張蒙達(dá)，李 凱，邵 彥

(國能神東煤炭集團(tuán)設(shè)備維修中心，陜西 榆林 719315)

0 引言

連采機(jī)是煤礦井下房柱式采煤和巷道掘進(jìn)的主要設(shè)備之一。近年來，神東公司煤炭產(chǎn)量逐年增加，設(shè)備更新?lián)Q代少，連采機(jī)大修呈周期縮短、維修次數(shù)增加的趨勢(shì)[1 -2]。所在車間是連采機(jī)整機(jī)及部件維修的主力車間，負(fù)責(zé)將修復(fù)后經(jīng)測(cè)試合格的運(yùn)輸槽供給配套設(shè)備，并發(fā)放各礦井使用。在焊接修復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備整體狀態(tài)差，結(jié)構(gòu)件磨損嚴(yán)重，每次維修越來越困難，尤其是運(yùn)輸槽進(jìn)入整機(jī)組裝工序或下井安裝時(shí)，出現(xiàn)不合格率高的問題。針對(duì)運(yùn)輸槽焊接修復(fù)質(zhì)量問題，通過開展質(zhì)量管理小組活動(dòng)(簡稱QC小組)的方式，利用標(biāo)準(zhǔn)的流程、合理的方法和豐富的工具，找出根本原因，并制定相應(yīng)的對(duì)策，來提高運(yùn)輸槽的維修質(zhì)量，以減少安裝返工。

1 運(yùn)輸槽修復(fù)不合格原因分析

1.1 運(yùn)輸槽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

連采機(jī)運(yùn)輸機(jī)構(gòu)為單鏈刮板輸送機(jī)，其運(yùn)輸槽由前后2部分組成，如圖1所示。前面部分在裝煤鏟板上；后面部分又分前后兩段，前段溜槽3的一端以鉸接軸1與裝煤鏟板鉸接，在2個(gè)升降液壓缸作用下溜槽可繞鉸接軸1上下升降；另一端以軸4與后段溜槽6鉸接，在擺動(dòng)液壓缸8作用下后段溜槽(即機(jī)尾)可繞軸4水平擺動(dòng)，以調(diào)整機(jī)后卸載時(shí)的高度和左右位置。輸送機(jī)材質(zhì)耐磨性能好，強(qiáng)度高，溜槽高度低，槽底裝有可更換的耐磨合金板[3 -5]。

1、4-鉸接軸；2-彎曲側(cè)板；3-前段溜槽；5-耐磨板；6-后段溜槽；7-機(jī)尾滾筒；8-水平擺動(dòng)液壓缸；9-螺桿緊鏈裝置；10-升降液壓缸鉸軸圖1 連采機(jī)運(yùn)輸槽結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure diagram of transport trough of continuous mining machine

1.2 質(zhì)量問題現(xiàn)狀調(diào)查

對(duì)2020年1至4月修復(fù)的所有連采機(jī)運(yùn)輸槽進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，分析結(jié)果顯示經(jīng)焊接修復(fù)的120件運(yùn)輸槽的平均不合格率為36.97%。由于運(yùn)輸槽由前后2部分組成，為了更好地找出具體問題點(diǎn)，將運(yùn)輸槽分為2部分、4個(gè)區(qū)域分層調(diào)查，如圖2所示。調(diào)查顯示，導(dǎo)致運(yùn)輸槽不合格的類型主要是運(yùn)輸槽焊后無法對(duì)接，問題集中在前1(A)和前2(B)2個(gè)區(qū)域。

圖2 運(yùn)輸槽分區(qū)示意Fig.2 Schematic diagram of transport trough zoning

由于質(zhì)量問題點(diǎn)還未明確，對(duì)上述2個(gè)區(qū)域所產(chǎn)生的焊接修復(fù)不合格類型繼續(xù)分層分析[6]，結(jié)果顯示不合格類型有尺寸不合格、焊縫不合格、鉸接孔不同心、有斷絲、其他(高點(diǎn)、焊渣等外觀類)等5種，統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果見表1。由表1可知，尺寸不合格件共計(jì)35件，占不合格類型的比例達(dá)到87.5%，是造成運(yùn)輸槽修復(fù)不合格率高的最主要質(zhì)量控制點(diǎn)。按照“二八理論”[7]，如果能解決該質(zhì)量問題，以及結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)水平與控制能力，則可以將運(yùn)輸槽修復(fù)質(zhì)量不合格率降低至8%以下，且綜合成本不會(huì)發(fā)生較大變動(dòng)。

表1 焊接修復(fù)不合格檢驗(yàn)及項(xiàng)目調(diào)查

1.3 問題分析和原因確認(rèn)

針對(duì)焊接后尺寸不合格的質(zhì)量問題，組織召開不同人員參加會(huì)議進(jìn)行討論。按照5M1E的質(zhì)量分析方法[8]，采用關(guān)聯(lián)圖統(tǒng)計(jì)查找末端因素，畫出關(guān)聯(lián)圖如圖3所示。初步確定10條末端因素為：針對(duì)(焊工的)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)少、(焊機(jī))電纜線長、(作業(yè)現(xiàn)場(chǎng))粉塵大、反變形量控制不當(dāng)、(維修用母材)材料硬度低、焊絲直徑小、無修復(fù)控制標(biāo)準(zhǔn)、(焊件)定位不準(zhǔn)確、測(cè)量工具選用不恰當(dāng)和工藝選擇不當(dāng)。以上末端因素選定后，是否為導(dǎo)致焊接后尺寸不合格的根本原因，還需要一一確認(rèn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽樣調(diào)查、數(shù)據(jù)檢測(cè)、實(shí)際試驗(yàn)等驗(yàn)證后，確定根本原因有3條：(焊工的)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)少、反變形量控制不當(dāng)、(焊件)定位不準(zhǔn)確。

2 質(zhì)量控制與實(shí)施方法

2.1 質(zhì)量控制對(duì)策

根本原因確定后，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，初擬其解決方案有多種可選，如圖4所示。而針對(duì)各項(xiàng)要因的每一對(duì)策需要從多個(gè)維度，甚至是預(yù)試驗(yàn)來驗(yàn)證、評(píng)價(jià)其可行性[9]。對(duì)策的選擇和評(píng)價(jià)舉例見表2和表3。

經(jīng)過對(duì)3項(xiàng)要因的對(duì)策方案從實(shí)施的有效性、可實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和持續(xù)時(shí)間性5個(gè)維度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)打分，最終確定對(duì)策實(shí)施方案為增加專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)、固有應(yīng)變有限元法、制作專用定位工裝。

2.2 實(shí)施方法

依據(jù)5W1H的原則，針對(duì)上述3項(xiàng)對(duì)策制定實(shí)施計(jì)劃見表4。

對(duì)策實(shí)施時(shí)，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)條件對(duì)相關(guān)員工進(jìn)行了全面的理論和實(shí)踐培訓(xùn)，嚴(yán)格考試考核，經(jīng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)后，平均理論成績由89.44分提高至93.55分，平均實(shí)操成績由71.5分提高至92.68分，大于目標(biāo)值90分。利用SOLIDWORKS軟件對(duì)運(yùn)輸槽各板件的受力與固有應(yīng)變進(jìn)行分析計(jì)算[10]，結(jié)合關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算出變形差之后，對(duì)維修時(shí)板件的定位尺寸進(jìn)行調(diào)整，并將原使用的棒料定位拉筋更換為專用空心厚壁管拉筋、增加工字鋼角拉筋等補(bǔ)強(qiáng)后，再進(jìn)行焊接，成功將變形量誤差控制合格率由33.33%提高至83.33%。針對(duì)槽體組裝時(shí)銷軸與槽體上鉸接套的配合問題，設(shè)計(jì)和制作了鉸接套定位工裝[11]，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量定位尺寸后，應(yīng)用無交換作用的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析進(jìn)行試驗(yàn)確定設(shè)計(jì)參數(shù)[12]，鉸接套定位工裝組裝如圖5所示。經(jīng)使用，鉸接套焊接的定位平均不合格率由70%降低至8.57%，同時(shí)工作效率提升近4倍。

圖3 故障原因分析關(guān)聯(lián)Fig.3 Fault cause analysis correlation

表2 要因二的對(duì)策方案對(duì)比選擇

圖4 控制對(duì)策初選圖Fig.4 Preliminary selection of control countermeasures

3 控制效果

各項(xiàng)對(duì)策實(shí)施后，對(duì)2020年9月至12月維修的連采機(jī)運(yùn)輸槽進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，不合格率由36.97%降至6.67%，超過了8%的預(yù)期目標(biāo)，具體見表5。

表3 要因二的對(duì)策方案綜合評(píng)價(jià)

表4 對(duì)策實(shí)施計(jì)劃

圖5 鉸接套定位工裝組裝Fig.5 Assembly drawing of hinge sleeve positioning tooling

表5 2020年9月至12月故障率統(tǒng)計(jì)

對(duì)后續(xù)7件運(yùn)輸槽進(jìn)行質(zhì)量跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，焊后尺寸不合格這一主要癥結(jié)占比由87.5%降至14.29%，維修質(zhì)量得到有效控制。為了對(duì)活動(dòng)成果進(jìn)行鞏固，持續(xù)保證運(yùn)輸槽修復(fù)質(zhì)量，需要對(duì)相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和流程進(jìn)行固化，對(duì)自制專用定位工裝以及工藝優(yōu)化方案納入考核與管理，組織相關(guān)人員編寫相應(yīng)的作業(yè)指導(dǎo)書和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)技術(shù)部門審批備案后下發(fā)實(shí)施，也將其作為日常技術(shù)培訓(xùn)、考核的關(guān)鍵資料。

4 結(jié)語

以數(shù)據(jù)、事實(shí)為依據(jù)，經(jīng)過分析、論證及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，跟蹤總結(jié)，充分利用QC的理論和方法，制定了調(diào)整工藝以及制作相應(yīng)的定位工裝。實(shí)踐表明，各項(xiàng)對(duì)策實(shí)施后有效控制了連采機(jī)運(yùn)輸槽修復(fù)質(zhì)量，將不合格率由36.97%降至6.67%，減少了修復(fù)后用于組裝時(shí)可能返工和等待的問題，縮短了大修時(shí)間，提高了設(shè)備的大修質(zhì)量，降低了下井服務(wù)次數(shù)和工時(shí)支出，每年可為公司減少配件和人工費(fèi)支出近21萬元。