Q8關(guān)斷活門不工作故障分析

畢麗娜

（新鄉(xiāng)航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453049）

為更高效地消除產(chǎn)品故障，選用科學(xué)的方法和工具探究故障原因十分必要?；贔TA的分析方法，并以Q8關(guān)斷活門故障為案例進(jìn)行了實(shí)踐運(yùn)用。與使用一般方法進(jìn)行故障原因分析相比，F(xiàn)TA分析方法可全面系統(tǒng)地分析事故原因，完整地展現(xiàn)出導(dǎo)致故障的相關(guān)因素，使分析結(jié)果更加全面、具體。

1 故障描述

用戶對設(shè)備進(jìn)行檢查時(shí)，保障人員給Q8產(chǎn)品接通電源后，發(fā)現(xiàn)活門卡滯，無關(guān)閉和打開的動作，無論是正向通電還是反向通電，活門均無動作。在近8年時(shí)間內(nèi)，共計(jì)29套產(chǎn)品發(fā)生故障，其中活門卡滯故障19套，活門打開/關(guān)閉后電機(jī)不停止10套。

2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

Q8產(chǎn)品主要由活門部分和電動機(jī)構(gòu)兩部分組成。活門部分包含殼體、活門組件，電動機(jī)構(gòu)部分包含電機(jī)、插頭座、減速器。

3 Q8產(chǎn)品工作原理

當(dāng)電動機(jī)構(gòu)正向通電時(shí)，輸出一個(gè)正向扭矩，帶動活門軸正向旋轉(zhuǎn)，使活門打開，活門完全打開后，從電動機(jī)構(gòu)中反饋出一個(gè)開位電信號給系統(tǒng)控制盒；當(dāng)電動機(jī)構(gòu)反向通電時(shí)，輸出一個(gè)反向扭矩，帶動活門軸反向旋轉(zhuǎn)，使活門關(guān)閉，活門完全關(guān)閉后，從電動機(jī)構(gòu)中反饋出一個(gè)關(guān)位電信號給系統(tǒng)控制盒。

進(jìn)行FTA故障樹分析前，按照產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)和工作原理，將產(chǎn)品主要部件按功能進(jìn)行層層分解，有助于查找造成故障的有關(guān)零部件及相關(guān)影響因素。

4 FTA故障樹分析

文章重點(diǎn)分析電動機(jī)構(gòu)部分的“電機(jī)線圈短路”故障排查過程，其余結(jié)果事件均按此思路進(jìn)行排查。

根據(jù)故障核實(shí)結(jié)果，本次故障樹分析將頂事件設(shè)定為“Q8地面通電檢查活門卡滯”（以下簡稱故障）。

（1）根據(jù)產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)，分析Q8故障的原因可能為“活門機(jī)械部分卡滯”和“電動機(jī)構(gòu)輸出軸卡滯”。根據(jù)電動機(jī)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)，分析“電動機(jī)構(gòu)輸出軸卡滯”原因可能為“電機(jī)通電轉(zhuǎn)動功能失效”“減速器卡滯”“插頭座斷路”（如圖1所示）。

圖1 電動機(jī)構(gòu)輸出軸卡滯原因

（2）根據(jù)電機(jī)工作原理，分析“電機(jī)通電轉(zhuǎn)動功能失效”原因可能為“電機(jī)斷路”“機(jī)械部分卡滯”“電機(jī)短路”（如圖2所示）。

圖2 電機(jī)通電轉(zhuǎn)動功能失效原因

（3）根據(jù)電機(jī)結(jié)構(gòu)，分析“電機(jī)短路”原因可能為“電機(jī)線圈短路”“電機(jī)電路短路”（如圖3所示）。

圖3 電機(jī)短路原因

（4）根據(jù)電機(jī)工作機(jī)理分析，“電機(jī)線圈短路”問題產(chǎn)生的原因有三個(gè)：“電機(jī)受潮”“自動斷電功能失效，電機(jī)持續(xù)工作，線圈發(fā)熱燒蝕”“堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致線圈發(fā)熱燒蝕”（如圖4所示）。

圖4 電機(jī)線圈短路原因

①當(dāng)“產(chǎn)品使用不當(dāng)浸水”和“密封膠失效”同時(shí)發(fā)生時(shí)，造成“電機(jī)受潮”（如圖5所示）。

圖5 電機(jī)受潮原因

②按照工作機(jī)理分析，“堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致線圈發(fā)熱燒蝕”原因?yàn)椤皽p速器卡滯”“電機(jī)內(nèi)部卡滯”“外部負(fù)載過大，超過4N·m”（如圖6所示）。

圖6 堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致線圈發(fā)熱燒蝕原因

a）“減速器卡滯”產(chǎn)生的原因?yàn)椤皽p速器進(jìn)入多余物”“齒輪磨損變形”；

b）“電機(jī)內(nèi)部卡滯”產(chǎn)生的原因?yàn)椤半姍C(jī)內(nèi)部進(jìn)入多余物”“電機(jī)軸承卡滯”；“電機(jī)軸承卡滯”產(chǎn)生的原因?yàn)椤皾櫥涣肌薄爱愇镞M(jìn)入軸承滾珠位置”。

③可導(dǎo)致“電機(jī)線圈短路”問題的第三個(gè)原因是“自動斷電功能失效”，按照工作機(jī)理分析，造成電機(jī)“自動斷電功能失效”的原因?yàn)椤盁o極限信號輸出”“金屬多余物導(dǎo)致微動開關(guān)觸點(diǎn)短接”（如圖7所示）。

圖7 自動斷電功能失效原因

a）按照工作機(jī)理分析，造成“無極限信號輸出”的原因?yàn)椤拔娱_關(guān)故障，長閉觸點(diǎn)不斷開”，由于微動開關(guān)為外購件，經(jīng)咨詢廠家技術(shù)人員，其原因?yàn)椤敖饘佼愇锒探印薄案邷睾婵?，使用不?dāng)”。

b）“限動件一側(cè)電氣限位角度小大于55°”問題，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析，產(chǎn)生的原因?yàn)椤跋迍蛹褂弥行D(zhuǎn)位移”“限動件限位角度加工超差＜110°”“限動件限位角度位置加工偏移”。

底事件解析：

a）底事件-限動件使用中發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移：導(dǎo)致關(guān)方向機(jī)械限位角度增大，而開方向機(jī)械限位角度減小。導(dǎo)致活門關(guān)閉后，電機(jī)無法停止。如圖8a。

b）底事件-限動件限位角度加工超差：導(dǎo)致關(guān)方向和開方向機(jī)械限位角度均減小。導(dǎo)致活門打開及關(guān)閉后，電機(jī)無法停止。如圖8b。

c）底事件-限動件限位角度加工向一側(cè)偏移：導(dǎo)致一側(cè)機(jī)械限位角度增大，而另一側(cè)機(jī)械限位角度減小。導(dǎo)致活門打開或關(guān)閉后，電機(jī)無法停止。如圖8c。

圖8 底事件解析

（5）Q8地面通電活門不工作故障樹，可由圖1-圖7綜合繪制。

5 底事件排查，故障復(fù)現(xiàn)

（1）對故障電動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分解檢查，驗(yàn)證底事件。未發(fā)現(xiàn)進(jìn)水、密封膠失效、多余物、磨損現(xiàn)象，微動開關(guān)工作正常，故可排除X18-X21、X26-X31原因。

（2）對故障電動機(jī)構(gòu)中的限動件進(jìn)行分解測量：要求110°±30′，實(shí)測111°28′。

（3）加工與電動機(jī)構(gòu)件限動件狀態(tài)一致的限動環(huán)，裝在試驗(yàn)件A、試驗(yàn)件B上進(jìn)行加載功能振動，然后通電檢查，記錄故障情況，見表1。

表1 故障復(fù)現(xiàn)情況

6 解決方案

（1）將限動件機(jī)械限位角度要求＞110°，更改為以限動件中心線為基準(zhǔn)，單邊角度＞55°。解決“限動件限位角度加工超差”“限動件限位角度加工向一側(cè)偏移”問題。

（2）增加定位措施，防止限動件旋轉(zhuǎn)。解決“限動件使用中發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移”問題。

7 分析過程總結(jié)

在產(chǎn)品故障原因分析過程中，運(yùn)用FTA故障樹分析法，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理為關(guān)注點(diǎn)，進(jìn)行分析，分析出37項(xiàng)基本事件（底事件）。學(xué)習(xí)GJB/Z768《故障樹分析指南》標(biāo)準(zhǔn)，開闊了對故障事件的分析思路，從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理進(jìn)行分解分析，將所有零部件都納入分析范圍，避免缺項(xiàng)漏項(xiàng)，更全面更準(zhǔn)確地查找出原因，有效解決問題。