故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中的應(yīng)用分析

盧德俊

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院泰州分院，江蘇泰州 225306）

0 前言

在這個(gè)科技化的時(shí)代中，我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域都在不斷地飛速發(fā)展，并且逐步進(jìn)入科學(xué)化，信息化，工業(yè)發(fā)展作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，其發(fā)展離不開(kāi)各種設(shè)備的使用，門式起重機(jī)就是其中一種重要的設(shè)備，隨著機(jī)械生產(chǎn)中許多工具逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的趨勢(shì)，門式起重機(jī)也步入其中，門式起重機(jī)本身就具有體型龐大，工作能量大的特點(diǎn)，所以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)起到了非常積極地作用。門式起重機(jī)在不斷的優(yōu)化中，工作能力和效率也在不斷提高，但是由于門式起重機(jī)的設(shè)備在維修和保護(hù)上，缺乏完善的機(jī)制，導(dǎo)致其引發(fā)事故的頻率也在不斷上升。對(duì)門式起重機(jī)存在的故障進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的，在對(duì)門式起重機(jī)的設(shè)備產(chǎn)生問(wèn)題的分析方法中，需要用到的是故障樹(shù)分析法。故障樹(shù)分析法是一種很有層次感的故障分析方法，通過(guò)故障樹(shù)對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行分析，可以更加多方位，更加清楚的了解到門式起重機(jī)的設(shè)備存在的問(wèn)題，從而采取有效的解決方式，保證工業(yè)生產(chǎn)工作能夠安全無(wú)誤的進(jìn)行，也為工作人員的人身安全提供了保障。本文主要對(duì)故障樹(shù)分析法進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述，對(duì)其分析原理依據(jù)進(jìn)行探究，來(lái)得出故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中的應(yīng)用措施。

1 故障樹(shù)分析法

故障樹(shù)分析法的定義：借助故障樹(shù)或分析樹(shù)圖，即滿足實(shí)際情況的一種邏輯因果關(guān)系圖，根據(jù)元部件狀態(tài)（基本事件）來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)（頂事件）。故障樹(shù)圖也是一種圖形化設(shè)計(jì)方法，并且作為可靠性框圖的一種可替代的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷和維修。它具備對(duì)系統(tǒng)所有存在的問(wèn)題進(jìn)行全面分析的能力，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題，并解決設(shè)備問(wèn)題的過(guò)程中，需要顧及的因素多種多樣，比如設(shè)備的整體運(yùn)作狀況，各零件的安全狀況等等，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備的疑似問(wèn)題后，持續(xù)跟進(jìn)，制訂清晰的設(shè)計(jì)圖，分析造成這一故障的主要原因，不斷深入，對(duì)設(shè)備的各個(gè)問(wèn)題以及造成這一問(wèn)題的因素做出相應(yīng)的解決方案，改善設(shè)備的功能。

1.1 故障樹(shù)分析法

故障樹(shù)分析法原理：第一，要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，了解設(shè)備運(yùn)行原理。第二，建立相應(yīng)的故障樹(shù)圖，通過(guò)對(duì)設(shè)備的熟悉，選取所需要的數(shù)據(jù)。第三，對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)研究，利用公式進(jìn)行計(jì)算，得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。第四、通過(guò)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的結(jié)果對(duì)整個(gè)設(shè)備的改善提供采取措施（圖1）。

圖1 故障分析原理

1.2 故障樹(shù)分析法特點(diǎn)

故障樹(shù)分析法就是在對(duì)系統(tǒng)充分熟悉的情況下，對(duì)系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行層層分析，然后畫出相應(yīng)的故障樹(shù)圖，進(jìn)一步確定系統(tǒng)設(shè)備及其構(gòu)成之間問(wèn)題存在的關(guān)聯(lián)，將所有可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行分類，計(jì)算存在的概率。然后確定需要檢查的部位，逐一做出相應(yīng)解決方案，對(duì)設(shè)備維修提供更高效的解決措施。這種方法被廣泛應(yīng)用于各種大型工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，使某些大型機(jī)械工具的維修困難得到了解決，門式起重機(jī)就是其中一種，故障樹(shù)分析法主要有3個(gè)特點(diǎn)：①不管是什么原因?qū)е碌脑O(shè)備問(wèn)題都可以逐一檢測(cè)。②故障樹(shù)分析法在檢測(cè)上，對(duì)設(shè)備的大小沒(méi)有要求，不管系統(tǒng)的規(guī)模是大還是小，故障樹(shù)分析法都可以應(yīng)用。③故障樹(shù)分析法中所涉及到的圖形，都可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)操作，計(jì)算機(jī)在操作的過(guò)程中，大致流程是，首先熟悉設(shè)備，對(duì)設(shè)備可能發(fā)生故障的部位進(jìn)行大致的確定，通過(guò)層層深入不斷地排除不存在故障的部位，然后計(jì)算各個(gè)部位可能出現(xiàn)故障的概率，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，將概率最小的逐個(gè)排除，最終確定最有可能產(chǎn)生故障的部位，制定解決方案，采取維修措施。

1.3 故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中的搭建

門式起重機(jī)作為我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)中頻繁使用的工業(yè)設(shè)備，主要用于各種大型資源的運(yùn)輸，由于體型龐大，工作量也相應(yīng)很大。門式起重機(jī)出現(xiàn)故障后，經(jīng)常在維修中會(huì)用到故障樹(shù)分析法。故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中搭建的最主要的目標(biāo)是檢查門式起重機(jī)是否存在安全隱患。但是門式起重機(jī)作為一個(gè)龐大的整體，需要做出一系列劃分工作，才能保證故障分析法的進(jìn)行，將門式起重機(jī)的整體分為多個(gè)部分，對(duì)各個(gè)部分逐一研究，門式起重機(jī)作為一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的工業(yè)設(shè)備，它的具體運(yùn)轉(zhuǎn)模式、有哪些組成部分及零件等，這些都是故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修的搭建中需要考慮的因素。故障樹(shù)分析法通過(guò)對(duì)門式起重機(jī)合理、全面和科學(xué)的分析后，需要考慮實(shí)際產(chǎn)生的狀況來(lái)確定門式起重機(jī)的故障。這也就是故障樹(shù)分析法確定事件的步驟。搭建故障樹(shù)過(guò)程中，需要考慮設(shè)備的3個(gè)方面，一是門式起重機(jī)在減速方面的設(shè)備問(wèn)題。二是門式起重機(jī)在運(yùn)行電機(jī)方面的問(wèn)題。三是門式起重機(jī)的主要受力部位，也就是梁部是否存在問(wèn)題。

2 故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中的應(yīng)用

2.1 在事故中的應(yīng)用

通常情況下，門式起重機(jī)大多工作在環(huán)境比較復(fù)雜的港口碼頭、大型鐵路運(yùn)輸、大型造船廠中。隨著各種大型貨物運(yùn)輸量不斷增多，門式起重機(jī)的控制方式不斷改進(jìn)，門式起重機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。然而門式起重機(jī)發(fā)生故障的頻率也越來(lái)越高，發(fā)生故障部位也呈現(xiàn)多樣化，故障樹(shù)分析法在這種現(xiàn)狀下開(kāi)始了應(yīng)用。門式起重機(jī)在工作的時(shí)候，主要工作部位就是它的吊鉤，主要受力結(jié)構(gòu)件持續(xù)受到吊鉤處產(chǎn)生的載荷作用，吊鉤在傳輸貨物的過(guò)程中承受的重量是最大的，危險(xiǎn)強(qiáng)度也隨之加大，在這種狀況下，門式起重機(jī)的吊鉤可能會(huì)使貨物出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，也有可能在運(yùn)輸?shù)桨肟罩袝r(shí)起升機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，貨物掉落下來(lái)，造成相關(guān)的工作人員受傷或者喪失生命。所以，故障樹(shù)分析法在事故中的應(yīng)用是很有必要的。對(duì)事故大的狀況制定嚴(yán)格的制度，監(jiān)督工作人員及操作人員執(zhí)行，事故小的也要注意有效的避免。故障樹(shù)分析法對(duì)門式起重機(jī)所能發(fā)生的各種故障都能進(jìn)行檢測(cè)研究，包括門式起重機(jī)掉落物品，設(shè)備故障等，這種分析方法可以在最大程度上減小門式起重機(jī)發(fā)生事故（圖2）。圖2中節(jié)點(diǎn)符號(hào)的含義見(jiàn)表1。

圖2 門式起重機(jī)故障樹(shù)

表1 門式起重機(jī)故障代號(hào)含義

例如，在Q16型起重機(jī)的維修中，得出其故障分類的發(fā)生概率、概率重要度以及關(guān)鍵重要度如表2所示，通過(guò)表中的數(shù)據(jù)和故障樹(shù)最小割集算法，就可以進(jìn)行故障分析，得出頂事件（系統(tǒng)發(fā)生故障）在t=1500 h時(shí)，發(fā)生概率是0.06005。

表2 Q16型起重機(jī)故障概率和重要度

2.2 在維修中的應(yīng)用

故障樹(shù)分析法對(duì)門式起重機(jī)在維修中的診斷分析主要是對(duì)設(shè)備的各個(gè)組成部件進(jìn)行分析，門式起重機(jī)發(fā)生故障的原因有很多種，組成部件發(fā)生故障就是其中的一種，故障樹(shù)分析法應(yīng)用于門式起重機(jī)的維修方式主要是，對(duì)門式起重機(jī)設(shè)備的各個(gè)部位以及零件進(jìn)行逐步分析，對(duì)分析過(guò)程中產(chǎn)生的大概率事件，相關(guān)部門需要制定嚴(yán)格的預(yù)防措施，強(qiáng)化工作人員的安全意識(shí)，為工作人員的生命安全提供保障，如果發(fā)現(xiàn)是設(shè)備的零件存在問(wèn)題的話，需要維修人員及時(shí)的進(jìn)行修理。通過(guò)故障樹(shù)分析法所產(chǎn)生的一系列問(wèn)題，以及工作人員所采取的一系列措施進(jìn)行記錄，建立一個(gè)科學(xué)的系統(tǒng)、存檔，保證設(shè)備再一次出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能夠不需要通過(guò)故障樹(shù)分析法進(jìn)行檢測(cè)，就可以采取相應(yīng)的維修措施，減少了因設(shè)備故障所消耗的時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

門式起重機(jī)作為一個(gè)大型的機(jī)械設(shè)備，各個(gè)領(lǐng)域廣泛的利用使它在工作中難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這為門式起重機(jī)的安全性應(yīng)用帶來(lái)了難度，不管是門式起重機(jī)在對(duì)貨物的運(yùn)輸上，還是在自身設(shè)備的零件組成上，都有可能出現(xiàn)問(wèn)題，引發(fā)事故，所以，在門式起重機(jī)的維修問(wèn)題上需要合理的運(yùn)用故障樹(shù)分析法，對(duì)門式起重機(jī)存在的各種安全隱患進(jìn)行避免，確保門式起重機(jī)能夠更加科學(xué)，安全的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，另外，相關(guān)工作人員也應(yīng)該提高警惕，加強(qiáng)安全意識(shí)，相關(guān)企業(yè)也應(yīng)該制定科學(xué)化的管理機(jī)制，規(guī)范工作人員的操作技術(shù)，為門式起重機(jī)更加廣泛的應(yīng)用提供良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

［1］李靜.故障樹(shù)分析法在工程機(jī)械維修中的應(yīng)用［J］.企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2016（11）:33-34.

［2］蔣守祥.故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中的應(yīng)用［J］.科技傳播,2016（6）:199+216.

［3］賈雪峰.故障樹(shù)分析法在門式起重機(jī)維修中的應(yīng)用［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2012（1）:72-74.

［4］趙鑫，楊強(qiáng)，張磊，孫志禮.故障樹(shù)與蒙特卡羅法在起重機(jī)主梁可靠性分析中的應(yīng)用［J］.東北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（6）:843-845.

［5］何慶飛，王漢功，陳小虎.故障樹(shù)分析法在汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用［J］.機(jī)床與液壓，2014（2）:196-198.

［6］陳新標(biāo).故障樹(shù)分析法在塔機(jī)維修中的應(yīng)用［J］.建筑機(jī)械，2014（6）:41-45.