故障類型及影響分析法在場內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛上的應(yīng)用探討

尉文峰，陳衛(wèi)，宋梁君

（紹興市特種設(shè)備檢測院，浙江 紹興 312000）

目前，場內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛（以下簡稱場車）憑借其運(yùn)行靈活、載重量大及技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。雖然市場的保有量不斷上升，但使用單位對其安全重視程度還應(yīng)加強(qiáng)。據(jù)近幾年的特種設(shè)備事故統(tǒng)計(jì)顯示，場車的事故發(fā)生率居高不下，這就需要在完成場車常規(guī)檢查的同時(shí)針對隱患較大的設(shè)備做更細(xì)致的安全評估以減少設(shè)備隱患，降低事故發(fā)生率。

現(xiàn)如今，安全評估的方法眾多且各有特色，故選擇合理的方法顯得尤為重要，以下在綜合考慮各安全評價(jià)方法實(shí)際操作性、優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合場車的自身特點(diǎn)和特種設(shè)備行業(yè)的特殊性，選擇故障類型及影響分析法（FMEA）來對場車進(jìn)行安全評價(jià)。

1 FMEA 的介紹

FMEA 是格魯門飛機(jī)公司于20 世紀(jì)50 年代為評價(jià)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)故障而開發(fā)的一種方法。在之后的發(fā)展中，該方法在核電、化工、機(jī)械、電子等領(lǐng)域得到了進(jìn)一步應(yīng)用，現(xiàn)該方法是系統(tǒng)安全工程中的重要分析方法之一。FMEA 的基本內(nèi)容是從系統(tǒng)中的原件故障狀態(tài)進(jìn)行分析，逐次歸納到子系統(tǒng)和系統(tǒng)的狀態(tài)，主要是考察系統(tǒng)內(nèi)會出現(xiàn)哪些故障，它們對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響，以及怎樣發(fā)現(xiàn)和消除。

2 場車FMEA 分析步驟

（1）確定場車作為分析的對象及范圍，對其系統(tǒng)的功能、特性及運(yùn)行條件進(jìn)行分析，再按功能劃分成若干子系統(tǒng)，并找出各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與動(dòng)作上的相互聯(lián)系。如把場車按功能劃分成七大系統(tǒng)，分別是動(dòng)力系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、電氣系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)又細(xì)分為：啟動(dòng)裝置、燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。由于進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且每次發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)時(shí)都要涉及到，排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣也很簡單，故在此評估中未做考慮。

（2）明確分析的基本要求，通常應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：①明確系統(tǒng)的次要功能和主要功能在不同階段的任務(wù)；②逐個(gè)分析故障率高的零部件；③明確重點(diǎn)，要深入分析關(guān)鍵部位，次要部位可簡略分析；④檢測方法和處理措施要切實(shí)可行。

（3）分析整個(gè)系統(tǒng)及各組成部分的功能，包括各子系統(tǒng)和其組成要素的功能敘述，及各子系統(tǒng)的故障模式和對整個(gè)系統(tǒng)的影響。表1 發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)裝置的故障模分析。

表1 嚴(yán)重度評分準(zhǔn)則

（4）分析系統(tǒng)所列的全部項(xiàng)目，判明系統(tǒng)中所有實(shí)際可能出現(xiàn)的故障，完成故障類型及影響分析表（包括故障類型、故障原因、故障影響、檢測方法、嚴(yán)重程度(R)、發(fā)生頻率(O)等），這是實(shí)施FMEA 的核心環(huán)節(jié)。嚴(yán)重程度的評分按照場車的實(shí)際情況來判斷，判斷的依據(jù)參照下表2 嚴(yán)重度評分準(zhǔn)則。故障的發(fā)生頻率通過統(tǒng)計(jì)使用單位的維修記錄、自檢記錄和年檢報(bào)告的故障發(fā)生次數(shù)分頻繁、偶爾、不太可能、少、極少五級，對應(yīng)分值分別為5～1。

（5）根據(jù)故障的發(fā)生頻率和嚴(yán)重程度級別，在圖1 風(fēng)險(xiǎn)模圖中確定其所屬風(fēng)險(xiǎn)等級，并進(jìn)一步分析，找出原因，提出整個(gè)措施，控制風(fēng)險(xiǎn)，防止事故發(fā)生。

3 場車FMEA 分析法的運(yùn)用

隨機(jī)選取一輛使用若干年型號為CPC30 的叉車運(yùn)用FMEA 法對其進(jìn)行分析，得出各級評價(jià)指標(biāo)、故障內(nèi)容和故障原因。尋找多位專家對該叉車的各評價(jià)指標(biāo)的嚴(yán)重程度等級進(jìn)行評估結(jié)果取平均，發(fā)生頻次的等級則通過統(tǒng)計(jì)使用單位的故障記錄、自檢記錄和年檢記錄后得出，具體結(jié)論詳見表2 所示。

上述評價(jià)結(jié)果結(jié)合圖1 的等級劃分可以看出該叉車存在高風(fēng)險(xiǎn)的故障有輪胎的胎紋深度不足、行車制動(dòng)的制動(dòng)距離過長、駐車制動(dòng)不可靠。根據(jù)實(shí)際情況分析這些故障的具體原因?yàn)檩喬ヌッ婺p嚴(yán)重、制動(dòng)器的剎車片磨損嚴(yán)重、駐車制動(dòng)的制動(dòng)拉線過松。后續(xù)需整改的內(nèi)容有更換輪胎和行車制動(dòng)器的剎車片、調(diào)整駐車制動(dòng)器的制動(dòng)拉線。該結(jié)果與年檢結(jié)論基本相符，證明該方法有效。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)模圖

4 結(jié)語

本文將FMEA 分析法應(yīng)用于在用場內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛安全評估中，在場內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛安全評估方法研究方面作了有益的探索，并獲得了良好的效果，同時(shí)也為系統(tǒng)復(fù)雜、評價(jià)指標(biāo)眾多的設(shè)備做安全評估提供了一種合理的實(shí)現(xiàn)途徑。

表2 場車的FMEA 表

故障序號 系統(tǒng)名 部件名 故障內(nèi)容 故障原因 嚴(yán)重程度 頻率啟動(dòng)電機(jī)不轉(zhuǎn)，無法啟動(dòng) 啟動(dòng)電機(jī)故障線路故障 1 1動(dòng)力偏下、轉(zhuǎn)速不穩(wěn) 缸內(nèi)積碳 2 3排放超標(biāo) 催化劑故障 3 3發(fā)動(dòng)機(jī)過熱 傳感器故障冷卻系統(tǒng)故障 1 1啟動(dòng)電機(jī)工作，仍無法啟動(dòng) 油氣混合物無供給 3 1 1 動(dòng)力系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)燈泡 不亮或閃爍 燈泡故障線路故障 2 6燈罩 破損 碰撞 2 7喇叭 音量低或不響 喇叭故障線路故障 3 6電瓶 電壓低、放電過快 長時(shí)間過放和過充 2 1 2 電氣系統(tǒng)離合器 換擋不順 摩擦片分離不徹底 1 2提速慢 摩擦片磨損嚴(yán)重 1 2踏板 踩踏費(fèi)力 連接機(jī)構(gòu)故障 1 2變速桿 換擋不順 連接機(jī)構(gòu)故障 2 2啟動(dòng)限制 掛檔能啟動(dòng) 限制無效 1 1 3 傳動(dòng)系統(tǒng)車架 變形、裂紋 嚴(yán)重撞擊 1 3前后橋 運(yùn)行有異響 軸承、齒輪故障 2 1輪胎 胎紋淺 磨損嚴(yán)重 7 5胎面有裂紋和割傷 輪胎嚴(yán)重撞擊.被鋒利的器具割傷 5 3 5 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 方向盤 轉(zhuǎn)向費(fèi)力 連接機(jī)構(gòu)故障轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)故障 2 2 4 行駛系統(tǒng)行車制動(dòng) 制動(dòng)距離大 剎車片磨損嚴(yán)重 7 3行車制動(dòng)踏板 踩踏費(fèi)力 連接機(jī)構(gòu)故障 2 2駐車制動(dòng) 坡上駐車有溜車 鋼絲繩過松剎車片磨損嚴(yán)重 6 4駐車制動(dòng)手柄 拉緊費(fèi)力 齒輪有缺損 6 2 6 制動(dòng)系統(tǒng)貨叉 裂紋、變形 磨損嚴(yán)重 2 1門架 下降速度過快 下降限速無效 2 1上升過慢、費(fèi)力 液壓系統(tǒng)漏油門架的滑動(dòng)輪有卡阻 2 2 7 工作裝置