天津铁路信号有限责任公司

科学合理配置测量设备可以提高检测效率 降低检测成本

      天津铁路信号有限责任公司（以下简称“津信公司”）隶属于中国通号（西安）轨道交通工业集团，是国内设计和生产制造铁路信号道岔转换系统设备最早企业之一，拥有全国最大的铁路道岔转换设备工程试验中心。公司按照ISO10012 标准建立了测量管理体系，也通过了国际体系认证，同时建立了完备的质量、环境和职业健康安全管理体系并通过了认证，通过了ISO/TS22163 铁路行业质量管理体系认证。公司计量检测中心通过了ISO/IEC17025 实验室认可。
      一、背景情况
      津信公司生产的外锁闭装置是保证铁路运输安全的重要设备之一。锁闭装置的主要功能是将道岔的密贴尖轨与基本轨、心轨与翼轨直接进行锁闭,同时将斥离尖轨保持在标准开口位置，其对道岔的锁闭是在转辙机外部实现的，这种锁闭方式提高了道岔的结构刚性，保证了高速、重载列车的行车安全。尖轨外锁闭装置的结构是由带关节轴承锁钩和带轴套锁钩、锁闭杆、锁闭框、尖轨连接铁组成。在技术要求中，带关节轴承锁钩（以下简称“锁钩”），其锁钩安装关节轴承的孔 47+0.007（mm）作为检验的KS 关键重要项点，虽然产品检验时使用内径千分表进行测量并满足公差要求，但装配时经常出现安装不上的情况。因为该产品关系到产品质量安全和高速列车运行的安全，公司授权公司计量检验中心立项成立项目组，项目组从测量方法、测量设备等方面进行分析研究锁钩的向心关节轴承的外径和孔 47+0.007（mm）的内径。

图1 使用内径千分表测量锁钩孔

      二、技术措施

      考虑到测量过程中影响测量结果的各类变差，如检测人员的技能水平、量具的选择等，最终确定在测量过程中选用测量设备的示值误差或准确度等级是造成测量数据失准的根本原因。

      1. 设计验证方案为了保证测量数据的准确可靠，选择测量设备的原则为：

      （1）   通常要求测量设备的最大允许误差不大于公差带宽的1/3 或1/5 等。

      （2）   测量设备的分辨力满足过程变差的1/10。

      （3）   测量设备测量范围应当覆盖测量参数。

      现对锁钩孔 47+0.007（mm）测量的备选测量设备进行比较分析：验证测试：测量任务为测量孔（mm）。

      参数要求：47+0.007（mm），公差带宽：T=0.025mm。备选测量设备：内径千分表、专用气动孔径测量仪。
      2. 测量过程计量要求导出根据测量任务进行测量过程计量要求导出，内径千分表测量过程计量要求导出记录如表1 所示，专用气动孔径测量仪测量过程计量要求导出记录如表2 所示。

      3. 计量技术要求分析

      （1）   测量设备计量特性分辨力

      依据孔径公差带宽选择测量设备的分辨率原则：满足过程变差的1/10，也就是测量设备的分辨力不应大于被测公差带T/10。本案例按T/10 计算导出：T/10=0.025/10=0.0025（mm）。两种测量设备内径千分表、气动孔径测量仪的分辨力符合1/10 原则。

      （2）   测量设备计量特性测量范围

      验证两种测量设备内径千分表（35～50）mm、气动孔径测量仪（46.982～47.007）mm 的测量范围能够覆盖本案例被测参数符合要求。（1）测量设备计量特性最大允许误差和准确度等级为了保证测量数据的准确可靠，通常要求测量设备的最大允许误差不大于公差带宽的1/3 或1/5 等为原则。判定测量设备测量能力满足测量要求。

      本案例（mm）=T/6=0.025/6=0.0042mm。内径千分表最大允许误差MPEV：0.007mm＞不符合1/3 要求，气动孔径测量仪最大允许误差MPEV：0.0004mm＜ 符合1/3 要求。

      1. 测量方式

      （1）本案例的内径千分表测量是接触测量，内径千分表测量力大小影响测量数据结果。内径千分表测量首先需要对表多次测量并计算出具数据，测量效率低，需要操作经验和专业技能水平高的员工操作。

      （2）气动孔径测量仪测量是非接触测量，没有测量力，不影响测量结果，其放大倍数相对较高，人为误差相对较小，量仪工作时无机械摩擦，没有回程误差，能够很好地保证高精度的测量。相对于其他测量设备，其结构简单、成本低、精度高、可靠稳定，适合批量检测。

      5、 综合评定

      从计量特性、测量准确度等级，测量成本、测量效率等方面验证得出结论：气动孔径测量仪测量锁钩孔 47+0.007（mm）优于内径千分表等其他测量设备。

图2   使用气动量仪测量锁钩孔

      三、具体成效
      通过测量过程中计量要求的导出，科学地论证了测量锁钩孔论证案例的可行性，同时经过分析，得出该方案给公司引进了新的质47+0.007（mm）优选测量设备为气动孔径测量仪。经过研讨，肯定了这个量管理理念，肯定了计量工作是企业现代化生产和经营管理活动中一项不可缺少的技术基础和管理基础工作。科学合理地配置测量设备，可以提高测量结果的准确度和可信度，提高检测效率，降低检测成本，使公司生产运营利益最大化。

      四、感受体会
      通过这个案例，感受到计量工作得到公司以及全员的重视和关注，并坚信准确的计量对数据的可靠，正常控制工艺过程，生产出高质量的产品具有重要意义。因此不断地学习和引进新测量技术、新工艺，使公司内部的计量器具得到有效管理，保证量值统一、准确可靠是非常重要的。目前，公司建立了测量管理体系，为企业提供了计量保证。未来计划将引进MSA 测量系统分析，相信MSA 测量系统分析将为公司创造更大的价值。