)對失效件的拆解分析可知,電磁閥耐壓失效的主要表現(xiàn)為導(dǎo)線和連接器破損,其中導(dǎo)線破損占比85%。導(dǎo)線和連接器破損如圖2所示。
圖2 導(dǎo)線和連接器損傷圖
研究小組在對公司內(nèi)部的電磁閥組裝測試過程進行審核后,并未發(fā)現(xiàn)隱患點,于是研究小組在和供應(yīng)商溝通后決定將問題聚焦于導(dǎo)線組件生產(chǎn)過程,導(dǎo)線組件是由供應(yīng)商A提供的成品,經(jīng)過分析團隊發(fā)現(xiàn)包扎和成型過程是對電磁閥故障影響最大的兩道工序,對于包扎和成型造成的導(dǎo)線和連接器損傷研究小組用PFMEA表進行了分析,根據(jù)PFMEA(如表1)分析,導(dǎo)線損傷主要潛在原因是導(dǎo)線強度不足和導(dǎo)線包扎后堆放方式不當,而連接器損傷經(jīng)過現(xiàn)場審核發(fā)現(xiàn)主要在于供應(yīng)商A的子供應(yīng)商連接器模塊來料不良,由于連接器損傷占比不到10%,所以研究小組主要聚焦于導(dǎo)線損傷的改善。
表1 關(guān)鍵過程FPMEA表
(1)導(dǎo)線堆放方式確認
當前導(dǎo)線包扎完后是通過托盤運輸?shù)?,在現(xiàn)場審核時,團隊有人建議導(dǎo)線包扎后堆疊在一起容易造成損傷,而有些成員認為不會,為此團隊經(jīng)過討論決定用卡方檢驗進行確認,原假設(shè)H0:導(dǎo)線破損和堆疊方式?jīng)]有關(guān)聯(lián)性,備擇假設(shè)Ha:導(dǎo)線破損和堆疊方式有關(guān)聯(lián)性,置信水平=95%,卡方檢驗表如表2所示,根據(jù)卡方檢驗的結(jié)果P值為0.508>0.05,可知導(dǎo)線破損和堆疊方式?jīng)]有關(guān)聯(lián)性。
表2 卡方檢驗觀察表
(2)導(dǎo)線強度不足
研究團隊通過對供應(yīng)商的整個生產(chǎn)過程以及電磁閥的生產(chǎn)過程的分析,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線從生產(chǎn)到進入最后的組裝測試出現(xiàn)破損的比例非常低,但是實際電磁閥做耐壓測試時失效的比例在1500ppm,通過對破損導(dǎo)線的強度分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線的強度基本處于下限值,規(guī)范要求9-11kgf,實際測試了50件發(fā)現(xiàn)強度最小8.7kgf,最大9.0kgf,而未破損的導(dǎo)線最小為9.1,最大9.5kgf,通過測試結(jié)果對比可知,導(dǎo)線強度是關(guān)鍵的失效原因。
研究小組和導(dǎo)線供應(yīng)商研究了導(dǎo)線生產(chǎn)工藝后,根據(jù)以往案例的經(jīng)驗快速鎖定了導(dǎo)線擠出工藝中的預(yù)熱溫度是強度的關(guān)鍵因子,為了驗證預(yù)熱溫度與導(dǎo)線強度的關(guān)系,采用了回歸分析法,回歸分析表見表3。
表3 預(yù)熱溫度與導(dǎo)線強度回歸分析表
根據(jù)回歸分析結(jié)果(如圖3)可知,預(yù)熱溫度與導(dǎo)線強度之間存在線性相關(guān),回歸模型顯著,最佳預(yù)熱溫度設(shè)置為116℃。
圖3 預(yù)熱溫度和導(dǎo)線強度回歸分析結(jié)果圖
根據(jù)確定的根本原因,和線圈供應(yīng)商確認后,決定采取如下改進措施:
(1)將導(dǎo)線擠出預(yù)熱溫度設(shè)定為116°C。
(2)在線圈成型前100%檢驗導(dǎo)線表面是否有破損、飛邊、氧化等缺陷。
改善后,經(jīng)過3個月的效果跟蹤,電磁閥耐壓測試率大大提升,3個月內(nèi)共售出電壓力鍋118865件,共反饋12件泄壓問題,反饋率101ppm,已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先水平,通過質(zhì)量改善,3個月共產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益近10萬元。
結(jié)論:電磁閥耐壓測試失效的根本原因是導(dǎo)線的破損,而破損產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)線擠出工藝參數(shù)中的預(yù)熱溫度設(shè)置不合理,通過改善預(yù)熱溫度,大大降低了電磁閥的耐壓失效,同時使A公司的電壓力鍋無法泄壓的缺陷也得到了大幅度的改進。