故障树分析法在门式起重机维修中的应用分析

卢德俊

（江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院，江苏泰州 225306）

0 前言

在这个科技化的时代中，我国的各个领域都在不断地飞速发展，并且逐步进入科学化，信息化，工业发展作为我国经济发展的重要因素，其发展离不开各种设备的使用，门式起重机就是其中一种重要的设备，随着机械生产中许多工具逐步实现自动化的趋势，门式起重机也步入其中，门式起重机本身就具有体型庞大，工作能量大的特点，所以实现自动化的特点对工业生产起到了非常积极地作用。门式起重机在不断的优化中，工作能力和效率也在不断提高，但是由于门式起重机的设备在维修和保护上，缺乏完善的机制，导致其引发事故的频率也在不断上升。对门式起重机存在的故障进行检测是很有必要的，在对门式起重机的设备产生问题的分析方法中，需要用到的是故障树分析法。故障树分析法是一种很有层次感的故障分析方法，通过故障树对门式起重机进行分析，可以更加多方位，更加清楚的了解到门式起重机的设备存在的问题，从而采取有效的解决方式，保证工业生产工作能够安全无误的进行，也为工作人员的人身安全提供了保障。本文主要对故障树分析法进行简单的阐述，对其分析原理依据进行探究，来得出故障树分析法在门式起重机维修中的应用措施。

1 故障树分析法

故障树分析法的定义：借助故障树或分析树图，即满足实际情况的一种逻辑因果关系图，根据元部件状态（基本事件）来显示系统的状态（顶事件）。故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法对设备进行诊断和维修。它具备对系统所有存在的问题进行全面分析的能力，在发现设备问题，并解决设备问题的过程中，需要顾及的因素多种多样，比如设备的整体运作状况，各零件的安全状况等等，在发现设备的疑似问题后，持续跟进，制订清晰的设计图，分析造成这一故障的主要原因，不断深入，对设备的各个问题以及造成这一问题的因素做出相应的解决方案，改善设备的功能。

1.1 故障树分析法

故障树分析法原理：第一，要对整个系统进行认识，了解设备运行原理。第二，建立相应的故障树图，通过对设备的熟悉，选取所需要的数据。第三，对数据经过研究，利用公式进行计算，得出准确的数据。第四、通过数据产生的结果对整个设备的改善提供采取措施（图1）。

图1 故障分析原理

1.2 故障树分析法特点

故障树分析法就是在对系统充分熟悉的情况下，对系统存在的问题进行层层分析，然后画出相应的故障树图，进一步确定系统设备及其构成之间问题存在的关联，将所有可能出现的情况进行分类，计算存在的概率。然后确定需要检查的部位，逐一做出相应解决方案，对设备维修提供更高效的解决措施。这种方法被广泛应用于各种大型工业生产活动中，使某些大型机械工具的维修困难得到了解决，门式起重机就是其中一种，故障树分析法主要有3个特点：①不管是什么原因导致的设备问题都可以逐一检测。②故障树分析法在检测上，对设备的大小没有要求，不管系统的规模是大还是小，故障树分析法都可以应用。③故障树分析法中所涉及到的图形，都可以运用计算机操作，计算机在操作的过程中，大致流程是，首先熟悉设备，对设备可能发生故障的部位进行大致的确定，通过层层深入不断地排除不存在故障的部位，然后计算各个部位可能出现故障的概率，通过对数据的分析，将概率最小的逐个排除，最终确定最有可能产生故障的部位，制定解决方案，采取维修措施。

1.3 故障树分析法在门式起重机维修中的搭建

门式起重机作为我国机械生产中频繁使用的工业设备，主要用于各种大型资源的运输，由于体型庞大，工作量也相应很大。门式起重机出现故障后，经常在维修中会用到故障树分析法。故障树分析法在门式起重机维修中搭建的最主要的目标是检查门式起重机是否存在安全隐患。但是门式起重机作为一个庞大的整体，需要做出一系列划分工作，才能保证故障分析法的进行，将门式起重机的整体分为多个部分，对各个部分逐一研究，门式起重机作为一个工业生产中至关重要的工业设备，它的具体运转模式、有哪些组成部分及零件等，这些都是故障树分析法在门式起重机维修的搭建中需要考虑的因素。故障树分析法通过对门式起重机合理、全面和科学的分析后，需要考虑实际产生的状况来确定门式起重机的故障。这也就是故障树分析法确定事件的步骤。搭建故障树过程中，需要考虑设备的3个方面，一是门式起重机在减速方面的设备问题。二是门式起重机在运行电机方面的问题。三是门式起重机的主要受力部位，也就是梁部是否存在问题。

2 故障树分析法在门式起重机维修中的应用

2.1 在事故中的应用

通常情况下，门式起重机大多工作在环境比较复杂的港口码头、大型铁路运输、大型造船厂中。随着各种大型货物运输量不断增多，门式起重机的控制方式不断改进，门式起重机的应用也越来越广泛。然而门式起重机发生故障的频率也越来越高，发生故障部位也呈现多样化，故障树分析法在这种现状下开始了应用。门式起重机在工作的时候，主要工作部位就是它的吊钩，主要受力结构件持续受到吊钩处产生的载荷作用，吊钩在传输货物的过程中承受的重量是最大的，危险强度也随之加大，在这种状况下，门式起重机的吊钩可能会使货物出现损坏的现象，也有可能在运输到半空中时起升机构、制动机构发生故障，货物掉落下来，造成相关的工作人员受伤或者丧失生命。所以，故障树分析法在事故中的应用是很有必要的。对事故大的状况制定严格的制度，监督工作人员及操作人员执行，事故小的也要注意有效的避免。故障树分析法对门式起重机所能发生的各种故障都能进行检测研究，包括门式起重机掉落物品，设备故障等，这种分析方法可以在最大程度上减小门式起重机发生事故（图2）。图2中节点符号的含义见表1。

图2 门式起重机故障树

表1 门式起重机故障代号含义

例如，在Q16型起重机的维修中，得出其故障分类的发生概率、概率重要度以及关键重要度如表2所示，通过表中的数据和故障树最小割集算法，就可以进行故障分析，得出顶事件（系统发生故障）在t=1500 h时，发生概率是0.06005。

表2 Q16型起重机故障概率和重要度

2.2 在维修中的应用

故障树分析法对门式起重机在维修中的诊断分析主要是对设备的各个组成部件进行分析，门式起重机发生故障的原因有很多种，组成部件发生故障就是其中的一种，故障树分析法应用于门式起重机的维修方式主要是，对门式起重机设备的各个部位以及零件进行逐步分析，对分析过程中产生的大概率事件，相关部门需要制定严格的预防措施，强化工作人员的安全意识，为工作人员的生命安全提供保障，如果发现是设备的零件存在问题的话，需要维修人员及时的进行修理。通过故障树分析法所产生的一系列问题，以及工作人员所采取的一系列措施进行记录，建立一个科学的系统、存档，保证设备再一次出现问题时，能够不需要通过故障树分析法进行检测，就可以采取相应的维修措施，减少了因设备故障所消耗的时间。

3 结束语

门式起重机作为一个大型的机械设备，各个领域广泛的利用使它在工作中难免会出现问题，这为门式起重机的安全性应用带来了难度，不管是门式起重机在对货物的运输上，还是在自身设备的零件组成上，都有可能出现问题，引发事故，所以，在门式起重机的维修问题上需要合理的运用故障树分析法，对门式起重机存在的各种安全隐患进行避免，确保门式起重机能够更加科学，安全的应用于各个领域，另外，相关工作人员也应该提高警惕，加强安全意识，相关企业也应该制定科学化的管理机制，规范工作人员的操作技术，为门式起重机更加广泛的应用提供良好的发展基础。

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