手拉葫蘆等級分類、適用環(huán)境及安全結(jié)構(gòu)人工智能時代的來臨、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，我國的標(biāo)準(zhǔn)手拉葫蘆內(nèi)容已達(dá)到國外先進(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)多樣性場合等方面的經(jīng)驗不足，可從各個標(biāo)準(zhǔn)再學(xué)習(xí)過程中汲取更多的營養(yǎng)，并與實踐經(jīng)驗相結(jié)得到更適合自身發(fā)展的設(shè)計制造方面的準(zhǔn)則，將有事半功倍的效果。

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

表 4 中 對于手拉葫蘆而言，目前很多國際機構(gòu)和專業(yè)制造商仍然采用舊版與 FEM 9.511 相關(guān)對應(yīng)，認(rèn)為這些使用狀態(tài)等級還比較適用。 基于目前的常見標(biāo)準(zhǔn)制式的手拉葫蘆正常使用情況下的相關(guān)對照。對于其他情況的換算，參考新版 ISO 4301-1:2016 附錄 B 機構(gòu)工作級別的換算指南給出，舊版本中機構(gòu)工作級別M（對應(yīng)滿載循環(huán)的總工作時間）和新版中工作級別 A（對應(yīng)設(shè)計的滿載工作循環(huán)次數(shù)）換算方法和示例。此標(biāo)準(zhǔn)對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)和實踐意義。

關(guān)于適用環(huán)境：起重產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)考慮較寬的溫度范圍，特別是低溫環(huán)境下使用。低溫會對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，也可以理解我國手拉葫蘆有著各式各樣的產(chǎn)品，在銷售市場中的南橘北枳現(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)于強度與安全結(jié)構(gòu)方面：一段時期，手拉葫蘆制造商特別熱衷追求整機的高倍數(shù)過載能力，不斷投入大量的人力和物力，但最終的市場反響不盡人意。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)范對結(jié)構(gòu)安全都要求承受 4 倍額定靜載荷測試不破壞即可。這一安全要素是由最早的差動葫蘆設(shè)計和安全相關(guān)應(yīng)用的經(jīng)驗總結(jié)而來，并可通過工程力學(xué)方法進(jìn)行推導(dǎo)驗證。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)的疲勞測試，前者是次數(shù)相對少但強制，后者是測試次數(shù)多、關(guān)注磨損量的推薦項目。

整機限位強度中 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，是考慮傳動機構(gòu)中安全失效時最不利情況下所受的破壞力，對細(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，是考慮瞬時的動載沖擊的情況。這反映實際使用中發(fā)生的危險狀況不一樣的情況，各方的關(guān)注點有所不同。

目前，制動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)強調(diào)棘爪彈簧的動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。而ASME B30.16 要求制動狀態(tài)時能夠保持 1.25 倍額定負(fù)載，主要是考慮用使用前驗收時的安全特性，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 依照額載等級提出了手操作力范圍，JB/T 7334—2016 亦采納了此觀點，AS 1418.2—1997 簡單要求最大 500 N。EN 13157 還特別提到為避免誤操作，若低于 20 daN 時要設(shè)置保護(hù)裝置。MIL-H-904 在效率計算時提到了平均手操作力，但無參考數(shù)值，其他標(biāo)準(zhǔn)也有類似情形。實踐表明，合理的手操作力值對于產(chǎn)品安全及性能的設(shè)計非常重要，EN 標(biāo)準(zhǔn)的這些要求已被積極地采納到產(chǎn)品設(shè)計里。

手拉鏈條在整機標(biāo)準(zhǔn)中也提到較為簡單的要求，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 的力時無塑性變形，是模擬操作者（體重 100 kg）在正常使用時 1.2 倍的動載力。ASME 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定手拉鏈應(yīng)能承受 3 倍額定負(fù)載所需拉力時不會永久變形，是考慮日常使用可能出現(xiàn)的最大動載的情況。歐美地區(qū)對于這些要求更多的是從實踐中獲取的，只是關(guān)注特點不一樣。同時手拉鏈條可作為安全性零件，在其他裝置故障時有預(yù)警作用以減少更大的風(fēng)險，國外專業(yè)研究機構(gòu)所做人體功效學(xué)研究報告可以佐證這些出處。

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