直動式行程開關安全聯鎖可靠性分析和對策

常莎

摘? 要：直動式行程開關結構簡單，適用范圍廣，廣泛應用于各類機床和機械裝置，用于控制其行程、進行終端限位保護，比如機械設備的開蓋聯鎖裝置就是利用直動式行程開關來實現。該文應用故障樹分析方式對直動式行程開關進行了失效分析，同時通過對事故案例的收集和分析，對造成行程開關失效的固有因素以外的環境影響，如溫度、濕度、油污、粉塵等方面也進行了分析。論文最后提出了在使用直動式行程開關過程中保證安全聯鎖可靠性的管控對策，對直動式行程開關的選取、運行、檢查、維護的規范要求提出了筆者的建議。

關鍵詞：直動式行程開關? 安全聯鎖可靠性? 失效分析? 管控對策

直動式行程開關主要由頂桿、彈簧、常閉觸頭、觸頭彈簧和常開觸頭組成。通過將機械（位移）信號轉換為電信號二實現了對機械的運動方向、行程大小的控制和置位保護。

1? 直動式行程開關故障樹分析

直動式行程開關各構件的動作靈敏性、強度和彈性、壽命等將直接影響其可靠性，該文以直動式行程開關失效作為故障樹分析的頂事件，繪制故障樹，如圖1所示。

根據故障樹分析，直動式行程開關失效的主要原因是頂桿、彈簧、觸頭等關鍵機構發生失效，其影響因素主要有接觸壓力、接觸頻率、負載電流，其主要失效表現形式為接觸電阻超限、操動時間超限，具體見表1。

表1中列舉了行程開關主要失效機理及影響因素。另外，直動式行程開關失效除了固有因素外，還受到溫度、濕度、油污、粉塵等環境因素的影響。

（1）溫度。

直動式行程開關的各個構件均有使用溫度的范圍要求。長時間的高溫、低溫，會導致構件的載荷能力及使用壽命的降低。

（2）濕度。

環境中的水分可能會影響觸頭的接觸面積，從而影響接觸電阻的阻值，最終影響操動時間。

（3）油污、粉塵。

由于油污的黏稠度高且不能自然分解，粉塵的顆粒直徑較小，一旦油污或粉塵進入行程開關的安裝孔后易增加彈簧負荷，影響彈簧撓性。將直動式行程開關安裝在粉塵環境下，且未對安裝孔進行封堵處理，使用一段時間后，粉塵通過安裝孔進入行程開關彈簧部位，與彈簧所加的潤滑油混合形成了油污，導致彈簧不能正常動作，行程開關失靈。

2? 提高直動式行程開關有效性的對策

2.1 加強采購管理，正確選擇供應商

供應商是指為公司提供物資的個人或團體，如提供危險化學品、氣瓶、勞動防護用品等的單位。供應商管理內容至少包括以下內容。

（1）建立供應商名錄，明確歸口管理部門、屬地管理部門、安全管理部門及其管理職責。

（2）審查供應商的營業執照、行政許可、人員資質等，確保其符合國家和地方法規要求，具備相應安全生產條件。

（3）關注供應商的業務活動可能帶來的安全風險，根據辨識、評價結果確定相應的風險控制措施。

（4）在與其簽訂的服務合同或單獨簽訂的安全協議中應依據風險特點和風險程度，明確雙方的安全管理職責、人員管理、設備管理、作業管理、原輔材料管理、風險管控和隱患排查治理、違章和事故處置、相應的違約責任追究、考核和合同終止條款等個性化內容。

（5）對供應商進行績效評價，包括制度和要求的執行情況、設備設施和作業活動的風險控制措施有效性、隱患排查治理情況、未遂事件和事故發生情況等。

另一方面應對產品質量嚴格把關。不同廠家生產的產品其壽命、動作敏感度存在差異。在某機械制造企業就發現過控制設備安全門的直動式行程開關經常發生延時停止的情況，其原因是行程開關的頂柱尺寸比正常值短。

2.2 正確操作運行，提升裝置可靠性

直動式行程開關往往不是單獨運行，而是被安裝在某臺設備或設施上，操作者的日?；顒訉ζ淇煽啃砸矔杏绊憽Ｔ谀硻C械加工企業一名員工在操作時發現行程開關在一個班次出現多次失靈。經過調查發現，造成這種現象是因為操作者將加工用具正好放置在直動式行程開關的上方，導致行程開關的頂柱長時間受壓，導致直動式行程開關內的彈簧產生工作疲勞造成彈簧彈性不足，致使其動作速度降低，甚至失靈。

因此，作業人員是否正確操作設備、是否養成正確的作業習慣，以及作業現場監督管理人員是否將風險辨識到位、是否有效糾正不符合行為尤為重要。

2.3 定期檢查維護，及時消除隱患

行程開關本身也是設備設施的一種，在定期檢查維護過程中應關注以下幾點。

（1）行程開關的日常檢查宜與設備設施同時進行。在檢查時可用工具進行測試，嚴禁用身體作為測試工具，必要時可根據《行程開關》（JB/T 5553-2017）中介紹的試驗方法進行測試。發現行程開關損壞、動作速度降低或失靈等故障，應立即報修，嚴禁自行維修或帶病作業。

（2）作業過程中，發現運行異常，應立即停機報修，等待專業人員進行修理。

（3）作業結束后，按操作規程或產品說明書的維護保養要求進行維保，并注意清理行程開關周邊油污，關注行程開關的固定螺釘是否緊固。在設備本身在運行時會產生振動的企業，有發生過行程開關固定螺釘松動的現象。

2.4 確定報廢條件，落實更換標準

采購部門在采購產品時，應關注其產品壽命，并提供給設備設施管理部門，以供其完善設備設施完好標準和檢維修計劃等。

設備設施管理部門或使用部門在日常使用、檢查、維修、維保等過程中應關注行程開關的工作狀態，按照報廢條件及時更換。同時在相關標準更新后，應與采購部門協商調整供應商選擇條件，對現有設備設施進行排查，制訂更新方案，逐步進行調整完善。

3? 結論

該文對直動式行程開關開展了失效分析，并提出提高可靠性的對策，為直動式行程開關的使用單位的日常管理提供了必要的參考。由于各方面條件所限，該文尚存在一些不足具體如下。

（1）可靠性分析除了進行系統分析外，應設計相關試驗，以便采集數據，驗證失效原因對直動式行程開關的影響?？梢钥紤]從接觸電阻、操動時間兩個因素制定試驗方案，設計軟件與試驗設備相連接，以方便記錄、統計、分析數據。

（2）收集的故障、事故案例主要集中在機械加工行業，收集案例的領域有點局限，因此在失效分析和提出對策的過程中會有缺失。

（3）未開展故障樹定量分析，得出真實有效的頂事件發生概率。

（4）故障樹分析法不能診斷不可預知的故障，受分析人主觀影響較大。

參考文獻

[1] 侯寶佳.市場需求倒逼工程機械企業和用戶轉型[J].工程機械文摘，2016（1）：40-42.

[2] 宗關忠，程建棠，呂光清.1998—2015年國內外60起起重機械事故[J].工程機械與維修，2016（3）：79-84.

[3] 荊凱.淺析電梯事故發生的原因及預防救援措施[J].企業技術開發，2015，29（34）：94-95.

[4] 陸斌.電梯常見事故分析[J].品牌與標準化，2009（24）：25-27.

[5] 朱斌強.工程機械中壓力開關可靠性試驗研究[D].浙江大學，2012.

[6] 吳海超，吳宇飛.地鐵車輛門鎖位置行程開關的故障剖析[J].城市軌道交通研究，2011，14（11）：97-99.

[7] 馮陽.故障樹分析和模糊理論在柴油機故障診斷中的應用[D].北京理工大學，2008.