故障樹分析法在門式起重機維修中的應(yīng)用分析

盧德俊

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

0 前言

在這個科技化的時代中，我國的各個領(lǐng)域都在不斷地飛速發(fā)展，并且逐步進入科學(xué)化，信息化，工業(yè)發(fā)展作為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，其發(fā)展離不開各種設(shè)備的使用，門式起重機就是其中一種重要的設(shè)備，隨著機械生產(chǎn)中許多工具逐步實現(xiàn)自動化的趨勢，門式起重機也步入其中，門式起重機本身就具有體型龐大，工作能量大的特點，所以實現(xiàn)自動化的特點對工業(yè)生產(chǎn)起到了非常積極地作用。門式起重機在不斷的優(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的設(shè)備在維修和保護上，缺乏完善的機制，導(dǎo)致其引發(fā)事故的頻率也在不斷上升。對門式起重機存在的故障進行檢測是很有必要的，在對門式起重機的設(shè)備產(chǎn)生問題的分析方法中，需要用到的是故障樹分析法。故障樹分析法是一種很有層次感的故障分析方法，通過故障樹對門式起重機進行分析，可以更加多方位，更加清楚的了解到門式起重機的設(shè)備存在的問題，從而采取有效的解決方式，保證工業(yè)生產(chǎn)工作能夠安全無誤的進行，也為工作人員的人身安全提供了保障。本文主要對故障樹分析法進行簡單的闡述，對其分析原理依據(jù)進行探究，來得出故障樹分析法在門式起重機維修中的應(yīng)用措施。

1 故障樹分析法

故障樹分析法的定義：借助故障樹或分析樹圖，即滿足實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）來顯示系統(tǒng)的狀態(tài)（頂事件）。故障樹圖也是一種圖形化設(shè)計方法，并且作為可靠性框圖的一種可替代的方法對設(shè)備進行診斷和維修。它具備對系統(tǒng)所有存在的問題進行全面分析的能力，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，并解決設(shè)備問題的過程中，需要顧及的因素多種多樣，比如設(shè)備的整體運作狀況，各零件的安全狀況等等，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備的疑似問題后，持續(xù)跟進，制訂清晰的設(shè)計圖，分析造成這一故障的主要原因，不斷深入，對設(shè)備的各個問題以及造成這一問題的因素做出相應(yīng)的解決方案，改善設(shè)備的功能。

1.1 故障樹分析法

故障樹分析法原理：第一，要對整個系統(tǒng)進行認識，了解設(shè)備運行原理。第二，建立相應(yīng)的故障樹圖，通過對設(shè)備的熟悉，選取所需要的數(shù)據(jù)。第三，對數(shù)據(jù)經(jīng)過研究，利用公式進行計算，得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。第四、通過數(shù)據(jù)產(chǎn)生的結(jié)果對整個設(shè)備的改善提供采取措施（圖1）。

圖1 故障分析原理

1.2 故障樹分析法特點

故障樹分析法就是在對系統(tǒng)充分熟悉的情況下，對系統(tǒng)存在的問題進行層層分析，然后畫出相應(yīng)的故障樹圖，進一步確定系統(tǒng)設(shè)備及其構(gòu)成之間問題存在的關(guān)聯(lián)，將所有可能出現(xiàn)的情況進行分類，計算存在的概率。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)活動中，使某些大型機械工具的維修困難得到了解決，門式起重機就是其中一種，故障樹分析法主要有3個特點：①不管是什么原因?qū)е碌脑O(shè)備問題都可以逐一檢測。②故障樹分析法在檢測上，對設(shè)備的大小沒有要求，不管系統(tǒng)的規(guī)模是大還是小，故障樹分析法都可以應(yīng)用。③故障樹分析法中所涉及到的圖形，都可以運用計算機操作，計算機在操作的過程中，大致流程是，首先熟悉設(shè)備，對設(shè)備可能發(fā)生故障的部位進行大致的確定，通過層層深入不斷地排除不存在故障的部位，然后計算各個部位可能出現(xiàn)故障的概率，通過對數(shù)據(jù)的分析，將概率最小的逐個排除，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 故障樹分析法在門式起重機維修中的搭建

門式起重機作為我國機械生產(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輸，由于體型龐大，工作量也相應(yīng)很大。門式起重機出現(xiàn)故障后，經(jīng)常在維修中會用到故障樹分析法。故障樹分析法在門式起重機維修中搭建的最主要的目標(biāo)是檢查門式起重機是否存在安全隱患。但是門式起重機作為一個龐大的整體，需要做出一系列劃分工作，才能保證故障分析法的進行，將門式起重機的整體分為多個部分，對各個部分逐一研究，門式起重機作為一個工業(yè)生產(chǎn)中至關(guān)重要的工業(yè)設(shè)備，它的具體運轉(zhuǎn)模式、有哪些組成部分及零件等，這些都是故障樹分析法在門式起重機維修的搭建中需要考慮的因素。故障樹分析法通過對門式起重機合理、全面和科學(xué)的分析后，需要考慮實際產(chǎn)生的狀況來確定門式起重機的故障。這也就是故障樹分析法確定事件的步驟。搭建故障樹過程中，需要考慮設(shè)備的3個方面，一是門式起重機在減速方面的設(shè)備問題。二是門式起重機在運行電機方面的問題。三是門式起重機的主要受力部位，也就是梁部是否存在問題。

2 故障樹分析法在門式起重機維修中的應(yīng)用

2.1 在事故中的應(yīng)用

通常情況下，門式起重機大多工作在環(huán)境比較復(fù)雜的港口碼頭、大型鐵路運輸、大型造船廠中。隨著各種大型貨物運輸量不斷增多，門式起重機的控制方式不斷改進，門式起重機的應(yīng)用也越來越廣泛。然而門式起重機發(fā)生故障的頻率也越來越高，發(fā)生故障部位也呈現(xiàn)多樣化，故障樹分析法在這種現(xiàn)狀下開始了應(yīng)用。門式起重機在工作的時候，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程中承受的重量是最大的，危險強度也隨之加大，在這種狀況下，門式起重機的吊鉤可能會使貨物出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，也有可能在運輸?shù)桨肟罩袝r起升機構(gòu)、制動機構(gòu)發(fā)生故障，貨物掉落下來，造成相關(guān)的工作人員受傷或者喪失生命。所以，故障樹分析法在事故中的應(yīng)用是很有必要的。對事故大的狀況制定嚴格的制度，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。故障樹分析法對門式起重機所能發(fā)生的各種故障都能進行檢測研究，包括門式起重機掉落物品，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發(fā)生事故（圖2）。圖2中節(jié)點符號的含義見表1。

圖2 門式起重機故障樹

表1 門式起重機故障代號含義

例如，在Q16型起重機的維修中，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，通過表中的數(shù)據(jù)和故障樹最小割集算法，就可以進行故障分析，得出頂事件（系統(tǒng)發(fā)生故障）在t=1500 h時，發(fā)生概率是0.06005。

表2 Q16型起重機故障概率和重要度

2.2 在維修中的應(yīng)用

故障樹分析法對門式起重機在維修中的診斷分析主要是對設(shè)備的各個組成部件進行分析，門式起重機發(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，故障樹分析法應(yīng)用于門式起重機的維修方式主要是，對門式起重機設(shè)備的各個部位以及零件進行逐步分析，對分析過程中產(chǎn)生的大概率事件，相關(guān)部門需要制定嚴格的預(yù)防措施，強化工作人員的安全意識，為工作人員的生命安全提供保障，如果發(fā)現(xiàn)是設(shè)備的零件存在問題的話，需要維修人員及時的進行修理。通過故障樹分析法所產(chǎn)生的一系列問題，以及工作人員所采取的一系列措施進行記錄，建立一個科學(xué)的系統(tǒng)、存檔，保證設(shè)備再一次出現(xiàn)問題時，能夠不需要通過故障樹分析法進行檢測，就可以采取相應(yīng)的維修措施，減少了因設(shè)備故障所消耗的時間。

3 結(jié)束語

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

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