故障類型及影響分析法在場內機動車輛上的應用探討

尉文峰，陳衛，宋梁君

（紹興市特種設備檢測院，浙江 紹興 312000）

目前，場內機動車輛（以下簡稱場車）憑借其運行靈活、載重量大及技術成熟等優點而被廣泛應用。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加強。據近幾年的特種設備事故統計顯示，場車的事故發生率居高不下，這就需要在完成場車常規檢查的同時針對隱患較大的設備做更細致的安全評估以減少設備隱患，降低事故發生率。

現如今，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方法實際操作性、優缺點，同時結合場車的自身特點和特種設備行業的特殊性，選擇故障類型及影響分析法（FMEA）來對場車進行安全評價。

1 FMEA 的介紹

FMEA 是格魯門飛機公司于20 世紀50 年代為評價飛機發動機故障而開發的一種方法。在之后的發展中，該方法在核電、化工、機械、電子等領域得到了進一步應用，現該方法是系統安全工程中的重要分析方法之一。FMEA 的基本內容是從系統中的原件故障狀態進行分析，逐次歸納到子系統和系統的狀態，主要是考察系統內會出現哪些故障，它們對系統產生什么影響，以及怎樣發現和消除。

2 場車FMEA 分析步驟

（1）確定場車作為分析的對象及范圍，對其系統的功能、特性及運行條件進行分析，再按功能劃分成若干子系統，并找出各子系統結構、功能與動作上的相互聯系。如把場車按功能劃分成七大系統，分別是動力系統、行駛系統、傳動系統、轉向系統、制動系統、工作裝置、電氣系統。動力系統又細分為：啟動裝置、燃油系統、潤滑系統、冷卻系統。由于進氣系統結構簡單，且每次發動機保養時都要涉及到，排氣系統結構同樣也很簡單，故在此評估中未做考慮。

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

（3）分析整個系統及各組成部分的功能，包括各子系統和其組成要素的功能敘述，及各子系統的故障模式和對整個系統的影響。表1 發動機啟動裝置的故障模分析。

表1 嚴重度評分準則

（4）分析系統所列的全部項目，判明系統中所有實際可能出現的故障，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、嚴重程度(R)、發生頻率(O)等），這是實施FMEA 的核心環節。嚴重程度的評分按照場車的實際情況來判斷，判斷的依據參照下表2 嚴重度評分準則。故障的發生頻率通過統計使用單位的維修記錄、自檢記錄和年檢報告的故障發生次數分頻繁、偶爾、不太可能、少、極少五級，對應分值分別為5～1。

（5）根據故障的發生頻率和嚴重程度級別，在圖1 風險模圖中確定其所屬風險等級，并進一步分析，找出原因，提出整個措施，控制風險，防止事故發生。

3 場車FMEA 分析法的運用

隨機選取一輛使用若干年型號為CPC30 的叉車運用FMEA 法對其進行分析，得出各級評價指標、故障內容和故障原因。尋找多位專家對該叉車的各評價指標的嚴重程度等級進行評估結果取平均，發生頻次的等級則通過統計使用單位的故障記錄、自檢記錄和年檢記錄后得出，具體結論詳見表2 所示。

上述評價結果結合圖1 的等級劃分可以看出該叉車存在高風險的故障有輪胎的胎紋深度不足、行車制動的制動距離過長、駐車制動不可靠。根據實際情況分析這些故障的具體原因為輪胎胎面磨損嚴重、制動器的剎車片磨損嚴重、駐車制動的制動拉線過松。后續需整改的內容有更換輪胎和行車制動器的剎車片、調整駐車制動器的制動拉線。該結果與年檢結論基本相符，證明該方法有效。

圖1 風險模圖

4 結語

本文將FMEA 分析法應用于在用場內機動車輛安全評估中，在場內機動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，同時也為系統復雜、評價指標眾多的設備做安全評估提供了一種合理的實現途徑。

表2 場車的FMEA 表

故障序號 系統名 部件名 故障內容 故障原因 嚴重程度 頻率啟動電機不轉，無法啟動 啟動電機故障線路故障 1 1動力偏下、轉速不穩 缸內積碳 2 3排放超標 催化劑故障 3 3發動機過熱 傳感器故障冷卻系統故障 1 1啟動電機工作，仍無法啟動 油氣混合物無供給 3 1 1 動力系統 發動機燈泡 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 長時間過放和過充 2 1 2 電氣系統離合器 換擋不順 摩擦片分離不徹底 1 2提速慢 摩擦片磨損嚴重 1 2踏板 踩踏費力 連接機構故障 1 2變速桿 換擋不順 連接機構故障 2 2啟動限制 掛檔能啟動 限制無效 1 1 3 傳動系統車架 變形、裂紋 嚴重撞擊 1 3前后橋 運行有異響 軸承、齒輪故障 2 1輪胎 胎紋淺 磨損嚴重 7 5胎面有裂紋和割傷 輪胎嚴重撞擊.被鋒利的器具割傷 5 3 5 轉向系統 方向盤 轉向費力 連接機構故障轉向助力機構故障 2 2 4 行駛系統行車制動 制動距離大 剎車片磨損嚴重 7 3行車制動踏板 踩踏費力 連接機構故障 2 2駐車制動 坡上駐車有溜車 鋼絲繩過松剎車片磨損嚴重 6 4駐車制動手柄 拉緊費力 齒輪有缺損 6 2 6 制動系統貨叉 裂紋、變形 磨損嚴重 2 1門架 下降速度過快 下降限速無效 2 1上升過慢、費力 液壓系統漏油門架的滑動輪有卡阻 2 2 7 工作裝置