基于故障樹的電梯門系統故障分析與改進

程文超 吳兵 方少林

摘 要：電梯門系統是電梯中的重要系統，為保證門系統的安全運行，利用故障樹分析法對電梯門系統進行故障分析，總結故障原因，找出薄弱環節，快速解決電梯門系統故障。對故障樹模型中的機械故障和電氣故障進行分析和改進，為電梯門系統設計、制造、安裝和維保工作提供指導。

關鍵詞：電梯;門系統;故障樹;改進

中圖分類號：TH165+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0078-03

0 引言

隨著社會節奏的加快，人們生活水平的提高，電梯被越來越多地應用到工廠、公司、商場、醫院、學校和家庭，成為日常生活中重要的出行工具，電梯也趨于高精度、復雜化、高自動化，其運行中的安全性和可靠性成為人們關注的焦點[1，2]。GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》中列出了電梯引起危險的事故主要有剪切、擠壓、墜落、撞擊、被困、火災、電擊[3]，其中造成人員剪切、擠壓、墜落、撞擊、被困等危險情況是由電梯門系統發生故障引起[4，7]。因而分析電梯門系統故障可以降低門系統故障率，切實指導門系統維護保養工作，加強對乘客和電梯維保人員的人身安全保護。

1 故障樹分析法

故障樹分析（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）技術是美國貝爾電報公司的電話實驗室于1961年開發，該分析方法是一種運用邏輯分析和推理故障事件的圖形演繹方法[8]。它可以針對某故障進行層層分析，形成倒立樹狀邏輯因果關系圖，由于這種圖的形狀類似大樹，從樹干（頂事件）到樹枝（基本事件）逐級關聯，故稱故障樹。故障樹圖能更清晰準確的表達系統基本事件與頂事件的內在關聯，便于找出系統中薄弱環節，常用于復雜系統可靠分析和安全性性分析，使故障診斷變得更準確和高效。

故障樹是由各種故障樹符號構成，GB/T 4888-2009《故障樹名稱術語和符號》中規定了故障樹圖中使用事件符號和邏輯門符號的名稱和意義[9]，故障樹圖中常用事件符號和邏輯門符號的意義見表1。

2 門系統故障樹建立

2.1 故障樹基本失效事件

電梯門系統比較復雜，構成組件種類多，門系統的運行涉及到門鎖、門刀、限位開關、繼電器等多種器件的功能和聯動，同時電梯門系統的運行精度要求也比較高，因而利用故障樹簡單、直觀的特點，對電梯門系統故障的分析有很大幫助，可快速找到引發故障的問題點。

針對門系統故障的表現形式，可以將門系統故障分成兩大類，第一類為機械故障，第二類為電氣故障。門系統的故障樹分析中，基本事件見表2。

2.2 構建故障樹

根據故障樹的建樹邏輯規則，結合電梯門系統故障分析的故障樹基本事件，選取“門系統故障”為頂事件構建故障樹并繪制故障樹圖，如圖1所示。

3 門系統故障分析

根據電梯門系統故障樹圖中頂事件“門系統故障”與基本事件進行分析，影響門系統故障的原因主要有以下幾點：門組件變形、磨損、卡阻以及電氣元件的失電、損壞等，門系統的故障表現形式以及機械故障和電氣故障的原因分析和總結見表3。

4 改進方向

GB 7588-2003中規定了電梯層門和轎門的安裝要求，但由于電梯門系統比較復雜，除安裝因素外，系統中的組件或回路出現問題均可能引起電梯門系統故障[10]，從而引起安全隱患。

利用故障樹圖對電梯門系統故障進行分析，可以找出故障根源，從而能為改進指導方向。針對機械方面故障，可利用有限元分析強度、剛度性能參數，定期檢查和測量機械部件磨損情況，從設計、安裝選材、維護保養環節進行改進。針對電氣方面故障，可采用模板匹配的故障識別方法進行診斷及評價，借助電梯運行試驗，分析門系統控制回路中電流、電壓等設計參數變化特征，快速診斷故障根源。門系統改進方向見圖2所示。

5 結語

（1）本文借助故障樹分析方法對電梯門系統故障進行分類和梳理，并對門系統故障發生的原因進行分析，為排除故障提供了方向和依據。

（2）通過故障樹分析方法，能夠快速縮小故障原因范圍，提高檢修效率。

（3）故障樹分析方法能夠在電梯門系統設計、制造、安裝、維保工作中提供指導并對電梯門系統的優化提供方向。

參考文獻

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[2] 朱建家.電梯電氣控制系統故障診斷和維修探討[J].中小企業管理與科技，2016（23）：164-165.

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[8] 杜碧華，張思宇，楊順坤，等.基于故障樹分析電梯門系統故障[J].設備管理與維修，2015（3）：27-28.

[9] GB/T 4888-2009.故障樹名稱術語和符號[S].2009.

[10] 劉鑫培，芮延年，劉開強.一種超大噸位電梯轎廂架有限元分析[J].機械工程師，2008（4）：90-92.