張 平，張 健，范自斌，劉泉龍，劉長(zhǎng)偉

（中國(guó)鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司 濟(jì)南車(chē)輛段，1.政工師，2.工程師，3.助理工程師，山東 濟(jì)南 250000）

在中國(guó)鐵路客車(chē)發(fā)展的幾十年里，電伴熱裝置已逐步安裝至25G、25K、25T型客車(chē)，其主要用于冬季及高寒地區(qū)的水管、排水筒和集便器等管路。鐵路客車(chē)伴熱裝置包括伴熱帶和伴熱排水筒兩種，其主要分布在車(chē)上管路及溫水箱、車(chē)下排水筒和集便器中。

由于相關(guān)書(shū)籍對(duì)伴熱裝置并未做介紹，其他資料也鮮有記載，因此導(dǎo)致諸多從事客車(chē)檢修的一線(xiàn)職工并不熟悉電伴熱裝置的故障原因及預(yù)防措施，以至于在排除電伴熱故障時(shí)耗時(shí)較大、耗費(fèi)人力物力。因此，鐵路客車(chē)電伴熱裝置故障模式及影響分析（FMEA）亟待研究。為分析電伴熱裝置的故障危害性的大小，確定其故障補(bǔ)償措施的先后順序，鐵路客車(chē)電伴熱裝置故障危害性分析也是必要的。

1 電伴熱裝置故障模式及影響分析（FMEA）

FMEA包括故障模式分析、故障原因分析、故障影響分析及故障補(bǔ)償措施等內(nèi)容。通過(guò)電伴熱裝置的故障模式分析可以找出系統(tǒng)中每一零部件所有可能出現(xiàn)的故障模式；通過(guò)電伴熱裝置的故障原因分析可以找出導(dǎo)致故障模式產(chǎn)生的每一個(gè)原因；電伴熱裝置的故障影響分析是找出每一故障模式可能產(chǎn)生的影響；電伴熱裝置的故障補(bǔ)償措施分析是針對(duì)故障模式提出的設(shè)計(jì)改進(jìn)與使用補(bǔ)償措施［1］。在此，以電伴熱裝置過(guò)去使用過(guò)程中發(fā)生的故障模式為基礎(chǔ)，總結(jié)鐵路客車(chē)電伴熱裝置的故障模式及影響分析，給出各故障模式的故障原因、故障影響和相應(yīng)的補(bǔ)償措施的分析。

鐵路客車(chē)電伴熱裝置的故障模式主要表現(xiàn)為電伴熱空氣開(kāi)關(guān)跳閘、伴熱帶打火冒煙、伴熱帶不熱、伴熱排水筒不熱、伴熱裝置絕緣不良、伴熱排水筒腐蝕。表1對(duì)鐵路客車(chē)電伴熱裝置各故障進(jìn)行逐一分析。

表1 鐵路客車(chē)電伴熱裝置FEMA表

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2 電伴熱裝置的危害性分析（CA）

危害性分析（CA）既是故障模式及影響分析（FMEA）的補(bǔ)充和延續(xù)，也是設(shè)備可靠性分析必不可少的研究手段。危害性分析是把FMEA中的每一種故障模式按其影響的嚴(yán)酷度類(lèi)別和發(fā)生的概率綜合加以分析，以便全面地評(píng)價(jià)各種故障模式的影響［2-3］。由于關(guān)鍵零件的失效，往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)功能的喪失，因此通過(guò)危害性分析找出危害度較高的故障模式，為鐵路客車(chē)電伴熱裝置的預(yù)防型維修和可靠性研究提供科學(xué)依據(jù)。

2.1 嚴(yán)酷度等級(jí)和概率等級(jí)的劃分

為劃分不同電伴熱裝置故障模式產(chǎn)生最終影響的嚴(yán)重程度，需要對(duì)各故障模式按其嚴(yán)重程度進(jìn)行劃分、定義，最終影響的嚴(yán)重程度的等級(jí)稱(chēng)為嚴(yán)酷度［1］。在參考大量設(shè)備嚴(yán)酷度定義表劃分原則的基礎(chǔ)上，按照造成重大損失、性能?chē)?yán)重降低、性能輕度下降和非計(jì)劃性維修4個(gè)劃分原則，制訂了鐵路客車(chē)電伴熱裝置的嚴(yán)酷度定義表，如表2所示。

表2 鐵路客車(chē)電伴熱裝置嚴(yán)酷度定義表

鐵路客車(chē)電伴熱裝置的故障概率等級(jí)的劃分，則參照國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB1391中給出的故障概率等級(jí)執(zhí)行劃分，劃分詳情見(jiàn)表3［1］所示。

表3 鐵路客車(chē)電伴熱裝置故障概率等級(jí)定義表

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，統(tǒng)計(jì)梳理了2020年度中國(guó)鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司濟(jì)南車(chē)輛段客車(chē)電伴熱裝置的各故障發(fā)生率，如圖1所示?；趪?yán)酷度定義表、故障概率等級(jí)定義表和電伴熱裝置的各故障發(fā)生率，歸納、整理了鐵路客車(chē)電伴熱裝置故障模式的嚴(yán)酷度等級(jí)和概率等級(jí)情況，如表4所示。

圖1 鐵路客車(chē)電伴熱裝置各故障發(fā)生率

表4 鐵路客車(chē)電伴熱裝置各故障模式嚴(yán)酷度和概率等級(jí)表

2.2 危害性矩陣圖分析

對(duì)于鐵路客車(chē)電伴熱裝置的危害度分析，采用較為常用的危害性矩陣法。危害性矩陣圖是危害性矩陣法的具體表現(xiàn)形式，是在某一個(gè)特定嚴(yán)酷度等級(jí)下，一種比較各故障模式危害性的方法。用來(lái)比較各故障模式的危害程度的大小，以此確定各故障模式補(bǔ)償措施的先后順序。危害性矩陣圖中橫坐標(biāo)表示嚴(yán)酷度等級(jí)，縱坐標(biāo)表示故障概率等級(jí)；各故障模式通過(guò)其嚴(yán)酷度等級(jí)及概率等級(jí)確定的分布點(diǎn)分別向?qū)蔷€(xiàn)做垂線(xiàn)，垂線(xiàn)的交點(diǎn)到原點(diǎn)的距離作為衡量該故障模式危害性的依據(jù)，距離越大，表示其危害性越大，越應(yīng)該引起單位重視，并采取補(bǔ)償措施或改進(jìn)措施［4-6］。鐵路客車(chē)電伴熱裝置的危害性矩陣圖如圖2所示。

圖2 鐵路客車(chē)電伴熱裝置故障危害性矩陣圖

由危害性矩陣圖可知，鐵路客車(chē)電伴熱裝置各故障模式危害性由大到小依次為：05-伴熱裝置絕緣不良、03-伴熱帶不熱、04-伴熱排水筒不熱、02-伴熱帶打火冒煙、01-空氣開(kāi)關(guān)跳閘、08-伴熱排水筒銹蝕、06-伴熱帶捆扎不到位、07-伴熱排水筒固定螺絲松動(dòng)。因此電伴熱裝置故障處理的先后順序應(yīng)為：伴熱裝置絕緣不良、伴熱帶不熱、伴熱排水筒不熱、伴熱帶打火冒煙、空氣開(kāi)關(guān)跳閘、伴熱排水筒銹蝕、伴熱帶捆扎不到位、伴熱排水筒固定螺絲松動(dòng)。

3 結(jié)論

分析鐵路客車(chē)電伴熱裝置的相關(guān)研究背景，立足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，歸納、分析、總結(jié)了鐵路客車(chē)電伴熱裝置已發(fā)生的各故障模式、影響分析和對(duì)應(yīng)措施。最后，根據(jù)各故障模式對(duì)鐵路客車(chē)電伴熱裝置的故障危害性進(jìn)行了分析，確定了電伴熱裝置故障處理的優(yōu)先級(jí)。