直動式行程開關(guān)安全聯(lián)鎖可靠性分析和對策

常莎

摘? 要：直動式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣，廣泛應(yīng)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(shè)備的開蓋聯(lián)鎖裝置就是利用直動式行程開關(guān)來實現(xiàn)。該文應(yīng)用故障樹分析方式對直動式行程開關(guān)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(guān)失效的固有因素以外的環(huán)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(guān)過程中保證安全聯(lián)鎖可靠性的管控對策，對直動式行程開關(guān)的選取、運行、檢查、維護的規(guī)范要求提出了筆者的建議。

關(guān)鍵詞：直動式行程開關(guān)? 安全聯(lián)鎖可靠性? 失效分析? 管控對策

直動式行程開關(guān)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(zhuǎn)換為電信號二實現(xiàn)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(guān)故障樹分析

直動式行程開關(guān)各構(gòu)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(guān)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(jù)故障樹分析，直動式行程開關(guān)失效的主要原因是頂桿、彈簧、觸頭等關(guān)鍵機構(gòu)發(fā)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(xiàn)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(guān)主要失效機理及影響因素。另外，直動式行程開關(guān)失效除了固有因素外，還受到溫度、濕度、油污、粉塵等環(huán)境因素的影響。

（1）溫度。

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

（2）濕度。

環(huán)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(guān)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(guān)安裝在粉塵環(huán)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(guān)彈簧部位，與彈簧所加的潤滑油混合形成了油污，導(dǎo)致彈簧不能正常動作，行程開關(guān)失靈。

2? 提高直動式行程開關(guān)有效性的對策

2.1 加強采購管理，正確選擇供應(yīng)商

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

（1）建立供應(yīng)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(zé)。

（2）審查供應(yīng)商的營業(yè)執(zhí)照、行政許可、人員資質(zhì)等，確保其符合國家和地方法規(guī)要求，具備相應(yīng)安全生產(chǎn)條件。

（3）關(guān)注供應(yīng)商的業(yè)務(wù)活動可能帶來的安全風(fēng)險，根據(jù)辨識、評價結(jié)果確定相應(yīng)的風(fēng)險控制措施。

（4）在與其簽訂的服務(wù)合同或單獨簽訂的安全協(xié)議中應(yīng)依據(jù)風(fēng)險特點和風(fēng)險程度，明確雙方的安全管理職責(zé)、人員管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理、原輔材料管理、風(fēng)險管控和隱患排查治理、違章和事故處置、相應(yīng)的違約責(zé)任追究、考核和合同終止條款等個性化內(nèi)容。

（5）對供應(yīng)商進行績效評價，包括制度和要求的執(zhí)行情況、設(shè)備設(shè)施和作業(yè)活動的風(fēng)險控制措施有效性、隱患排查治理情況、未遂事件和事故發(fā)生情況等。

另一方面應(yīng)對產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品其壽命、動作敏感度存在差異。在某機械制造企業(yè)就發(fā)現(xiàn)過控制設(shè)備安全門的直動式行程開關(guān)經(jīng)常發(fā)生延時停止的情況，其原因是行程開關(guān)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(guān)往往不是單獨運行，而是被安裝在某臺設(shè)備或設(shè)施上，操作者的日常活動對其可靠性也會有影響。在某機械加工企業(yè)一名員工在操作時發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)在一個班次出現(xiàn)多次失靈。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成這種現(xiàn)象是因為操作者將加工用具正好放置在直動式行程開關(guān)的上方，導(dǎo)致行程開關(guān)的頂柱長時間受壓，導(dǎo)致直動式行程開關(guān)內(nèi)的彈簧產(chǎn)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(yè)人員是否正確操作設(shè)備、是否養(yǎng)成正確的作業(yè)習(xí)慣，以及作業(yè)現(xiàn)場監(jiān)督管理人員是否將風(fēng)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(guān)本身也是設(shè)備設(shè)施的一種，在定期檢查維護過程中應(yīng)關(guān)注以下幾點。

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

（2）作業(yè)過程中，發(fā)現(xiàn)運行異常，應(yīng)立即停機報修，等待專業(yè)人員進行修理。

（3）作業(yè)結(jié)束后，按操作規(guī)程或產(chǎn)品說明書的維護保養(yǎng)要求進行維保，并注意清理行程開關(guān)周邊油污，關(guān)注行程開關(guān)的固定螺釘是否緊固。在設(shè)備本身在運行時會產(chǎn)生振動的企業(yè)，有發(fā)生過行程開關(guān)固定螺釘松動的現(xiàn)象。

2.4 確定報廢條件，落實更換標(biāo)準(zhǔn)

采購部門在采購產(chǎn)品時，應(yīng)關(guān)注其產(chǎn)品壽命，并提供給設(shè)備設(shè)施管理部門，以供其完善設(shè)備設(shè)施完好標(biāo)準(zhǔn)和檢維修計劃等。

設(shè)備設(shè)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(yīng)關(guān)注行程開關(guān)的工作狀態(tài)，按照報廢條件及時更換。同時在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)更新后，應(yīng)與采購部門協(xié)商調(diào)整供應(yīng)商選擇條件，對現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施進行排查，制訂更新方案，逐步進行調(diào)整完善。

3? 結(jié)論

該文對直動式行程開關(guān)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(guān)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(tǒng)分析外，應(yīng)設(shè)計相關(guān)試驗，以便采集數(shù)據(jù)，驗證失效原因?qū)χ眲邮叫谐涕_關(guān)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(shè)計軟件與試驗設(shè)備相連接，以方便記錄、統(tǒng)計、分析數(shù)據(jù)。

（2）收集的故障、事故案例主要集中在機械加工行業(yè)，收集案例的領(lǐng)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(fā)生概率。

（4）故障樹分析法不能診斷不可預(yù)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(yè)和用戶轉(zhuǎn)型[J].工程機械文摘，2016（1）：40-42.

[2] 宗關(guān)忠，程建棠，呂光清.1998—2015年國內(nèi)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(fā)生的原因及預(yù)防救援措施[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，29（34）：94-95.

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

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

[6] 吳海超，吳宇飛.地鐵車輛門鎖位置行程開關(guān)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(yīng)用[D].北京理工大學(xué)，2008.