手拉葫蘆等級(jí)分類、適用環(huán)境及安全結(jié)構(gòu)人工智能時(shí)代的來(lái)臨、綠色產(chǎn)品制造和雙碳目標(biāo)等新世紀(jì)的環(huán)境需求，手拉葫蘆也將迎接新的發(fā)展階段。雖然近幾十年的發(fā)展已比較充分，但產(chǎn)品已經(jīng)趨同，同質(zhì)化傾向嚴(yán)重，新的突破已顯艱難。手拉葫蘆相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也不斷推陳出新，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)手拉葫蘆內(nèi)容已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，很多企業(yè)已經(jīng)獲益頗豐。然而為滿足產(chǎn)品適應(yīng)多樣性場(chǎng)合等方面的經(jīng)驗(yàn)不足，可從各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)再學(xué)習(xí)過(guò)程中汲取更多的營(yíng)養(yǎng)，并與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)得到更適合自身發(fā)展的設(shè)計(jì)制造方面的準(zhǔn)則，將有事半功倍的效果。

關(guān)于等級(jí)分類：目前，很多主流標(biāo)準(zhǔn)已不涉及工作等級(jí)分類，但仍有不少標(biāo)準(zhǔn)會(huì)提出不同類型的等級(jí)分類，這些是根據(jù)其本地區(qū)自身使用情況和市場(chǎng)對(duì)應(yīng)關(guān)系的總結(jié)，但之間的差異較大。目前還沒(méi)發(fā)現(xiàn)專業(yè)機(jī)構(gòu)為手拉葫蘆進(jìn)行專業(yè)的等級(jí)分類，因此結(jié)合不同的起重設(shè)備工作等級(jí)分類，針對(duì)提出的手拉葫蘆最大承載質(zhì)量的工作頻率和日平均運(yùn)行時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 3 所示。隨著全球化，歐洲物流搬運(yùn)聯(lián)合會(huì)（FEM）的技術(shù)指南已被大多數(shù)制造商接受，美國(guó)相關(guān)的起重行業(yè)協(xié)會(huì)也認(rèn)可其技術(shù)文件。表 4是歐洲起重行業(yè)普遍認(rèn)可的不同機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系下手拉葫蘆設(shè)計(jì)可采用等級(jí)對(duì)照關(guān)系。

表 4 中 對(duì)于手拉葫蘆而言，目前很多國(guó)際機(jī)構(gòu)和專業(yè)制造商仍然采用舊版與 FEM 9.511 相關(guān)對(duì)應(yīng)，認(rèn)為這些使用狀態(tài)等級(jí)還比較適用。 基于目前的常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)制式的手拉葫蘆正常使用情況下的相關(guān)對(duì)照。對(duì)于其他情況的換算，參考新版 ISO 4301-1:2016 附錄 B 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別的換算指南給出，舊版本中機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M（對(duì)應(yīng)滿載循環(huán)的總工作時(shí)間）和新版中工作級(jí)別 A（對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的滿載工作循環(huán)次數(shù)）換算方法和示例。此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)手拉葫蘆朝著更先進(jìn)、精細(xì)化、輕量化和定制化等的發(fā)展有著重要的指導(dǎo)和實(shí)踐意義。

關(guān)于適用環(huán)境：起重產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮較寬的溫度范圍，特別是低溫環(huán)境下使用。低溫會(huì)對(duì)許多常用材料的拉伸韌性產(chǎn)生不利影響，應(yīng)考慮到材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。GOST 28408—1989 中提到出口型的產(chǎn)品應(yīng)采用 GOST15150—1999 作為設(shè)計(jì)和制造的參考依據(jù)。自然環(huán)境導(dǎo)致氣候區(qū)有所區(qū)別，也可以理解我國(guó)手拉葫蘆有著各式各樣的產(chǎn)品，在銷售市場(chǎng)中的南橘北枳現(xiàn)象，環(huán)境嚴(yán)酷地區(qū)需要高質(zhì)量的產(chǎn)品來(lái)確保安全，而一些減配產(chǎn)品也能在溫和環(huán)境下使用。

關(guān)于強(qiáng)度與安全結(jié)構(gòu)方面：一段時(shí)期，手拉葫蘆制造商特別熱衷追求整機(jī)的高倍數(shù)過(guò)載能力，不斷投入大量的人力和物力，但最終的市場(chǎng)反響不盡人意。仔細(xì)研究歷史各階段的手拉葫蘆及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可發(fā)現(xiàn)，除 JIS B8802 的早期版本外，絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)安全都要求承受 4 倍額定靜載荷測(cè)試不破壞即可。這一安全要素是由最早的差動(dòng)葫蘆設(shè)計(jì)和安全相關(guān)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而來(lái)，并可通過(guò)工程力學(xué)方法進(jìn)行推導(dǎo)驗(yàn)證。另外，EN 13157 條款 5.1 和 ASME HST-2 附錄 A[ 同原 MIL-H-904（J）] 中都有額載狀態(tài)的疲勞測(cè)試，前者是次數(shù)相對(duì)少但強(qiáng)制，后者是測(cè)試次數(shù)多、關(guān)注磨損量的推薦項(xiàng)目。

整機(jī)限位強(qiáng)度中 EN 13157 規(guī)定鏈條的尾端連接固定裝置應(yīng)能承受 4 倍額定起重量不破斷，是考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中安全失效時(shí)最不利情況下所受的破壞力，對(duì)細(xì)部結(jié)構(gòu)有更高的要求。JB/T 7334—2016 類似要求是承受 2.5倍額定起重量的靜拉伸不應(yīng)有破損現(xiàn)象，是考慮瞬時(shí)的動(dòng)載沖擊的情況。這反映實(shí)際使用中發(fā)生的危險(xiǎn)狀況不一樣的情況，各方的關(guān)注點(diǎn)有所不同。

目前，制動(dòng)器是最重要的安全部件，從上述可知此結(jié)構(gòu)已經(jīng)采用了上百年歷史，摩擦片的無(wú)石棉化要求也已 40 多年，但其耐磨性能不可與之前相提并論。EN13157 標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)棘爪彈簧的動(dòng)作可靠性保證安全使用，這樣往往需要多增加彈簧棘爪的數(shù)量作冗余設(shè)計(jì)。而ASME B30.16 要求制動(dòng)狀態(tài)時(shí)能夠保持 1.25 倍額定負(fù)載，主要是考慮用使用前驗(yàn)收時(shí)的安全特性，以符合使用者的安全檢查習(xí)慣。

關(guān)于手操作力方面，EN 13157 依照額載等級(jí)提出了手操作力范圍，JB/T 7334—2016 亦采納了此觀點(diǎn)，AS 1418.2—1997 簡(jiǎn)單要求最大 500 N。EN 13157 還特別提到為避免誤操作，若低于 20 daN 時(shí)要設(shè)置保護(hù)裝置。MIL-H-904 在效率計(jì)算時(shí)提到了平均手操作力，但無(wú)參考數(shù)值，其他標(biāo)準(zhǔn)也有類似情形。實(shí)踐表明，合理的手操作力值對(duì)于產(chǎn)品安全及性能的設(shè)計(jì)非常重要，EN 標(biāo)準(zhǔn)的這些要求已被積極地采納到產(chǎn)品設(shè)計(jì)里。

手拉鏈條在整機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中也提到較為簡(jiǎn)單的要求，很多標(biāo)準(zhǔn)要求手拉鏈的破斷載荷約為極限工作載荷的 4倍，是考慮圓環(huán)鏈條的制造水平。而 EN 13157 要求手拉鏈條的連接環(huán)應(yīng)能承受至少 120 daN 的力時(shí)無(wú)塑性變形，是模擬操作者（體重 100 kg）在正常使用時(shí) 1.2 倍的動(dòng)載力。ASME 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定手拉鏈應(yīng)能承受 3 倍額定負(fù)載所需拉力時(shí)不會(huì)永久變形，是考慮日常使用可能出現(xiàn)的最大動(dòng)載的情況。歐美地區(qū)對(duì)于這些要求更多的是從實(shí)踐中獲取的，只是關(guān)注特點(diǎn)不一樣。同時(shí)手拉鏈條可作為安全性零件，在其他裝置故障時(shí)有預(yù)警作用以減少更大的風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)外專業(yè)研究機(jī)構(gòu)所做人體功效學(xué)研究報(bào)告可以佐證這些出處。

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