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减少牵引电动机环火故障济南铁路局济南西机务段电机大修技术QC小组二〇一〇年四月电机大修技术QC小组成立于2008年4月，由电机大修厂专业技术人员和车间生产骨干组成。小组自成立以来，以提高电机轮对的大修质量做为主攻方向，解决生产过程中的实际问题。一、小组概况QC小组简介小组名称电机大修技术QC小组成立日期2008.4组长刘玉富所在部门电机大修厂课题类型攻关型成员人数9人活动次数18活动时间2008.09-2009.08小组成员姓名性别年龄文化程度职务及职称小组职务组内分工刘玉富男39本科副厂长组长组织领导王润培男38本科工程师组员方案设计孙念春男40本科高工组员技术指导梁绍敏男46本科高工技术顾问技术指导吕多俭男42大专高级技师组员活动实践王金星男44高中工长组员组织协调薄子恒男43中专电机钳工组员活动实施孙文杰男38中专电机钳工组员活动实践孟广智男35中专机床工组员活动实施日常能够坚持TQC知识的学习，小组成员中有两人参加中国质量协会举办的“新一轮全面质量管理基本知识普及教育”并取得合格证书。二、选择课题由于我段更换车型，从2007年起，我们电机大修厂的主导产品由原来的修理进口GE752牵引电动机改为修理国产牵引电动机（ZQDR-410、ZD109、ZD109B、ZD105等），产品转型后我们厂的牵引电动机的故障率明显上升，牵引电动机的主要故障类型是：牵引电动机环火故障、轴承过热或塌架、主极或附极绕组接地、电枢绕组匝间短路等。我们对2007.9—2008.8期间牵引电动机故障进行了统计，在此期间我们共修理各种牵引电动机175台，有38台电机出现的不同类型的故障，我们把这些38台故障电机按故障类别进行分类，形成如下统计表及排列图。1、问题的提出序号项目频数累积数累积（%）A牵引电动机环火故障262668B轴承过热或塌架53182C主极或附极绕组接地33489D电枢绕组匝间短路23695E其他238100合计N=38数据采集周期2007年9月至2008年8月制表时间：2008年9月2日，制表人：王润培2007.9—2008.8牵引电动机故障调查统计表001010202030304040A频数（件）505010010068％牵引电动机故障排列图累计百分比（%）53222695％82％89％CBED从排列图上可以明显的看出“牵引电动机环火故障”是牵引电动机的主要故障，占总故障的68％。项目厂要求2007年开始，牵引电动机故障率上升，2007.9—2008.8共发生牵引电动机故障38台，厂要求减少牵引电动机故障，提高产品合格率。牵引电动机发生的故障课题选定减少牵引电动机环火故障2、确定课题001010202030304040A频数（件）505010010068％牵引电动机故障排列图累计百分比（%）53222695％82％89％CBED从排列图上可以明显的看出“电机环火”是牵引电动机返工修的主要故障，占总故障的68％。三、现状调查直流牵引电动机运行时，会产生一些火花，火花不及时的消除就会使正、负电刷出现强烈的环行电弧而发生短路，这种现象称为环火。环火对牵引电动机具有很大的破坏性，而且会造成以下的危害：1、电弧由换向器表面飞向电机的其他金属部件（如刷架圈、机体等），造成电机接地。2、环火产生的巨大热量会烧损刷盒、碳刷、联线等导电零件，造成电机不能正常工作。3、环火产生的巨大热量会使产生换向器发黑、凸片等故障。严重的会造成电机大破。4、环火的瞬间会产生“轴电流”，此时有电流从轴承滚珠和内套间通过，会在内套或滚珠上产生灼痕，造成电机轴承寿命减少。名词解释运用电机产生环火严重影响列车安全正常运行，负载试验时发生环火会造成返工修，浪费成本、延误工期。我厂修理的牵引电动机主要有ZQDR-410、ZD109、ZD109B、ZD105等型号，这些电机的基本结构和性能相似，出现的环火故障也基本相似，故此我们把这些电机作为一种对象来研究。课题确定后，我们首先对2007.9—2008.8牵引电动机环火故障的各种原因进行了统计，在此期间我们共修理各种牵引电动机175台，有26台电机出现了环火故障，我们把这些26台环火故障的电机按环火原因进行分类，形成如下统计表及排列图。序号原因频数累积数累积（%）A换向器表面粗糙202077B碳刷质量问题22285C电机轴承径向跳动量大12388D电机中性位不合格12492E其他226100合计N=26数据采集周期2007年9月至2008年8月制表时间：2008年9月4日，制表人：王润培2007.9—2008.8牵引电动机环火故障原因统计表00551010151520202525A频数（件）505010010077％牵引电动机环火故障原因排列图累计百分比（%）21122692％85％88％CBED制图时间：2008年9月4日，制表人：王润培项目20通过该排列图，我们可以看出：“换向器表面粗糙”是造成牵引电动机环火故障的重要原因，该项占牵引电动机环火故障总数的77%，如果把该原因解决，牵引电动机环火的故障率就能够大大降低。结论：四、课题目标10%15％5％将牵引电动机环火故障率降低到5％20%2008年9月12日，本小组制定课题目标。目标值：将牵引电动机环火的故障率降低到5%（2007.9—2008.8我们共修理各种牵引电动机175台，有26台电机出现了环火故障，环火故障率为15%）现状：2007.9~2008.8目标：2008.9~2009.8目标可行性分析牵引电动机环火故障率减少到5%我厂为专业电机修理厂，设备比较齐备。在我厂以GE752牵引电动机为主要产品时，我厂的牵引电动机环火故障率约为3%。其他厂家的牵引电动机环火故障率一般为3％～10％，我们可以借鉴他们的经验。厂领导高度重视环火故障，能够为课题的开展提供良好的环境针对“换向器表面粗糙”这一客观现实的存在，我们进行了认真的分析，并对换向器加工的各个过程进行了认真的调查研究，查找出了造成“换向器表面粗糙”的主要原因，绘制了树形原因分析图。五、原因分析人环机法50车床牵引电动机换向器表面粗糙下刻机技术水平低人员不具备从事该工作的资格业务不熟练，技术水平参差不齐下刻机状态不稳定。粗、精车换向器用一台车床。50车床使用15年，老化严重换向器车削方法没有专门的量具料宝石刀下刻、倒角刀具下刻、倒角刀具存在缺陷工艺中没有规定具体的车削方法宝石刀磨损严重测冬夏温差大制图人：王润培制图日期：2008年9月6日六、要因确认要因确认一：人员不具备从事该工作的资格经调查，下刻作业人员和机床工都具有设备操作证，具备从事该项工作的资格。非要因要因确认二：业务不熟练，技术水平参差不齐换向器的下刻、倒角、精车对人员的技术要求较高，我厂的机床工是新转岗的工人，技术业务不熟练，换向器车削精度不高，下刻工中有的人责任心不强，下刻质量不高。要因确认方法：现场调查确认地点：电机、机床班组确认时间：2008.10.9确认人：王润培确认方法：现场检查确认地点：电机库房确认时间：2008.10.11确认人：王润培要因确认三：50车床使用15年，老化严重我厂的50车床已经使用15年，没有大修过，设备老化严重，顶尖精度下降，测量精车后的换向器径向跳动量合格率仅为60%，径向跳动量超标易引起环火。要因确认四：下刻、倒角刀具存在缺陷现场查看下刻倒角过程，下刻倒角同时进行，下刻云母槽产生的热量易烧损倒角刀具，导致倒角表面有波纹。手工倒角工具不锋利，易产生毛刺。要因要因确认方法：现场调查确认地点：电机库房确认时间：2008.10.11确认人：刘玉富确认方法：现场检查确认地点：电机库房确认时间：2008.10.18确认人：王润培要因确认五：粗、精车换向器用一台车床。委派王润培到张店电机厂进行调研，他们的生产车间由于生产量大，精车换向器用专门的机床，但是修理车间由于任务量少，粗、精车共用一台车床。我厂是修理厂家，没有必要用专门的车床进行精车。非要因要因确认六：下刻机状态不稳定。我厂的下刻机是全自动下刻机，容易误动作，会造成“换向片上刻槽”等故障，但只造成返工，不会造成环火故障。非要因确认方法：现场检查确认地点：电机库房确认时间：2008.10.9确认人：薄子恒确认方法：到外厂调研确认地点：张店电机厂确认时间：2008.10.9确认人：王润培要因确认七：宝石刀磨损严重我厂使用的宝石刀具刚刚磨修不久，能够保证使用。要因确认八：冬夏温差大。冬夏温差大会对机床的精度有影响，但是据我们统计，冬季和夏季环火故障率没有明显的差别。非要因确认方法：数据统计确认地点：厂技术组确认时间：2008.10.20确认人：王润培确认方法：现场检查确认地点：电机库房确认时间：2008.10.19确认人：吕多俭非要因要因确认九：工艺中没有规定具体的车削方法经过认真查看《牵引电动机检修工艺》，对换向器车削仅要求了达到的表面粗糙度，没有具体的车削方法。要因确认十：没有专门的量具经过调查发现，测量云母槽深度用专用的游标卡尺，测量换向器表面粗糙度用粗糙度样板，基本能够保证测量精度。非要因要因确认方法：现场调查确认地点：电机库房确认时间：2008.10.26确认人：刘玉富确认方法：查看资料确认地点：厂技术组确认时间：2008.10.25确认人：王润培1、下刻、倒角刀具存在缺陷2、工艺中没有规定具体的车削方法3、50车床老化，设备保养不及时通过要因确认我们可以得出，造成牵引电动机换向器表面粗糙的主要原因有以下几点：4、作业者业务不熟练，技术水平参差不齐七、制定对策序号要因对策目标措施负责人完成日期1下刻、倒角刀具存在缺陷改进刀具提高倒角工序的加工质量1、改进刀具，杜绝偏刻。消除倒角波纹。2、改进手工倒角工具。使倒角工具更加锋利。刘玉富2008年12月2工艺中没有规定具体的车削方法完善工艺中的车削方法提高换向器精车工序的精度改进车削方法：精车时机床转速为200r/min，吃刀深度为0.05～0.1mm，走刀量控制在0.06～0.1mm。王润培2009年1月350车床老化，设备保养不及时整修50车床减少机床对换向器加工精度的影响1、更新50车床顶尖。2、细化车床的自检自修范围。刘玉富2009年2月4职工技术素质低提高职工素质提高职工业务技术水平1、邀请张店电机厂资深车工来我厂指导。2、邀请淄博检修车间技术能手来我厂指导。吕多俭2009年3月制表时间：2008年10月1日，制表人：王润培对策实施一：改进下刻、倒角刀具1、2008年12月，由组长刘玉富同志组织改进下刻刀具，杜绝偏刻。消除倒角波纹。2、技术能手薄子恒改进了手工倒角工具。使倒角工具更加锋利。八、组织实施效果验证：刀具改进后杜绝了偏刻消除了倒角波纹。下刻和倒角刀具的改进下刻倒角同时进行的刀具安装示意+下刻刀具倒角刀具下刻倒角分开进行刀具安装示意图下刻时倒角时改进前的手工倒角工具改进后的手工倒角工具对策实施二：完善工艺中的车削方法2009年1月由王润培同志负责查找资料、咨询兄弟厂家和机床工孟广智共同试验，制定了以下车削方法：精车时机床转速为200r/min，吃刀深度为0.05～0.1mm，走刀量控制在0.06～0.1mm。效果验证：改进方法后，换向器表面粗糙度达到0.8，超过工艺规定的1.6。对策实施三：整修50车床1、2009年2月由刘玉富同志联系设备车间整修50车床。更换了50车床的顶尖，保证车削精度。2、细化车床的自检自修范围。设备保养不及时的严格考核。效果验证：机床整修后换向器径向跳动量合格率达到100%对策实施四：提高职工素质1、2008年12月由吕多俭邀请张店电机厂资深车工来我厂指导换向器的精车工作，提高车床工的操作技能。2、2009年3月由吕多俭邀请淄博检修车间技术能手来我厂指导换向器的下刻工作，提高我厂下刻工的技术水平。效果验证：经过老师的现场指导和职工的认真学习，换向器精车和下刻的质量有了明显的提高。九、效果检查目标完成情况根据2008.9—2009.8期间牵引电动机故障统计（修理各种牵引电动机201台，有6台电机出现了环火故障），牵引电动机环火故障率为3％，较2007.9—2008.8期