國內外起重葫蘆標準化現狀及發展趨勢分析

林夫奎 須 雷

1北京起重運輸機械設計研究院有限公司 北京 100007 2河南省礦山起重機有限公司 新鄉

0 引言

當今世界，標準已成為促進世界互聯互通的通用語言及推動國家治理體系和治理能力現代化的基礎制度，故掌握標準對行業各單位參與市場競爭、提高生產效率、推動科技進步等相關工作至關重要。起重葫蘆是重要的起重設備，長期以來，國內外制定了一系列標準為其設計、制造、使用、檢驗和監管等工作提供技術依據，對提高產品質量安全、助推產業發展、促進科技進步、便利國際貿易、保障人員生命和財產安全等方面發揮了積極作用。為持續服務行業發展，不斷加強標準現狀及發展的趨勢分析，掌握國內外標準技術內容，推動標準體系和技術內容的優化、改進，確保其適用性和先進性，具有非常重要的意義。

1 標準現狀分析

1.1 國內標準現狀

起重葫蘆主要包括鋼絲繩電動葫蘆、環鏈電動葫蘆、防爆電動葫蘆、氣動葫蘆、手拉葫蘆、手扳葫蘆等產品。我國起重葫蘆標準歸口單位為全國起重機械標準化技術委員會（SAC/TC 227）。自1962年我國制定首項鋼絲繩電動葫蘆標準ZQ17—62《一般鋼絲繩電動葫蘆技術條件》以來，經過60余年的發展，我國起重葫蘆標準體系日趨完善，標準技術水平日益先進。截至2021年底，我國起重葫蘆有關的標準共計17項。其中，國家標準6項，行業標準11項；整機性能標準9項，能效測試和限額標準2項，有關起重葫蘆的鋼絲繩、鏈條、卷筒、滑輪零部件標準5項，安全標準1項。詳見表1。

表1 我國起重葫蘆有關現行標準一覽表

1.2 國際和國外先進標準現狀

截至2021年底，查詢到相關的國際標準（ISO）、EN標準、FEM標準、美國標準和日本標準共計26項。ISO標準主要是對起重葫蘆有關的鋼絲繩、卷筒、滑輪、鏈條等部件的標準。EN標準和FEM標準主要針對電動葫蘆、手拉葫蘆、手扳葫蘆制定的產品安全標準。美國標準主要針對電動葫蘆、手拉葫蘆、手扳葫蘆、氣動葫蘆制定的產品性能標準；日本主要針對電動葫蘆、手扳葫蘆及葫蘆用鏈條制定的產品性能標準，詳見表2。

表2 起重葫蘆國際和國外先進標準一覽表

續接表2

1）我國有關起重葫蘆鋼絲繩、滑輪、卷筒和圓環鏈的標準為等同采用國際標準，標準水平達到了國際水平。而這部分國際標準大多是從歐盟標準轉化而來的。因此，執行這些標準的規定，將有利于我國提升產品技術水平和質量安全，減少在出口貿易中的技術壁壘。

2）國內和國外先進工業國家都非常重視起重葫蘆標準的制定，針對鋼絲繩電動葫蘆、環鏈電動葫蘆、手拉葫蘆、手扳葫蘆、氣動葫蘆等主要產品均制定了標準。且我國先行于國際制定了潔凈環境用電動葫蘆標準，要領先于國外先進工業國家。

3）我國針對鋼絲繩電動葫蘆分別制定了產品標準和試驗方法標準，為實現與國際接軌，便于各單位使用標準，需要對上述2項標準進行整合優化。

1.3 國內外標準技術內容比對分析

我國標準主要規定了術語和定義、型式與基本參數、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸及貯存等方面的內容。EN標準是機械指令的協調標準，主要以安全性能為主線制定標準，是機械安全C類標準。標準內容以危險源為主線，規定了術語和定義、危險源列表、針對危險源的安全要求和措施、驗證安全要求和措施的方法、使用信息等內容。美國標準主要規定了術語和定義、性能參數、機械要求、電氣要求等方面內容，定量的內容少，定性的多，更能適應貿易需求。從標準技術內容的主體框架可以看出，我國標準主要以產品標準為主，國外標準主要以安全和性能標準為主，國內外標準屬性和技術內容具有較大差異，這是由我國正處于發展階段，行業整體水平和產品質量參差不齊等國內實際情況所決定的。近年來，我國積極參考國外先進標準，逐步縮小了國內外標準的技術差距。

2 電動葫蘆和手拉葫蘆國內外標準的主要性能指標比對

2.1 電動葫蘆起重量限制器裝設要求

1）我國標準 JB/T 9008.1規定額定起重量在1 t及以上時應裝設起重量限制器。JB/T 5317規定額定起重量小于0.5 t的環鏈葫蘆，宜裝設安全離合器或起重量限制器；額定起重量大于或等于0.5 t的環鏈葫蘆，應裝設安全離合器或起重量限制器。

2）EN標準 EN 14492-2規定額定載荷達到1 t及以上時，應當配備額定載荷限制器。

3）美國標準 ASME HST-4規定載限制裝置（如有配備）的設計應允許電動葫蘆在其額定負載范圍內運行，并在正常運行條件下，限制電動葫蘆超載使用。

比對說明，我國標準與歐盟標準一致，達到一定起重量需要強制裝設，美國標準不要求強制裝設。

2.2 環鏈電動葫蘆使用摩擦力矩限制器作為額定起重量限制器的額外要求

1）我國標準對此無要求。

2）EN標準 EN 14492-2規定力矩限制器在制動器和電動機外側以及之間時，無檢測功能情況下：摩擦力矩限制器觸發后，其在持續60 s內傳遞的力矩不應超過規定最大值；同時在起升電動機停轉時其扭矩能足以承受起重葫蘆的額定載荷。60 s后，起重葫蘆在額定載荷下電動機向上運轉時可能會出現載荷下溜現象，此時下降平均速度不應大于額定下降速度的一半，并在至少3 m以上距離內測量。力矩限制器在制動器和電動機外側和之間時，有檢測功能情況下：摩擦力矩限制器觸發以及在60 s內重啟3次，其傳遞的力矩不應超過額定最大值，且起升力能夠足以承受載荷。

3）美國標準未查詢到相關要求。

比對說明，歐盟對摩擦力矩限制器的額外要求非常詳細。

2.3 電動葫蘆上升和下降極限位置限制器

1）我國標準規定應裝設，按JB/T 9008.1和JB/T 5317的規定執行。

2）EN標準規定應裝設，按EN 14492-2的規定執行。

3）美國標準規定應裝設。允許使用離合器作為行程保護。按ASME B30.16的規定執行。

比對說明，我國與歐美要求一致。

2.4 緊急停止開關

我國標準和歐盟標準均規定應裝設，美國標準規定：有規定時裝設。比對說明，我國與歐盟標準一致。

2.5 電動葫蘆電氣或電動機防護等級

1）我國標準 環鏈電動葫蘆電動機的防護等級不低于IP54，電氣設備的防護等級不低于IP55；鋼絲繩電動葫蘆電動機和電氣設備的防護等級均不低于IP44。

2）EN標準 室外電動機的防護等級不低于IP54，電氣設備的防護等級不低于IP55。

3）美國標準未查詢到相關要求。

比對說明，我國環鏈電動葫蘆的要求與歐洲標準一致。

2.6 電動葫蘆制動器

1）我國標準 ①應設置常閉式工作制動器，制動器的制動安全系數以M5為界，分為1.5和1.75。具體見JB/T 9008.1和JB/T 5317。②制動襯片不應含有石棉成分。

2）EN標準 EN 14492-2規定：①應設置，下列情形制動器應當自動運行：a）控制設備回到空擋；b）緊急停止功能激活；c）制動器外部供電中斷；d）電動機供電中斷或切斷。②制動襯片不應含有石棉成分，且能夠檢驗襯片耐磨性。

3）美國標準 ASME B30.16規定：①在額定載荷和125%倍額定載荷的試驗條件下，制動系統應執行下列功能：a）松開控制裝置時，停止并支持住帶載吊鉤；b）將下降過程中的負載最大速度限制在額定下降速度的120%內；c）在完全斷電的情況下，停止并承受帶載吊鉤。②制動系統應具有工作頻率所需的熱容量。③制動系統應提供必要的調整，以補償磨損。

比對說明，歐美對電動葫蘆制動器的安全要求更加全面和細致。

2.7 電動葫蘆起升機構壽命試驗

我國標準按JB/T 9008.2、JB/T 5317規定執行，EN標準按EN 14492-2規定執行，美國標準未查詢到相關要求。比對說明，歐盟標準非常重視壽命試驗，規定得非常詳細。

2.8 防爆環境的特殊要求

1）我國標準 機械和電氣防爆，按JB/T 10222的規定執行。

2）EN標準 按EN 14492-2規定執行，包括總則、火花的避免或減少、標記、使用說明等。

3）美國標準未查詢到相關要求。

比對說明，歐洲標準要求更高、更細。

2.9 腐蝕性及露天環境的特殊要求

1）我國標準對此無要求。

2）EN標準 EN 14492-2規定：①腐蝕性及露天環境使用時，鋼絲繩及環鏈制造商要提供所有有關鋼絲繩及環鏈的選取、防護、檢測、維護及報廢標準。②特殊部位要總體考慮，如結構、電氣設備及電動機、電纜、銅端子等。③極端環境中，針對腐蝕采取防護措施的實例如下：

a）從結構上，考慮選擇與溫度相適應的材質，以及潛水環境應用的特殊考慮。

b）電氣設備及電動機：熱帶氣候濕度大的條件下，采取防潮及防真菌措施；不同的表面噴涂以實現防腐和絕緣目的等；對電動機采取防護措施，包括防滴蓋、最小絕緣等級F、反濃縮加熱（電動機＞1 kW）、最小防護等級IP55等。

c）環境因素會對電纜的選擇產生重大影響，特別是電纜外殼類型；對電線管材質要予以考慮。

d）當在有氨氣和乙炔環境中使用時，電纜銅端子以及其他電氣設備相同部位，應有特定的保護措施。

3）美國標準 ASME B30.16：當電動葫蘆用于一般室內以外的位置時，應根據ANSI/NEMA ICS 6號標準選擇防護外殼。

比對說明，我國標準沒有涉及腐蝕性環境下的特殊要求。

2.10 低溫環境的特殊要求

1）我國標準對此無要求。

2）EN標準 EN 14492-2：低溫條件下葫蘆的操作要注意以下情況：承載元件材質的適用性；潤滑劑的適用性；焊接工藝的適用性；電動機、制動器及接電裝置的冷卻；密封老化趨勢；電纜及絕緣老化趨勢；塑膠元件的老化趨勢；水分造成的腐蝕；鋼絲繩、環鏈及皮帶的適用性；符合相關標準及法規；特定操作條件下完整葫蘆機構的測試（需要時）。

3）美國標準未查詢到相關要求。

比對說明，我國標準沒有涉及低溫環境下的特殊要求。

2.11 吊運熔融金屬環境電動葫蘆的特殊要求

1）我國標準按照JB/T 9008.1、JB/T 5317和JB/T 7688.5的規定執行。

2）EN標準按EN 13135的規定執行。

3）美國標準 吊運熔融金屬的電動葫蘆應配備以下裝置之一：

①應提供2個制動器，其中1個置于齒輪減速器軸，外加控制制動裝置。每個制動器在制動點處的額定扭矩不應小于額定負載提升扭矩的100%。

②如果葫蘆具有機械負載制動或控制制動裝置，則應提供1個制動保持裝置，該制動裝置可在斷電時控制負載下墜。制動器在制動點處的額定扭矩不應小于額定負載提升扭矩的150%。

比對說明，歐洲標準規定更全面。

2.12 在人員上方吊運靜止載荷的動力驅動葫蘆

1）我國標準對此無要求。

2）EN標準 按EN 14492-2的規定執行，主要規定為：①風險系數按γn=2設計。②工作級別至少為4。③在沒考慮風險系數情況下，鏈條的破斷拉力至少是8倍額定載荷。④應配備額定起重量限制器（包括1 t以下的）、安全制動器、極限開關、終端止擋（氣動、液壓）。⑤對于鏈式葫蘆，只能用圓環鏈。⑥鏈條進入鏈輪的位置應避免鏈條的扭曲，并確保進出平滑。⑦所有軸承元件應采用非老化材料。⑧靜止位置應使用鑰匙開關鎖定。

3）美國標準未查詢到相關要求。

比對說明，歐盟標準有規定。

2.13 電動葫蘆能效測試和限額

我國標準采用電能法或功率法，已制定標準。EN標準和美國標準均未查詢到相關要求。

2.14 噪聲

1）我國標準 環鏈電動葫蘆：小于1 t，聲壓級噪聲不大于78 dB。大于或等于1 t，聲壓級噪聲不大于83 dB。鋼絲繩電動葫蘆：聲壓級噪聲不大于85 dB。

2）EN標準 應在使用說明書中給出聲壓級噪聲是否大于70 dB，聲功率噪聲是否大于80 dB等噪聲信息，并給出了詳細的試驗方法。

3）美國標準未查詢到相關要求。

比對說明，歐洲標準要求更高、更細。

2.15 鏈傳動

1）我國標準 JB/T 5317規定：①起重鏈條與起重鏈輪、游輪的嚙合應平穩、無異常噪聲；起重鏈條不應有卡鏈、爬鏈和其他異常情況。②起重鏈條應符合GB/T 20947的規定。③起重鏈條應裝設導向裝置，對鏈條與起重鏈輪和游輪的正確嚙合起輔助作用。起重鏈條不受力端應設有防止起重鏈條過卷脫離起重鏈輪的限制措施。

2）EN標準 EN 14492-2：①滾子鏈的安全系數不小于6。②配備確保環鏈在鏈輪及導向輪上運行良好的裝置，且該裝置能避免環鏈脫軌、鉸鏈及堵塞。③在工作及傳送區域，鏈輪上鏈條接入點（僅針對圓鋼及滾子鏈）應有防止人為接觸造成傷害的功能。④鏈條錨定裝置應能承受4倍額定載荷的靜載力。⑤要避免鏈條非載荷終端從鏈輪上脫落。

3）美國標準 ASME B30.16規定：①鏈輪應有鏈窩或齒，且應有防脫措施。②起重鏈條可以是滾子鏈或焊接環鏈。每節鏈條應經過校準，保證可以完全通過鏈輪。③焊接環鏈應經過載荷測試，測試載荷取1.5倍額定載荷。④多根鏈條同時起吊時，應保證每根鏈條受力均衡。

比對說明，歐盟對鏈傳動的規定要比中國和美國規定的更詳細。

2.16 手電門

1）我國標準 JB/T 9008.1規定：①按鈕裝置的按鈕操作方向應與電動葫蘆動作方向一致。②按鈕裝置進線口應有保護電纜的橡膠套和壓緊電纜線的措施。③按鈕裝置的按鈕動作應靈活，觸頭接觸良好，整體結構應無缺陷。④控制回路電壓不應超過50 V安全電壓。⑤使用懸掛式控制裝置時，其裝置的連接電纜應采取有效的懸掛承重措施。

2）EN標準 EN 14492-2：①具有避免意外操作或負載意外運行的功能。②按照其功能、運行方向及開關狀態進行布置及做出確切標志以免被誤讀。

3）美國標準 ASME B30.16規定：①手電門電壓不得超過交流150 V或直流300 V。②手電門需要設計接觸器或風管防護。③若有可能對操作者帶來傷害，需進行接地。④手電門按鈕需防護或包裹，防止誤觸使葫蘆運行。

比對說明，中國對手電門的控制電壓要求不超過50 V；歐盟無要求；美國為交流150 V或直流300 V。

2.17 手拉葫蘆：整機強度

1）我國標準 JB/T 7334規定：手拉葫蘆應能可靠地支持住4倍額定起重量的靜拉伸載荷，并能保持住10 min。

2）EN標準 EN 13157規定：手拉葫蘆的安全系數至少為4。

3）美國標準 ASME B30.16規定：手動鏈式葫蘆的負載懸掛部件（起重環鏈除外）的設計應確保額定負載下計算的靜態應力不超過最小抗拉強度的25%。起重環鏈的設計應確保額定載荷下計算的靜態應力不超過ASME B29.24中規定的最小抗拉強度的25%。

比對說明，中歐美手拉葫蘆的整機強度要求一致，均為4倍的額定起重量。

2.18 手拉葫蘆：制動器

1）我國標準 JB/T 7334規定：制動器應采用載荷自制式制動器，當停止拉動手拉鏈條時，制動器應能立即制動，并可靠地承受載荷。摩擦片不應含有石棉成分。

2）EN標準 EN 13157規定：手拉葫蘆在升降過程中必須具有自動制動的功能。制動器不得含有石棉。

3）美國標準 ASME B30.16規定：手動鏈式葫蘆的設計應確保，當驅動力被移除時，它將自動停止并保持任何試驗負載，最大為額定負載的125%。

比對說明，美國對制動器有超載125%后繼續有效的要求；歐盟對制動器彈簧的要求比較具體。

2.19 手拉葫蘆：手拉鏈條

1）我國標準 JB/T 7334規定：手拉鏈條的長度宜等于手拉葫蘆的起升高度，允許比起升高度短200 mm以內。力學性能應符合手拉鏈的破斷載荷約為極限工作載荷的4倍。

2）EN標準 EN 13157規定：手拉鏈條焊接處應光滑平整。手拉鏈條的連接環應能承受至少120 daN的力而無塑性變形。

3）美國標準 ASME B30.16規定：手拉鏈應能承受3倍于提升額定負載所需拉力的力，且不會永久變形。

比對說明，我國標準要求更高。

2.20 手拉葫蘆：整機限位強度

1）我國標準 JB/T 7334規定：通過松脫制動器使尾環裝置處于工作狀態，手拉葫蘆應能可靠地承受住2.5倍額定起重量的靜拉伸載荷，不應有破損現象。

2）EN標準 EN 13157規定：鏈條的尾端連接固定裝置應能承受4倍額定起重量的鏈條靜拉力而沒有破損。

3）美國標準 ASME B30.16規定的超程限制：在起重鏈完全從葫蘆中滑出之前，應將其限制在完全滑出的位置。約束裝置應使空載葫蘆能夠承受相當于提升額定負載所需拉力2倍的下降手鏈力，或在葫蘆上承受額定負載時，相當于提升額定負載所需拉力的手鏈力。

比對說明，中歐的要求不同，中國要求2.5倍，歐盟要求4倍。

根據國內外標準技術內容比對分析情況可以看出，我國標準部分內容已達到國外先進水平，且在電動葫蘆能效測試方法和能效限額研究制定標準方面，要領先于國外先進工業國家。然而，在吊運熔融金屬、低溫環境、防爆環境、腐蝕性環境等特殊工況或環境下的技術要求，與國外先進工業國家相比，還不夠完善和全面。

3 標準發展趨勢分析

3.1 以安全為底線，促進行業綠色發展

隨著科技進步，我國起重葫蘆越來越輕量化，國外已在電動葫蘆上使用了纖維繩，更將推動起重葫蘆技術的發展，標準也將隨技術的變化而不斷優化完善。由于質量缺陷等問題發生了很多起重葫蘆安全事故，造成了人員生命和財產損失。因此，起重葫蘆標準化工作在引領和支撐行業綠色發展的同時，應具有安全的底線思維。

3.2 實現國際接軌，助推參與國際競爭

從國內外標準技術分析比對可知，我國標準在安全防護裝置的設置、起升機構壽命試驗要求等局部已達到國際先進水平，但整體水平，與國外先進標準相比還有一定差距。當前，我國越來越多的參與國際競爭，為避免國際貿易中的技術壁壘，標準需要不斷實現與國際接軌，以引領行業的技術進步，助推我國產品的國際貿易和“一帶一路”建設中裝備、技術和服務的走出去。

3.3 專注特殊環境，完善標準內容

EN標準針對吊運熔融金屬、低溫環境、防爆環境、腐蝕性環境等特殊環境有很多特殊要求，但我國標準在這方面不夠完善或存在缺失，而這些內容關系到起重葫蘆在上述特定環境中的安全使用，尤其防爆環境中的安全更是重中之重。因此，應積極參考國外先進標準，強化特殊環境的標準要求制定，以滿足我國起重葫蘆在各種特定環境中的使用需求。

3.4 發展以團標標準為國家標準和行業標準補充的新型標準體系

為快速響應市場需求，近年來國家大力推動團體標準的制定工作，以作為市場標準補充政府標準。我國國家標準和行業標準的提出單位依托各全國專業標準化技術委員會，積極推動機械工業領域團體標準的制定工作。全國起重機械標準化技術委員會作為其支撐機構，在起重機械領域（包括起重機、機械式停車設備、起重葫蘆、千斤頂、升船機、舉升機等），加強對新技術、新工藝、新材料等方面團體標準的制定工作，以形成國家標準、行業標準和團體標準協調發展的新型標準體系。

4 結語

本文未詳細給出各種葫蘆在國內外標準中的詳細內容，僅以電動葫蘆和手拉葫蘆為例進行部分內容的分析，說明國內外技術內容的差異和水平，以期對行業各單位起到啟示作用，能加強對國內外有關標準的研究，相信掌握標準對提高產品質量安全，增強產品國際貿易，避免檢驗驗收和合同糾紛等工作具有非常重要的意義。