降低道岔轨表面刮伤故障时间的优化研究

引言

在冶金轧钢领域，包钢轨梁厂改进技术装备，新投产两条万能轧钢生产线，其中 CCS 万能轧机等主要设备从德国西马克梅尔公司引进，可生产国内外铁路用系列钢轨、在线余热淬火轨和 310 乙字钢、 150mm-1000mm 大中型 H 型钢、 400mm-600mm 钢板桩等系列产品。道岔轨作为铁路轨道关键部件，其表面质量直接影响列车运行安全及轨梁厂市场竞争力[1]。某轨梁厂在道岔轨精整加工过程中，因机械设备原设计缺陷，频繁出现表面刮伤、磨伤及端头啃伤等问题，导致产品报废率升高，年均故障时间达 617.5 分钟/批次，严重制约年产 180 万吨目标。为此，本研究成立 QC 攻关小组，以降低道岔轨表面刮伤故障时间为目标，开展系统性优化。

1 问题分析与目标设定

1.1 现状调查

通过加工线不同设备生产道岔轨表面刮伤产生故障时间统计显示[3]，道岔轨表面刮伤故障时间，主要集中于“摆动辊刮伤”（ 47% ）和“台架及分钢车机构缺陷”（ 45% ）两类症结（见表 1）。

表 1 加工线不同设备生产道岔轨表面刮伤产生故障时间统计表

1.2 目标设定

基于 2023 年第一批次故障时间最佳水平（185 分钟），结合设备改进潜力，设定目标：将单次故障时间由 617.5 分钟降低至 200 分钟以下（见图 1）。

2 原因分析与要因确认

通过关联图法，QC 小组从人、机、料、法四维度识别出 6 项末端原因，并逐项验证（见表 2）。

最终确定三大要因：

① 摆动辊与轨底间隙不足（标准 ⩾10mm ，实测 8mm ）；

② 台架尼龙板压板螺栓扭矩不足（标准 gtrsim50N⋅m ，实测 30N∙m ）；

③ 分钢车衬板硬度及粗糙度不达标（硬度 HRC50， Ra=3.2μm ）。

3 对策制定与实施

3.1 摆动辊改造

措施：调整辊轴安装角度，将间隙扩大至 12mm ，更换耐磨涂层辊面。

效果：摆动辊刮伤故障时间由 1170 分钟降至 15 分钟。

3.2 台架尼龙板加固

措施：采用高强度螺栓（扭矩 gtrsim50N⋅m ），增设定位销防止脱落。效果：尼龙板脱落频次由 2 次/月降至 0.5 次/月，故障时间减少 91.4%

3.3 分钢车衬板材质升级

措施：更换衬板材质（硬度 HRC55， Ra⩽1.6μm ），优化托板焊接工艺。

效果：刮伤率降低 82% ，故障时间由 278 分钟降至 50 分钟。

4 效果验证

4.1 直接效益

时间成本：单次故障处理时间由 600 分钟降至 200 分钟，年节约 400分钟/次。

产量提升：年增产钢轨 168 吨，创收 67.5 万元（钢轨单价 4000 元/吨）。

4.2 质量控制

故障时间占比由 40% 降至 8% ，次要问题（如单臂链链臂缺陷）成为新攻关方向。

5 巩固措施与推广

① 标准化作业：编制《道岔轨加工线设备维护规程》，纳入企业标准体系。② 长效监测：每月统计故障时间，利用控制图实时监控。③ 技术推广：成果应用于轨梁厂其他生产线，故障率平均下降 35%_c 。

6 结论与展望

本研究通过设备改造与工艺优化，显著降低了道岔轨表面刮伤故障时间，经济效益显著。下一步将针对单臂链链臂缺陷开展攻关，进一步提升产线稳定性。建议类似企业结合 QC 方法，系统性识别并解决设备瓶颈问题。

参考文献

[1]张伟.钢轨表面缺陷检测技术研究[J].机械工程学报,2021,58(12):45-5

2.

[2]李强.基于 QC 方法的生产线故障优化案例[J].质量管理,2020,36(5):78-83.

[3]国家标准 GB/T 2585-2021《铁路用热轧钢轨》.

作者简介：夏志彬（1982-），男，内蒙古乌兰浩特市人，硕士，高级工程师，现从事机械液压设备维护检修工作。