起重機(jī) 總體設(shè)計(jì) 鍛鋼吊鉤的極限狀態(tài)和能力驗(yàn)證（征求意見稿）

前??言 III1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語、定義和符號(hào) 24通用要求 44.1材料 54.2工藝 54.3制造公差 64.4熱處理 64.5加載驗(yàn)證 64.6鉤身幾何形狀 74.7鉤柄加工 84.8螺母 94.9吊鉤懸掛形式 95靜強(qiáng)度 95.1概述 95.2垂直方向設(shè)計(jì)載荷 105.3水平方向設(shè)計(jì)力 105.4鉤柄彎矩 115.5鉤身設(shè)計(jì)應(yīng)力 145.6鉤柄設(shè)計(jì)應(yīng)力 155.7吊鉤靜強(qiáng)度驗(yàn)證 166疲勞強(qiáng)度 176.1概述 176.2垂直方向疲勞設(shè)計(jì)力 176.3水平方向疲勞設(shè)計(jì)力 176.4鉤柄疲勞設(shè)計(jì)彎矩 176.5鉤身疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證 186.6鉤柄疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證 226.7系列生產(chǎn)吊鉤鉤柄的疲勞設(shè)計(jì) 287符合性驗(yàn)證 287.1概述 287.2制造驗(yàn)證 287.3加載驗(yàn)證 297.4無損檢測(cè)（NDT） 297.5試驗(yàn)抽樣 298使用信息 298.1維護(hù)與檢驗(yàn) 298.2標(biāo)志 308.3安全使用 30附錄A（資料性附錄）單鉤系列示例 31附錄B（資料性附錄）雙鉤系列示例 36附錄C（資料性附錄）附錄A和附錄B吊鉤鉤身的靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力 38附錄D（資料性附錄）附錄A和附錄B吊鉤鉤身的疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力 40附錄E（規(guī)范性附錄）鉤身計(jì)算和特定譜比系數(shù) 42附錄F（資料性附錄）已驗(yàn)證吊鉤的疲勞強(qiáng)度計(jì)算示例（已施加驗(yàn)證載荷） 46附錄G（資料性附錄）鉤柄和螺紋系列示例 51附錄H（規(guī)范性附錄）曲梁的彎曲度 56附錄I（規(guī)范性附錄）鉸接或繩索纏繞的吊鉤懸掛形式的傾斜阻力計(jì)算 59附錄J（資料性附錄）使用附錄C-E選擇吊鉤規(guī)格指南 63附錄K（規(guī)范性附錄）吊鉤制造商提供的信息 65附錄L（資料性附錄）本文件與ISO17440:2014的技術(shù)差異及其原因 66參?考?文?獻(xiàn) 68起重機(jī)總體設(shè)計(jì)鍛鋼吊鉤的極限狀態(tài)和能力驗(yàn)證范圍吊鉤作為起重機(jī)的重要組成部分，為防止其發(fā)生危險(xiǎn)，本文件規(guī)定了鍛鋼吊鉤的通用要求以及靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度計(jì)算、符合性驗(yàn)證、使用信息的要求和方法。本文件適用于下列吊鉤零部件和吊鉤類型：任何類型鍛鋼吊鉤鉤身；螺紋/螺母結(jié)構(gòu)型式的機(jī)加工吊鉤鉤柄。本文件原則上也適用于其他鉤柄類型的吊鉤以及鉤柄結(jié)構(gòu)確定、可使用相關(guān)應(yīng)力集中系數(shù)的情況。本文件不適用于由一片或多片軋制鋼板組成的疊片式吊鉤。本文件適用于材料的抗拉強(qiáng)度極限不超過800N/mm2、屈服強(qiáng)度極限不超過620N/mm2的吊鉤。以下是可能在正常使用和可預(yù)見誤用時(shí)對(duì)人員造成危害的重大危險(xiǎn)情況和危險(xiǎn)事件，為減少或消除與下列危險(xiǎn)有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，見第4章至第8章的相關(guān)要求。超出強(qiáng)度極限（屈服、抗拉和疲勞）；超出材料的溫度極限；意外從吊鉤上卸下載荷。本文件僅適用于符合GB/T22437.1的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T197普通螺紋公差（GB/T197-2018,ISO965-1:2013,MOD）GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法（GB/T228.1-2010，ISO6892-1：2009，MOD）GB/T228.3金屬材料拉伸試驗(yàn)第3部分：低溫試驗(yàn)方法（GB/T228.3-2019，ISO6892-3：2015，MOD）GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法（GB/T229-2007，ISO148-1：2006，MOD）GB/T3505產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法術(shù)語、定義及表面結(jié)構(gòu)的參數(shù)（GB/T3505-2009,ISO4287：1997,IDT）GB/T3808擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)（GB/T3808-2018,ISO148-2:2008,MOD）GB/T6974.1 起重機(jī)術(shù)語第1部分：通用術(shù)語（GB/T6974.1-2008，ISO4306-1：2007，IDT）GB/T10051.2起重吊鉤第2部分：鍛造吊鉤技術(shù)條件GB/T10051.4起重吊鉤第4部分：直柄單鉤毛坯件GB/T10051.6起重吊鉤第6部分：直柄雙鉤毛坯件GB/T15706機(jī)械安全設(shè)計(jì)通則風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)減小(GB/T15706-2012,ISO12100-2010,IDT)GB/T16825.1 靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分：拉力和（或）壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)（GB/T16825.1-2008,ISO7500-1:2004,IDT）GB/T20863.1 起重械分級(jí)第1部分：總則（GB/T20863.1-2007,ISO4301-1:1986,IDT）GB/T22437.1起重機(jī)載荷與載荷組合的設(shè)計(jì)原則第1部分：總則（GB/T22437.1-2018,ISO8686-1:2012,IDT）GB/T37400.15-2019重型機(jī)械通用技術(shù)條件第15部分：鍛鋼件無損探傷ISO643鋼表觀粒度的顯微測(cè)定(Steels—Micrographicdeterminationoftheapparentgrainsize)術(shù)語、定義和符號(hào)術(shù)語和定義GB/T6974.1和GB/T15706界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。鉤柄hookshank將吊鉤懸掛在起重機(jī)提升系統(tǒng)上的吊鉤上部。鉤身hookbody鉤柄下方彎曲部分的吊鉤下部。鉤腔hookseat用于懸掛載荷提升附件的吊鉤鉤身底部。吊鉤懸掛形式hooksuspensionarticulation允許吊鉤沿負(fù)載方向傾斜的吊鉤懸掛的特征。符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。符號(hào)應(yīng)符合表1的規(guī)定。符號(hào)符號(hào)說明Ad1鉤柄毛坯的橫截面面積Ad4鉤柄危險(xiǎn)截面的面積KV2材料的最小沖擊韌性a加速度a1鉤腔圓直徑a2鉤口開口度a3鉤尖高度bmax鉤身危險(xiǎn)截面的最大厚度bref參考厚度C起重機(jī)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的工作循環(huán)總數(shù)Ct吊鉤懸掛的傾斜阻力系數(shù)Ce載荷偏心系數(shù)D疲勞累積損傷（Palmgren-Miner假設(shè)）d1鉤柄毛坯直徑d3外螺紋大徑d4鉤柄底切直徑d5外螺紋小徑eR從鉤柄的中心線到垂直載荷線的距離F垂直力FH由于偶然或特殊載荷而作用在吊鉤上的垂直力FRd,s,FRd,f極限設(shè)計(jì)力，靜強(qiáng)度/疲勞強(qiáng)度Fsd,s垂直設(shè)計(jì)力，驗(yàn)證靜強(qiáng)度FSd,f垂直設(shè)計(jì)力，驗(yàn)證疲勞強(qiáng)度fl,f2,f3影響系數(shù)（fl—工作溫度影響系數(shù)，f2—材料厚度影響系數(shù)，f3—表面粗超度影響系數(shù)）fRd極限設(shè)計(jì)應(yīng)力fy屈服強(qiáng)度極限fu抗拉強(qiáng)度極限g重力加速度，g=9.81m/s2HSd,s吊鉤的水平設(shè)計(jì)力HSd,f用于驗(yàn)證疲勞強(qiáng)度的水平設(shè)計(jì)力h1,h2鉤身截面高度h從鉤腔底部到懸掛接合點(diǎn)的垂直距離hs從鉤腔底部到鉤柄危險(xiǎn)截面的垂直距離i某個(gè)提升循環(huán)或應(yīng)力循環(huán)I曲梁的參考慣性矩Id1鉤柄毛坯截面慣性矩Id4鉤柄危險(xiǎn)截面慣性矩kc關(guān)于應(yīng)力譜和載荷狀態(tài)級(jí)別的換算系數(shù)kh，kS應(yīng)力譜系數(shù)kQ按照GB/T22437.1確定的載荷譜系數(shù)k5*k6*特定譜比系數(shù)，m=5/6lg以10為底的LogM1,M2,M3,M4鉤柄彎矩M1,f,i,M2,f,i,M3,f,i用于驗(yàn)證疲勞強(qiáng)度的鉤柄彎矩，對(duì)應(yīng)第i提升循環(huán)MSd,s靜態(tài)設(shè)計(jì)彎矩m特征疲勞設(shè)計(jì)曲線的斜率參數(shù)mRC額定提升載荷質(zhì)量mi吊鉤在第i個(gè)提升循環(huán)的載荷質(zhì)量N應(yīng)力循環(huán)/提升循環(huán)總數(shù)ND應(yīng)力循環(huán)基準(zhǔn)數(shù)，ND=2×106P螺紋的螺距Pa在一個(gè)提升循環(huán)內(nèi)加速次數(shù)的平均值R鉤身曲率半徑Ra表面輪廓的平均深度，符合GB/T3505-2009Rz表面輪廓的最大深度，符合GB/T3505-2009r9過渡圓弧半徑rth螺紋根部半徑s底切長(zhǎng)度sh，ss應(yīng)力歷程參數(shù)sQ載荷歷程參數(shù)t螺紋深度T工作溫度uS，uT切口深度α角度αS，αT應(yīng)力集中系數(shù)β吊鉤傾斜角度或方向βn，βnS，βnT切口影響系數(shù)φ2提升無約束地面載荷的動(dòng)載系數(shù)φ5運(yùn)動(dòng)加速度引起的動(dòng)載系數(shù)γn高危險(xiǎn)度系數(shù)γp分項(xiàng)載荷系數(shù)γm一般抗力系數(shù)γsm特定抗力系數(shù)γHf，γsf疲勞強(qiáng)度特定抗力系數(shù)η1，η2吊鉤鉤身截面中心到邊緣的距離v載荷分量系數(shù)vh，vs相關(guān)應(yīng)力循環(huán)數(shù)μ平均應(yīng)力影響系數(shù)σa軸向力引起的鉤柄應(yīng)力σb彎矩引起的鉤柄應(yīng)力σm應(yīng)力循環(huán)中的平均應(yīng)力σA應(yīng)力循環(huán)中的應(yīng)力幅σSd設(shè)計(jì)應(yīng)力σM疲勞強(qiáng)度基本值，無凹槽件σp脈動(dòng)應(yīng)力循環(huán)中的總應(yīng)力范圍σW疲勞強(qiáng)度幅值，凹槽件σTmax，σT1，σT2交變應(yīng)力幅值?σC特征疲勞強(qiáng)度?σRd疲勞極限設(shè)計(jì)應(yīng)力?σSd,i第i個(gè)提升循環(huán)中的應(yīng)力范圍?σSd,max最大應(yīng)力范圍通用要求材料成品吊鉤材料應(yīng)具有足夠的延展性，以避免在規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)發(fā)生吊鉤脆性斷裂。吊鉤材料經(jīng)鍛造和熱處理后，應(yīng)具有表2所示的最小延伸率和沖擊韌性。吊鉤材料的沖擊試驗(yàn)和延伸率要求工作溫度沖擊試驗(yàn)溫度最小延伸率A5最小沖擊吸收功，KV2/J結(jié)構(gòu)鋼合金鋼T≥-30°C-20°C15%3935-30°C>T≥-40°C-30°C3527-40°C>T≥-50°C-40°C3527為滿足工作溫度的要求，制造商應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮辖痄摶蚍呛辖痄?，?jīng)相應(yīng)熱處理后與所選鉤型的材料強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)相一致，同時(shí)還應(yīng)考慮吊鉤名義厚度與強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。材料的冶煉應(yīng)采用電爐（或轉(zhuǎn)爐）加爐外精煉的方法。根據(jù)ISO643進(jìn)行測(cè)試時(shí)，鋼材應(yīng)完全脫氧，抗應(yīng)變時(shí)效脆性穩(wěn)定，奧氏體粒度為6或更細(xì)。應(yīng)確保鋼中含有足夠的鋁（最低為0.025%），以滿足吊鉤在使用過程中能夠抵抗應(yīng)變時(shí)效脆性的要求。鋼中硫和磷的含量不應(yīng)超過表3規(guī)定的限值。硫和磷含量元素最大含量熔煉分析%成品分析%硫(S)0.0200.025磷(P)0.0200.025硫磷總和（S+P）0.0350.045力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度極限、抗拉強(qiáng)度極限）與鍛造鉤身的厚度有關(guān)。名義厚度采用鉤腔部位最大厚度和鉤柄直徑兩者中的最大值。為了標(biāo)準(zhǔn)化，表4列出了鍛造吊鉤的材料強(qiáng)度等級(jí)。表4中給出的力學(xué)性能值為設(shè)計(jì)值，吊鉤制造商應(yīng)保證不小于該值。材料強(qiáng)度等級(jí)對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能材料強(qiáng)度等級(jí)機(jī)械性能上屈服限或0.2%的延伸限fyN/mm2抗拉強(qiáng)度極限fuN/mm2M235340P315490S390540T500700V620800所選材料應(yīng)符合下列要求：fu/fy≥1.2工藝每個(gè)吊鉤均應(yīng)通過整個(gè)坯料熱鍛造成型，鍛件的宏觀流線應(yīng)與鉤身輪廓一致。鍛造操作中多余的金屬應(yīng)清除干凈，表面光滑，不得有毛刺。不允許從軋制鋼板上切割型材制造鍛造吊鉤。成品吊鉤鉤腔表面粗糙度應(yīng)等于或小于Rz500μm，可通過磨削達(dá)到所要求的表面質(zhì)量。任何磨削痕跡都應(yīng)該與鉤腔圓的圓周方向一致。熱處理后，應(yīng)清除表面氧化皮，吊鉤不應(yīng)出現(xiàn)裂紋等有害缺陷，應(yīng)根據(jù)GB/T37400.15的要求，使用適當(dāng)?shù)臒o損檢測(cè)方法檢驗(yàn)吊鉤是否有缺陷，并按照7.4規(guī)定的無損檢測(cè)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。吊鉤制造過程中不允許進(jìn)行焊接。制造公差單鉤和雙鉤的毛坯件尺寸公差應(yīng)分別符合GB/T10051.4和GB/T10051.6的規(guī)定。加工后鉤柄中心線與鉤腔中心線的偏差應(yīng)符合GB/T10051.2的規(guī)定。吊鉤在厚度方向上應(yīng)保持左右對(duì)稱，每個(gè)橫截面的質(zhì)心應(yīng)保證在中心線兩側(cè)0.025d1范圍內(nèi)。熱處理每個(gè)鍛造吊鉤都應(yīng)在AC3點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行淬火并回火，或者在AC3點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行正火?；鼗饻囟戎辽賾?yīng)達(dá)到475℃。正火、回火條件應(yīng)至少與475℃保溫1小時(shí)的處理效果相同。加載驗(yàn)證作為制造過程的一部分，吊鉤宜作加載驗(yàn)證。初步加載驗(yàn)證應(yīng)在常溫下進(jìn)行，能夠進(jìn)一步輔助質(zhì)保管理過程，提高吊鉤的整體抗疲勞性能。如果采用加載驗(yàn)證，驗(yàn)證過程如下：加載驗(yàn)證應(yīng)在整個(gè)制造過程（鍛造、熱處理和機(jī)加工）的最后進(jìn)行；在鉤柄螺母與下述兩者之間施加驗(yàn)證載荷力：對(duì)于單鉤，施加在鉤腔的底部，作直線拉伸，受力的方向與鉤柄的垂直軸線平行；對(duì)于雙鉤，施加在兩側(cè)鉤腔對(duì)稱位置，兩側(cè)受力方向與各自鉤腔中心成90度夾角；由于加載驗(yàn)證產(chǎn)生的相對(duì)永久變形，在鉤口處測(cè)量，其變形值不應(yīng)超過0.25%；對(duì)于批量生產(chǎn)的吊鉤，應(yīng)對(duì)批次中的每個(gè)吊鉤進(jìn)行加載驗(yàn)證；驗(yàn)證載荷的大?。‵PL）宜能使在單鉤截面B和雙鉤截面A上(見圖5)，產(chǎn)生的應(yīng)力達(dá)到相應(yīng)材料屈服強(qiáng)度極限fy的1.5倍；根據(jù)斷面A（雙鉤）或斷面B（單鉤）的應(yīng)力來確定驗(yàn)證載荷值計(jì)算公式如下：?jiǎn)毋^雙鉤式中：FPL,sp——單鉤驗(yàn)證載荷，單位：千牛頓（kN）；FPL,rh——雙鉤驗(yàn)證載荷，單位：千牛頓（kN）；fy——所選材料的屈服強(qiáng)度極限；Mhf——吊鉤對(duì)于截面A或B內(nèi)弧的一個(gè)系數(shù)；作為示例，附錄C給出了一個(gè)系列單鉤Mhf的數(shù)據(jù)。對(duì)于雙鉤截面A，α=45°（見5.5.3）通過下列公式求得Mhf公式中所有代號(hào)的含義應(yīng)符合附錄H的規(guī)定。e)加載驗(yàn)證后，用適當(dāng)?shù)臒o損檢測(cè)方法對(duì)鉤身進(jìn)行檢測(cè)，確定吊鉤不存在有害缺陷、瑕疵和裂紋；f)經(jīng)過加載驗(yàn)證的吊鉤應(yīng)在吊鉤類型標(biāo)記旁邊增加“PL”標(biāo)志；g)加載驗(yàn)證將影響（有益）吊鉤的后續(xù)疲勞性能，可使用附錄F中示例的計(jì)算方法來量化這種影響。應(yīng)根據(jù)所需要的延展性選擇能夠承受驗(yàn)證載荷的吊鉤材料，特別是高強(qiáng)度鋼。注1：本文件不涉及將加載驗(yàn)證應(yīng)用于質(zhì)量管理過程所帶來的其他益處。注2：在FPL作用下承受最大應(yīng)力的拉伸纖維必然會(huì)產(chǎn)生屈服，同時(shí)應(yīng)力將重新分布，導(dǎo)致驗(yàn)證載荷卸下后，在該拉伸區(qū)域存在永久壓應(yīng)力。鉤身幾何形狀吊鉤截面幾何形狀應(yīng)能保證危險(xiǎn)截面的應(yīng)力不超過5.5.1中規(guī)定的應(yīng)力。鉤腔應(yīng)為圓形。對(duì)于單鉤鉤腔圓心應(yīng)與鉤柄的中心線重合。對(duì)于雙鉤鉤腔圓弧應(yīng)與鉤柄外邊緣相切。雙鉤鉤身形狀應(yīng)對(duì)稱于鉤柄的中心線。吊鉤尺寸鉤柄直徑（d1）與鉤腔圓直徑（a1）的比例如下：d1≥0.55a1鉤口內(nèi)邊緣和鉤腔圓（a1）分叉點(diǎn)的圓切線在水平方向的最小角度為：?jiǎn)毋^α≥60°，雙鉤α≥90°。在不考慮吊鉤鉤口閉鎖器對(duì)開口度的影響時(shí)，完整的開口度(a2)為：a2≤0.85a1。帶吊鉤鉤口閉鎖器的有效開口尺寸最小為：a0≥0.7a1。吊鉤鉤尖高度（a3）最小為：a3≥a1。附錄A和附錄B給出了符合本條款要求的吊鉤鉤身尺寸系列示例。與附錄A和附錄B中所示鉤身不同的其他鉤身，只要滿足本條款所要求的尺寸特征和材料要求，就可以單獨(dú)或組合評(píng)估其是否在技術(shù)上滿足本文件的要求。預(yù)期除目前所給鉤身系列示例外，今后還將出現(xiàn)其他鉤身系列，可以作為組合列入附錄A和附錄B。鉤柄加工加工后鉤柄尺寸鉤柄螺紋部分的長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.8d3；螺紋的螺距（p）應(yīng)與螺紋外徑（d3）成一定比例，如：0.055d3≤p≤0.15d3；螺紋的深度（t）應(yīng)與螺紋的螺距（p）成一定比例，如：0.45p≤t≤0.61p；螺紋輪廓的底部半徑(rth)不應(yīng)小于0.14p，不應(yīng)使用未規(guī)定底部半徑的螺紋類型。應(yīng)該在鉤柄最后一個(gè)螺紋的下方進(jìn)行底切（直徑d4），長(zhǎng)度（s）與底切深度的比例如下：s≥2（d3–d4）。底切深度應(yīng)大于螺紋小徑（d5），最小值為：d4≤（d5–0.3mm）。應(yīng)使用一種成型工具加工底切，確保表面光潔度達(dá)到Ra≤3.2μm，避免出現(xiàn)加工痕跡和缺陷。從螺紋部分到底切部分的過渡過程中，應(yīng)該有一個(gè)過渡圓弧。過渡圓弧半徑（r9）應(yīng)與底切直徑（d4）成比例：r9≥0.06d4。圓弧過渡區(qū)域的形狀沒必要是四分之一圓形。加工后的鉤柄（即d4）的最小截面直徑應(yīng)滿足d4≥0.65d1，其中d1為鉤柄毛坯直徑，見圖1。鉤柄的整個(gè)加工部分在每個(gè)直徑變化位置都應(yīng)有一個(gè)過渡圓弧，加工的部分不應(yīng)觸及到毛坯的弧形部分。螺紋應(yīng)符合GB/T197（粗螺紋級(jí)）規(guī)定的6g公差要求。附錄G給出了滿足幾何形狀要求的成品鉤柄和螺紋尺寸系列示例。對(duì)于尺寸參數(shù)滿足本條款要求，但未列入附錄G的鉤柄和螺紋尺寸可進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，以確定是否滿足本文件的要求。預(yù)期除目前所給鉤柄和螺紋系列外，今后還將會(huì)出現(xiàn)其他鉤柄和螺紋系列，可以作為組合列入附錄G。螺母螺母的材料等級(jí)應(yīng)與吊鉤的材料等級(jí)相同。螺母的高度應(yīng)確保鉤柄的螺紋長(zhǎng)度與螺母螺紋完全嚙合。螺母應(yīng)該鎖緊在鉤柄上，防止旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致螺母旋出。鎖緊不應(yīng)干擾到螺母/鉤柄螺紋連接的下部三分之二位置。由于螺紋連接起作用，鎖緊應(yīng)能允許鉤柄和螺母之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)，或者，如果螺母是由銷子或其他類似的固定措施鎖定，那么在鎖定過程中，螺母/鉤柄承受載荷的螺紋側(cè)面必須直接接觸，以確保不會(huì)影響載荷的傳遞。螺母應(yīng)安裝在耐磨軸承上，使吊鉤能夠繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)。螺母與軸承的接觸面應(yīng)滿足相關(guān)軸承的要求。接觸面的高度位置應(yīng)位于螺紋連接的下半部分。螺母螺紋應(yīng)符合GB/T197（粗螺紋級(jí)）的6H公差要求。螺母螺紋輪廓的底部半徑不應(yīng)小于0.07p，其中p為螺紋螺距。不應(yīng)使用未規(guī)定底部半徑的螺紋類型。吊鉤懸掛形式一般情況下，對(duì)于系列生產(chǎn)的吊鉤滑輪組，吊鉤懸掛形式與提升鋼絲繩纏繞系統(tǒng)的組合應(yīng)允許吊鉤沿任意載荷方向自由傾斜，否則在吊鉤的設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)給予特殊考慮。如果通過改變起重機(jī)/吊鉤滑輪組的結(jié)構(gòu)或位置使吊鉤懸掛形式成為剛性連接狀態(tài)，則應(yīng)在吊鉤設(shè)計(jì)計(jì)算中加以考慮。在設(shè)計(jì)吊鉤懸掛裝置時(shí)，應(yīng)考慮與吊鉤承受相同的載荷作用。靜強(qiáng)度概述吊鉤的靜強(qiáng)度驗(yàn)證應(yīng)按照GB/T22437.1的規(guī)定執(zhí)行。靜強(qiáng)度的一般設(shè)計(jì)極限是材料的屈服強(qiáng)度極限。應(yīng)根據(jù)GB/T22437.1的規(guī)定，考慮A、B或C載荷組合所產(chǎn)生的最不利的載荷效應(yīng)，對(duì)指定的吊鉤危險(xiǎn)截面進(jìn)行驗(yàn)證，并應(yīng)采用相關(guān)分項(xiàng)載荷系數(shù)γp。在特殊使用要求的起重機(jī)類型中，應(yīng)使用高危險(xiǎn)度系數(shù)γn。垂直方向設(shè)計(jì)載荷起吊額定載荷時(shí)，吊鉤垂直設(shè)計(jì)力FSd,s如下：（1）對(duì)于QUOTE式中：φ2——起吊無約束地面載荷時(shí)的動(dòng)載荷系數(shù)，參見GB/T22437.1；φ5——起升加速度引起的動(dòng)載荷系數(shù)，參見GB/T22437.1；a——垂直加速度或減速度；mRC——額定提升載荷質(zhì)量；g——重力加速度，g=9.81m/s2；γp——分項(xiàng)載荷系數(shù)，參見GB/T22437.1；γp=1.34，常規(guī)載荷（載荷組合A）γp=1.22，偶然載荷（載荷組合B）γp=1.10，特殊載荷（載荷組合C）γn——高危險(xiǎn)度系數(shù)。GB/T22437.1規(guī)定的其他載荷和組合也可能產(chǎn)生垂直力作用在吊鉤上，也應(yīng)分析其載荷效應(yīng)。這種情況下的垂直設(shè)計(jì)力一般計(jì)算公式如下：（2）式中：FH——除起吊額定載荷外，作用在吊鉤上的其它載荷產(chǎn)生的垂直力；例如試驗(yàn)載荷或超載狀態(tài)下的峰值載荷；γp——上述分項(xiàng)載荷系數(shù)，參見GB/T22437.1；γn——高危險(xiǎn)度系數(shù)。水平方向設(shè)計(jì)力對(duì)吊鉤強(qiáng)度影響最大的水平力是由起重機(jī)運(yùn)動(dòng)的水平加速度所引起的水平力，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以考慮。其他水平力，例如由風(fēng)力或側(cè)向拉力引起的水平力，如有重大影響，在設(shè)計(jì)中也應(yīng)予以考慮。計(jì)算時(shí)假設(shè)水平力作用在鉤腔底部。因水平加速度引起的吊鉤水平設(shè)計(jì)力HSd,s為：(3)式中：mRC——額定提升載荷質(zhì)量；a——水平運(yùn)動(dòng)的加速度或減速度；φ5——水平加速度引起的動(dòng)載荷系數(shù)，參見GB/T22437.1。對(duì)于在水平方向未與起重機(jī)移動(dòng)部分剛性連接的吊鉤懸掛，φ5=1；γp——公式（1）中分項(xiàng)載荷系數(shù)；γn——高危險(xiǎn)度系數(shù)；Ct——附錄I中吊鉤懸掛的傾斜阻力系數(shù)；FSd,s——5.2規(guī)定的垂直設(shè)計(jì)力，相應(yīng)的水平設(shè)計(jì)力HSd,s與加載條件有關(guān)；h——從吊鉤的鉤腔底部到接合處中心的垂直距離。鉤柄彎矩綜述確定鉤柄的總彎矩時(shí)，應(yīng)考慮以下載荷作用：水平力，見5.4.2；吊鉤懸掛的傾斜作用，見5.4.3；鉤腔垂直力偏心作用，見5.4.4；雙鉤，額定載荷的一半作用在一側(cè)鉤腔上，見5.4.5。這些載荷作用引起的彎矩應(yīng)歸屬于相同的荷載組合，這是引起彎矩的主要載荷或工作狀況。水平力引起的彎矩本條款適用于因外部水平力引起的鉤柄彎矩，據(jù)此對(duì)鉤柄危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算。因水平設(shè)計(jì)力HSd,s引起的彎矩（見5.6）：(4)式中：HSd,s——5.3中所述的水平設(shè)計(jì)力；hs——從鉤腔底部到鉤柄最細(xì)部分上端的垂直距離，用于計(jì)算吊鉤懸掛裝置傾斜引起的彎矩。起升機(jī)構(gòu)或吊鉤/吊鉤滑輪組的布置應(yīng)保證吊鉤懸掛裝置在受力狀態(tài)下能夠傾斜，在設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)考慮這種傾斜引起的鉤柄彎矩。這種傾斜包括：對(duì)于帶有吊梁的吊鉤，由于兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)起升的高度差所產(chǎn)生的傾斜，見圖3；單根鋼絲繩纏繞系統(tǒng)在升降過程中產(chǎn)生的傾斜，見圖4；用于剛性連接吊鉤的起重機(jī)部件的傾斜；起升到上極限時(shí)吊鉤滑輪組與起重機(jī)的某個(gè)部件碰撞，由于該部件傾斜引起的吊鉤傾斜。提升行程距離不同引起的吊鉤傾斜由于傾斜，垂直力產(chǎn)生了一個(gè)垂直于鉤柄軸向的分力，應(yīng)該像水平力一樣將該作用力考慮在內(nèi)。鉤柄危險(xiǎn)截面的彎矩M2與垂直設(shè)計(jì)力成正比，如下所示：(5)式中：FSd,s——5.2中所述、具有傾斜角β的吊鉤垂直設(shè)計(jì)力；β——各相關(guān)載荷組合的最大總傾角；hs——從鉤腔底部到鉤柄最細(xì)部分上端的垂直距離。在多倍率、單聯(lián)卷筒的吊鉤懸掛形式中，提升/下降運(yùn)動(dòng)使吊鉤懸掛裝置傾斜，如圖4所示。傾斜角計(jì)算公式為：β=arctan(Ct/h)(6)式中：Ct——附錄I中所述的吊鉤懸掛的傾斜阻力系數(shù)；h——從吊鉤的鉤腔底部到接合處中心的垂直距離。對(duì)于起重機(jī)的所有相關(guān)載荷工況，分別計(jì)算最大傾角、相關(guān)垂直力以及由此產(chǎn)生的力矩M2。單繩纏繞系統(tǒng)中吊鉤懸掛的傾斜垂直力偏心引起的彎矩起升載荷吊點(diǎn)不一定總在鉤腔正中心，這樣垂直載荷作用線與鉤柄中心線就會(huì)有偏差，從而產(chǎn)生彎矩，彎矩計(jì)算如下：(7)式中：FSd,s——5.2中所述的垂直設(shè)計(jì)力；a1——吊鉤的鉤腔圓直徑；ce——偏心系數(shù)（ce=0.05）。如有可能通過機(jī)械手段使提升載荷配件更接近鉤腔中心，在設(shè)計(jì)計(jì)算中可以使用較小的偏心系數(shù)。雙鉤的特殊情況假設(shè)一半的垂直力作用于一側(cè)鉤腔上，而另一側(cè)鉤腔處于無載荷狀態(tài)，這種情況作為雙鉤的一種特殊受力情況，可按照載荷組合C的計(jì)算。對(duì)于單側(cè)受力的雙鉤，其鉤柄危險(xiǎn)截面產(chǎn)生的彎矩計(jì)算如下：(8)eR=(a1+d1)/2式中：FSd,s——5.2中所述的垂直設(shè)計(jì)力，γp相對(duì)應(yīng)于載荷組合C的值；d1——鉤柄毛坯的直徑；a1——鉤腔圓直徑；eR——從鉤柄的中心線到垂直載荷線的距離；h——從吊鉤的鉤腔底部到接合處中心的垂直距離；hs——從鉤腔底部到鉤柄最細(xì)部分上端的垂直距離；Ct——吊鉤懸掛的傾斜阻力系數(shù)，應(yīng)符合附錄I的規(guī)定。鉤柄的設(shè)計(jì)彎矩一般情況下，在5.4.2～5.4.3所述負(fù)載條件下，鉤柄危險(xiǎn)截面的設(shè)計(jì)彎矩MSd,s應(yīng)按下式分別計(jì)算：(9)式中：M1～M3——5.4.2～5.4.3中所述的彎矩；Ct——吊鉤懸掛的傾斜阻力系數(shù)，見附錄I。Fsd,s——5.2中所述的垂直設(shè)計(jì)力。除上述彎矩之外，在5.4.4載荷組合C工況中還應(yīng)考慮特殊情況下的設(shè)計(jì)彎矩，計(jì)算方法如下：(10)式中：M4——5.4.4中所述的彎矩。鉤身設(shè)計(jì)應(yīng)力載荷垂直設(shè)計(jì)力FSd,s應(yīng)分解為兩個(gè)分量，作用于鉤腔圓心，對(duì)稱于垂直中心線，形成垂直方向夾角α，如圖5所示。假設(shè)夾角最小值α=45°。對(duì)于雙鉤，在A和B兩種載荷組合形式下，按照兩側(cè)鉤腔承擔(dān)相同的載荷進(jìn)行計(jì)算；按照一半的垂直力作用于一側(cè)鉤腔上，而另一側(cè)鉤腔不受力，這種載荷情況作為一種特殊受力情況，可按照載荷組合C進(jìn)行計(jì)算。在鉤身計(jì)算中應(yīng)忽略水平力。鉤身受力狀況和計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力計(jì)算方法鉤身指定截面的應(yīng)力可以根據(jù)附錄H給定的曲梁彎曲理論、有限元法或全尺寸試驗(yàn)進(jìn)行分析。雙鉤截面B的應(yīng)力可按照傳統(tǒng)的曲梁理論進(jìn)行分析。下面的條款依據(jù)是曲梁理論。設(shè)計(jì)應(yīng)力單鉤截面A和截面B以及雙鉤截面A的設(shè)計(jì)應(yīng)力σSd計(jì)算公式如下：(11)R=al/2+η1對(duì)于單鉤截面B：v=1；對(duì)于單鉤和雙鉤的截面A，α=45°：v=0.5×tanα。式中：R——由截面幾何中心確定的吊鉤曲率半徑，應(yīng)與圖H.1相符合；FSd,s——5.2中所述的垂直設(shè)計(jì)力；I——曲梁的參考慣性矩；a1——鉤腔圓直徑；η1——指定截面內(nèi)部邊緣處坐標(biāo)y的絕對(duì)值，應(yīng)與圖H.1相符合；α——載荷作用線相對(duì)于垂線的夾角，應(yīng)與圖5相符合。η1和I為截面特性值，按照附錄H進(jìn)行計(jì)算。5.4.5所述雙鉤特殊情況下截面B的設(shè)計(jì)應(yīng)力計(jì)算如下：(12)F=FSd,s/2式中：FSd,s——5.2中所述的垂直設(shè)計(jì)力，其中γp按照載荷組合C選?。籄d1——鉤柄毛坯的截面面積；Id1——鉤柄毛坯截面的慣性矩；d1——鉤柄毛坯的直徑；a1——鉤腔圓直徑。鉤柄設(shè)計(jì)應(yīng)力鉤柄的驗(yàn)證計(jì)算應(yīng)考慮5.2規(guī)定的垂直設(shè)計(jì)力和5.4規(guī)定的設(shè)計(jì)彎矩。一般情況下，鉤柄的危險(xiǎn)截面是緊靠螺紋截面下方底切的部分，直徑為d4，見圖1。使用傳統(tǒng)曲梁理論計(jì)算最大設(shè)計(jì)應(yīng)力σSd,s，作為公稱應(yīng)力不考慮應(yīng)力集中系數(shù)，計(jì)算公式如下：(13)式中：FSd,s——吊鉤的垂直設(shè)計(jì)力；MSd,s——危險(xiǎn)截面的設(shè)計(jì)彎矩，見5.4.5；Ad4——鉤柄危險(xiǎn)截面的面積；Id4——鉤柄危險(xiǎn)截面的慣性矩。吊鉤靜強(qiáng)度驗(yàn)證鉤身和鉤柄綜述對(duì)于鉤身和鉤柄，應(yīng)按照5.2至5.4的規(guī)定進(jìn)行相關(guān)載荷驗(yàn)證：(14)式中：σSd,s——5.5和5.6中所述危險(xiǎn)截面的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力；fRd——極限設(shè)計(jì)應(yīng)力；fy——材料的屈服強(qiáng)度極限；f1——工作溫度的影響系數(shù)；γm——GB/T22437.1中規(guī)定的一般抗力系數(shù)（γm=1.1）；γsm——截面的特定抗力系數(shù)，如下：對(duì)于單鉤鉤身B截面，γsm=0.75，或者，如果是針對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)的某一類型吊鉤，應(yīng)通過聯(lián)合應(yīng)用公式（11）和公式（14），并使用該國家標(biāo)準(zhǔn)中已知的最大額定能力及其公稱屈服應(yīng)力評(píng)估γsm。附錄C給出了示例說明。對(duì)于單鉤和雙鉤的鉤身截面A，γsm=0.90；對(duì)于所有鉤柄截面，γsm=1.0。在沒有其他數(shù)據(jù)的情況下，考慮高溫環(huán)境下屈服強(qiáng)度極限降低系數(shù)f1計(jì)算如下：當(dāng)-50℃≤T≤100℃時(shí)：f1=1當(dāng)100℃＜T≤250℃時(shí)：f1=l-0.25×(T-100)/150(15)式中：T——攝氏度(℃)下的工作溫度。采用靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力驗(yàn)證鉤身靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力FRd,s包括單鉤截面A、B和雙鉤斷面A的靜強(qiáng)度驗(yàn)證。計(jì)算方法如下：(16)對(duì)于單鉤，分別計(jì)算截面A、B的靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力，取兩者中較小的值。對(duì)于5.2中規(guī)定的所有相關(guān)載荷和載荷組合，均應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證：(17)式中：FSd,s——5.2中所述的垂直設(shè)計(jì)力；FRd,s——靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力；f1——公式（15）中工作溫度的影響系數(shù)。根據(jù)5.7.1的規(guī)定對(duì)鉤柄進(jìn)行靜強(qiáng)度驗(yàn)證。如果所選鉤身符合附錄A或B的要求，其屈服強(qiáng)度極限和抗拉強(qiáng)度極限為表4中特別注明的值，可根據(jù)附錄C所示的靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力驗(yàn)證靜強(qiáng)度。附錄B中雙鉤的尺寸是成比例的，這樣鉤身截面B就不會(huì)對(duì)吊鉤的靜強(qiáng)度起支配作用，即不需要驗(yàn)證5.4.5中的特殊情況。疲勞強(qiáng)度概述應(yīng)按照GB/T22437.1規(guī)定對(duì)吊鉤的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證，吊鉤的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)至少與相關(guān)起重機(jī)或起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命相同。根據(jù)GB/T22437.1的規(guī)定，在考慮載荷組合A最不利的載荷影響的情況下，對(duì)吊鉤的指定危險(xiǎn)截面進(jìn)行驗(yàn)證，并將所有分項(xiàng)載荷系數(shù)設(shè)為γp=1，高風(fēng)險(xiǎn)度系數(shù)設(shè)為γn=1。此外，根據(jù)GB/T20863.1的規(guī)定，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的驗(yàn)證應(yīng)以起重機(jī)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的工作循環(huán)總次數(shù)為基礎(chǔ)。一般情況下，對(duì)于鉤身，一個(gè)提升循環(huán)引起一個(gè)應(yīng)力循環(huán)。如果一個(gè)工作循環(huán)由幾個(gè)提升循環(huán)組成，在計(jì)算應(yīng)力循環(huán)時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。對(duì)于鉤柄，在計(jì)算彎曲應(yīng)力循環(huán)次數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮定位運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。垂直方向疲勞設(shè)計(jì)力在第i個(gè)提升循環(huán)內(nèi)，垂直設(shè)計(jì)力FSd,f,i計(jì)算公式如下：(18)式中：——提升無約束地面載荷時(shí)的動(dòng)載系數(shù)，參見GB/T22437.1；mi——吊鉤在第i個(gè)提升循環(huán)的載荷質(zhì)量；g——重力加速度，g=9.81m/s2。水平方向疲勞設(shè)計(jì)力在第i個(gè)提升循環(huán)內(nèi)，因水平加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的水平設(shè)計(jì)力HSd,f,i計(jì)算公式如下：(19)式中：mi——吊鉤在i個(gè)提升循環(huán)的載荷質(zhì)量；a——水平運(yùn)動(dòng)的加速度或減速度；——水平加速度引起的動(dòng)載系數(shù)，見GB/T22437.1。對(duì)于在水平方向上并未與起重機(jī)移動(dòng)部件剛性連接的吊鉤懸掛，應(yīng)設(shè)為=1；Ct——吊鉤懸掛的傾斜阻力系數(shù)，應(yīng)符合附錄I的規(guī)定；g——重力加速度，g=9.81m/s2；h——從吊鉤的鉤腔底部到接合處中心的垂直距離。鉤柄疲勞設(shè)計(jì)彎矩因水平力產(chǎn)生的彎矩根據(jù)6.3所述，應(yīng)計(jì)算因水平設(shè)計(jì)力HSd,f,i在鉤柄危險(xiǎn)截面產(chǎn)生的彎矩M1,f,i：(20)式中：HSd,f,i——6.3中所述在第i個(gè)提升循環(huán)的水平設(shè)計(jì)力；hs——從鉤腔底部到鉤柄最細(xì)部分上端的垂直距離。因吊鉤懸掛傾斜產(chǎn)生的彎矩引起傾斜的原因和計(jì)算方法應(yīng)該按照5.4.3執(zhí)行。為了驗(yàn)證疲勞強(qiáng)度，根據(jù)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用情況，考慮載荷組合A中屬于常規(guī)載荷的加載事件。在每個(gè)提升循環(huán)中至少應(yīng)考慮以下常規(guī)情況：當(dāng)單聯(lián)卷筒與多滑輪吊鉤裝置配合使用時(shí)，提升/下降運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致吊鉤裝置傾斜，如圖4所示。鉤柄危險(xiǎn)截面的彎矩M2,f,i計(jì)算公式如下：(21)式中：FSd,f,i——6.2中所述第i個(gè)提升循環(huán)的垂直設(shè)計(jì)力；hs——從鉤腔底部到鉤柄最細(xì)部分上端的垂直距離；β——根據(jù)公式（6）計(jì)算得出的吊鉤懸掛傾斜角。因垂直力偏心引起的彎矩在起吊載荷時(shí)，吊點(diǎn)不一定總在鉤腔正中心，這樣垂直載荷作用線與鉤柄中心線存在偏差，從而產(chǎn)生彎矩，彎矩計(jì)算公式如下：(22)式中：FSd,f,i——表示6.2中所述第i個(gè)提升循環(huán)的垂直設(shè)計(jì)力；a1——鉤腔圓直徑；ce——偏心系數(shù)，ce=0.05。如果通過機(jī)械手段確保起吊載荷吊點(diǎn)更接近鉤腔中心，在設(shè)計(jì)計(jì)算中可以使用較小的偏心系數(shù)。鉤身疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證設(shè)計(jì)應(yīng)力計(jì)算疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)證應(yīng)基于危險(xiǎn)截面應(yīng)力循環(huán)的累積效應(yīng)，假設(shè)每個(gè)提升循環(huán)都是從地面提升載荷，即吊鉤載荷范圍是從0到滿載，其中考慮動(dòng)載荷系數(shù)。在使用6.2所述的垂直疲勞設(shè)計(jì)載荷時(shí)，應(yīng)力范圍的計(jì)算與5.5.3中靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)力的計(jì)算方法類似：根據(jù)5.5.3中的公式（11），設(shè)定FSd,s＝FSd,f,i式中：i——表示第i個(gè)提升循環(huán)；?σSd,i——第i個(gè)循環(huán)的應(yīng)力范圍；FSd,f,i——在6.2節(jié)中所述的垂直疲勞設(shè)計(jì)力。在對(duì)“已驗(yàn)證”的吊鉤作疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證中，在鉤腔內(nèi)弧面處的最大應(yīng)力范圍內(nèi)存在殘余應(yīng)壓力σSd,pr（由于驗(yàn)證載荷的作用），設(shè)計(jì)應(yīng)力循環(huán)/范圍從“已驗(yàn)證”鉤身設(shè)計(jì)應(yīng)力的最小值σSd,pb,min，到“已驗(yàn)證”鉤身設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,pb,max。其中“已驗(yàn)證”鉤身設(shè)計(jì)應(yīng)力的最小值σSd,pb,min=σSd,pr，為無負(fù)載狀態(tài)下的應(yīng)力值；“已驗(yàn)證”鉤身設(shè)計(jì)應(yīng)力最大值σSd,pb,max的計(jì)算方法是吊鉤載荷作用力FSd,s=FSd,f,i（如上文計(jì)算公式）的應(yīng)力范圍?σSd,i加上初始?xì)堄鄳?yīng)力σSd,pr。即σSd,pb,max=σSd,pr+?σSd,i在“未驗(yàn)證”吊鉤的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證中，在鉤腔內(nèi)弧面處的設(shè)計(jì)應(yīng)力循環(huán)/范圍從吊鉤無負(fù)載狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)最小值（零）開始計(jì)算。如果忽略“已驗(yàn)證”對(duì)吊鉤疲勞的有利影響，這種計(jì)算方法同樣適用于“已驗(yàn)證”吊鉤，只是結(jié)果偏于保守。6.5中描述的計(jì)算過程以一個(gè)脈動(dòng)應(yīng)力循環(huán)（應(yīng)力循環(huán)從0到最大值）為基礎(chǔ)，對(duì)于“已驗(yàn)證”鉤身的應(yīng)力循環(huán)必須先轉(zhuǎn)換為等效脈動(dòng)應(yīng)力循環(huán)，例如，在使用6.5規(guī)定的計(jì)算過程之前先使用附錄F中描述的計(jì)算過程。一般應(yīng)力歷程將各應(yīng)力循環(huán)的應(yīng)力歷程累積疲勞效應(yīng)精簡(jiǎn)為單一的應(yīng)力歷程參數(shù)sh。計(jì)算公式如下：sh=kh×vh(23)QUOTE(24)(25)式中：kh——應(yīng)力譜系數(shù)；——相關(guān)應(yīng)力循環(huán)數(shù)；i——第i個(gè)提升循環(huán)；N——提升循環(huán)總數(shù)；ND——循環(huán)基準(zhǔn)數(shù)（ND=2×106）；?σSd,i——第i個(gè)提升循環(huán)的應(yīng)力范圍；?σSd,max——最大應(yīng)力范圍；m——特征疲勞曲線的斜率參數(shù)[m=6]。在GB/T20863.1中規(guī)定的起重機(jī)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，總提升循環(huán)數(shù)（N）應(yīng)與總工作循環(huán)數(shù)（C）相吻合?；诠ぷ骷?jí)別的應(yīng)力歷程鉤身作為一個(gè)特殊部位，其應(yīng)力變化僅僅取決于提升載荷的變化，因此應(yīng)力歷程參數(shù)可直接通過GB/T20863.1的載荷狀態(tài)級(jí)別Q和使用等級(jí)U推導(dǎo)出來，不必按照6.5.2的要求使用具體事例的應(yīng)力歷程對(duì)sh進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。如果預(yù)期負(fù)荷僅通過載荷狀態(tài)級(jí)別Q和使用等級(jí)U給出，則sh應(yīng)按公式（27）進(jìn)行計(jì)算。公式（26）定義了載荷歷程參數(shù)sQ：(26)式中：kQ——表5中所示的載荷譜系數(shù)，同樣參見GB/T20863.1，載荷狀態(tài)級(jí)別擴(kuò)展到Q0～Q5；N——提升循環(huán)總數(shù)。一般情況下，對(duì)于吊鉤可以認(rèn)為與GB/T20863.1的使用等級(jí)U規(guī)定的起重機(jī)工作循環(huán)次數(shù)（C）一致。但是在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，載荷每一次中間落地都應(yīng)算作一個(gè)額外的提升循環(huán)，從而增加了N的數(shù)值；ND——循環(huán)基準(zhǔn)數(shù)（ND=2×106）。載荷譜系數(shù)（kQ）由指數(shù)為3的Wohler（疲勞曲線或者維勒曲線）曲線斜率計(jì)算，而鉤身疲勞與斜率m=6有關(guān)。對(duì)于給定分布狀態(tài)的載荷，可以計(jì)算一個(gè)換算系數(shù)來建立GB/T20863.1載荷譜與吊鉤應(yīng)力歷程參數(shù)之間的關(guān)系。詳見附錄E中給定的載荷分布及載荷狀態(tài)級(jí)別形狀。按GB/T20863.1等級(jí)規(guī)定載荷譜時(shí)，鉤身應(yīng)力歷程參數(shù)sh計(jì)算公式如下：(27)(28)式中：k6*——特定譜比系數(shù)。設(shè)計(jì)鉤身時(shí)，k6*應(yīng)按照表5中給定的標(biāo)準(zhǔn)取值，同時(shí)應(yīng)符合附錄E的規(guī)定。特定譜比系數(shù)k6*GB/T20863.1規(guī)定的載荷狀態(tài)級(jí)別Q0-Q5載荷譜系數(shù)kQ對(duì)應(yīng)m=6的系數(shù)k6*Q00.03131.348Q10.06251.343Q20.1251.259Q30.2501.172Q40.5001.084Q51.0001.00疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)應(yīng)力基本假設(shè)是，log(σ)/log(N)-scale函數(shù)中的疲勞強(qiáng)度曲線是直線，所有材料等級(jí)的斜率（m）相同。當(dāng)疲勞作為主要的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則時(shí)，這是對(duì)于數(shù)量較多的應(yīng)力循環(huán)的一個(gè)合理近似?；鶞?zhǔn)點(diǎn)ND處的疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)應(yīng)力計(jì)算如下：(29)式中：?σRd——疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)應(yīng)力；?σc——在ND=2×106循環(huán)下的特征疲勞強(qiáng)度，取決于材料；f1——工作溫度影響系數(shù)，根據(jù)公式（31）進(jìn)行計(jì)算；f2——材料厚度影響系數(shù)，根據(jù)公式（32）進(jìn)行計(jì)算。特征疲勞強(qiáng)度?σc取決于材料的抗拉強(qiáng)度極限，材料的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合表4的規(guī)定，對(duì)應(yīng)的特征疲勞強(qiáng)度應(yīng)符合表6的規(guī)定。鍛造吊鉤材料的特征疲勞強(qiáng)度材料等級(jí)?σcN/mm2M170P220S235T280V305對(duì)于其他材料和材料分類等級(jí)不適用的情況，特征疲勞強(qiáng)度?σc計(jì)算公式如下：(30)fu——材料的抗拉強(qiáng)度極限，單位為每平方毫米牛頓（N/mm2）。工作溫度的影響系數(shù)f1計(jì)算公式如下：對(duì)于100℃≤T≤250℃：f1=1-0.1×(T-100)/150(31)對(duì)于-50℃≤T≤100℃：f1=1T表示工作溫度溫度，單位為攝氏度（℃）。材料厚度的影響系數(shù)f2計(jì)算公式如下：對(duì)于25mm≤bmax≤150mm：(32)對(duì)于bmax＜25mm：f2=1對(duì)于bmax＞150mm：f2=0.74式中：bref——參考厚度（bref=25mm）；bmax——鉤身危險(xiǎn)截面的最大厚度，應(yīng)與圖5相符合。驗(yàn)證的實(shí)施對(duì)于鉤身的所有相關(guān)截面，應(yīng)分別進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)證，應(yīng)證明：(33)式中：?σSd,max——總應(yīng)力歷程范圍內(nèi)的最大應(yīng)力范圍；?σRd——根據(jù)公式（29）計(jì)算出的疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)應(yīng)力；γHf——表7中的疲勞強(qiáng)度特定抗力系數(shù)；m——特征疲勞設(shè)計(jì)曲線的斜率參數(shù)（m=6）；sh——應(yīng)力歷程參數(shù)；k6*——特定譜比系數(shù)；sQ——載荷歷程參數(shù)。疲勞強(qiáng)度特定抗力系數(shù)吊鉤截面γHf單鉤和雙鉤的截面A1.35單鉤的截面B1.25按照GB/T20863.1的工作級(jí)別計(jì)算時(shí)，附錄E給出了下列換算系數(shù)的計(jì)算值：(34)使用疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力對(duì)鉤身進(jìn)行驗(yàn)證疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力FRd,f計(jì)算公式如下：(35)對(duì)于單鉤，應(yīng)分別計(jì)算截面A、B的疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力，取兩者中較小的值。對(duì)于6.2中規(guī)定的所有相關(guān)載荷和載荷組合作用，也應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證：(36)式中：FSd,f——6.2規(guī)定的最大垂直疲勞設(shè)計(jì)載荷；FRd,f——疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力；f1——根據(jù)公式（31）計(jì)算得出的工作溫度影響系數(shù)；如果所選鉤身符合附錄A或B的要求，則可根據(jù)附錄D給出的疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)證。鉤柄疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證綜述通過總的提升循環(huán)數(shù)（N）計(jì)算出應(yīng)力循環(huán)數(shù)，并與GB/T20863.1規(guī)定的起重機(jī)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的總工作循環(huán)數(shù)（C）相吻合。設(shè)計(jì)應(yīng)力的計(jì)算應(yīng)計(jì)算緊靠直徑為d4的螺紋下方鉤柄底切截面的設(shè)計(jì)應(yīng)力，見圖1。在不考慮應(yīng)力集中系數(shù)的情況下，利用傳統(tǒng)的曲梁理論計(jì)算基本應(yīng)力。下列公式是通用的，適用于6.6中任何垂直設(shè)計(jì)力和設(shè)計(jì)彎矩的計(jì)算。(37)(38)式中：σa——因垂直設(shè)計(jì)力產(chǎn)生的鉤柄應(yīng)力（軸向）；σb——因設(shè)計(jì)彎矩產(chǎn)生的鉤柄應(yīng)力（彎曲）；F——在疲勞載荷循環(huán)中的垂直設(shè)計(jì)力；M——疲勞載荷循環(huán)中的設(shè)計(jì)彎矩；Ad4——鉤柄危險(xiǎn)截面的面積；Id4——鉤柄危險(xiǎn)截面的慣性矩。施加的應(yīng)力循環(huán)在每個(gè)提升循環(huán)內(nèi)，應(yīng)考慮下面的兩種應(yīng)力循環(huán)：在“未驗(yàn)證”吊鉤的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)證中，下列公式中的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr設(shè)為0。對(duì)于“已驗(yàn)證”的吊鉤，如在加載驗(yàn)證期間該區(qū)域的最大應(yīng)力超過屈服應(yīng)力（如鉤柄螺紋端頭），通過在下列公式中設(shè)殘余應(yīng)力σSd,sh,pr為零（一種保守方法），則可忽略底切區(qū)域出現(xiàn)的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr，或者在下列兩種應(yīng)力循環(huán)條件下，將有利影響考慮在內(nèi)。循環(huán)類型1：考慮吊鉤懸掛的傾斜和垂直載荷偏心所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，在地面上提升和降下載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力循環(huán)。各個(gè)應(yīng)力循環(huán)（i）的特性如下：軸向應(yīng)力為σal=σa(FSd,f,i)（公式（37）），其中FSd,f,i如6.2所述。必須考慮鉤柄底切區(qū)域產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr，在該位置加載驗(yàn)證期間產(chǎn)生的最大應(yīng)力超過屈服應(yīng)力。設(shè)計(jì)軸向應(yīng)力循環(huán)/范圍從“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄的軸向設(shè)計(jì)應(yīng)力最小值σSd,a1,ps,min（相當(dāng)于吊鉤空載時(shí)的殘余應(yīng)力σSd,sh,pr，σSd,a1,ps,min=σSd,sh,pr）到“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄軸向設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,a1,ps,max?！耙羊?yàn)證”吊鉤鉤柄軸向設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,a1,ps,max計(jì)算方法是將吊鉤載荷FSd,f,i（如上文計(jì)算結(jié)果）的應(yīng)力σa1加上初始?xì)堄鄳?yīng)力值σSd,sh,pr，即：σSd,a1,ps,max=σSd,sh,pr+σa1。b)彎曲應(yīng)力為σbl=σb(M)（公式（38）），其中M=max[M2,f,i,M3,f,i]，如6.4.2和6.4.3所述。必須考慮鉤柄底切區(qū)域產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr，在該位置加載驗(yàn)證期間產(chǎn)生的最大應(yīng)力超過屈服應(yīng)力。此外，在設(shè)計(jì)彎曲應(yīng)力類型1中，應(yīng)將σb1值與軸向應(yīng)力值相加，包括上述計(jì)算的殘余應(yīng)力值。c)脈動(dòng)應(yīng)力循環(huán)從0到σal+σbl，平均應(yīng)力σm1,i=(σal+σbl)/2，應(yīng)力幅值σA1,i=σm1,i。對(duì)于“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄區(qū)域存在的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr，設(shè)計(jì)應(yīng)力類型1的設(shè)計(jì)應(yīng)力的循環(huán)/范圍從最小值σSd,ps1,min，到“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,psl,max。其中設(shè)計(jì)應(yīng)力最小值σSd,ps1,min等于吊鉤無載荷下的殘余應(yīng)力σSd,sh,pr，即σSd,psl,min=σSd,sh,pr；設(shè)計(jì)應(yīng)力最大值σSd,psl,max計(jì)算方法是將吊鉤載荷FSd,f,i（如上述計(jì)算結(jié)果）的產(chǎn)生的應(yīng)力σa1加上彎曲應(yīng)力σb1和初始?xì)堄鄳?yīng)力值σSd,sh,pr，即σSd,psl,max=σSd,sh,pr+σal+σbl。由于6.6.8中的計(jì)算過程是建立在6.6.3中應(yīng)力循環(huán)為脈動(dòng)應(yīng)力循環(huán)的（從零到最大值的應(yīng)力循環(huán)）基礎(chǔ)上，因此，首先必須將“已驗(yàn)證”吊鉤的應(yīng)力循環(huán)轉(zhuǎn)換為等效脈動(dòng)循環(huán)，即在使用6.6.8中的計(jì)算過程前，先使用附錄I中的轉(zhuǎn)換方程。d)應(yīng)力循環(huán)總數(shù)為N1=N循環(huán)類型2：由于水平加速度和由此產(chǎn)生的載荷擺動(dòng)而引起的應(yīng)力循環(huán)應(yīng)按以下方式考慮：e)軸向應(yīng)力如循環(huán)類型1中所示。必須考慮加載驗(yàn)證期間鉤柄底切區(qū)域產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr。設(shè)計(jì)軸向應(yīng)力類型2的極限值計(jì)算方法與類型1中a)所述方法類似，即設(shè)計(jì)應(yīng)力的循環(huán)/范圍從“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄的軸向設(shè)計(jì)應(yīng)力最小值σSd,a2,ps,min，到“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄中軸向設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,a2,ps,max。其中設(shè)計(jì)應(yīng)力最小值σSd,a2,ps,min等于吊鉤無載荷下的殘余應(yīng)力σSd,sh,pr，即σSd,a2,ps,min=σSd,sh,pr；設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,a2,ps,max的計(jì)算方法是將應(yīng)力σa2加上初始?xì)堄鄳?yīng)力值，即σSd,a2,ps,max=σSd,sh,pr+σa2。f)彎曲應(yīng)力為σb2,i=σb(Ml,f,i)（公式（38）），其中Ml,f,i如6.4.1所述。必須考慮加載驗(yàn)證期間鉤柄底切區(qū)域產(chǎn)生的殘余壓應(yīng)力σSd,sh,pr，設(shè)計(jì)彎曲應(yīng)力循環(huán)類型2的σb2應(yīng)與軸向應(yīng)力相加，包括上文計(jì)算的殘余應(yīng)力。具有名義應(yīng)力σm2,i=σa2,i和應(yīng)力幅值σA2,i=σb2,i的各應(yīng)力循環(huán)由于“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄底切區(qū)域存在殘余壓應(yīng)力，2型設(shè)計(jì)應(yīng)力循環(huán)/范圍從吊鉤無載荷設(shè)計(jì)應(yīng)力的最小值σSd,ps2,min，到“已驗(yàn)證”吊鉤鉤柄中設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,ps2,max。設(shè)計(jì)應(yīng)力的最小值σsd,ps2,min等于吊鉤無載荷下的應(yīng)力(σSd,sh,pr-σb2)，即σSd,ps2,min=σSd,sh,pr-σb2；設(shè)計(jì)應(yīng)力的最大值σSd,ps2,max的計(jì)算方法是將吊鉤載荷FSd,f,i（如上文計(jì)算結(jié)果）的應(yīng)力σa2加上彎曲應(yīng)力σb2和初始?xì)堄鄳?yīng)力值σSd,sh,pr，即σSd,ps2,max=σSd,sh,pr+σa2+σb2。由于6.6.8中的計(jì)算過程是建立在6.6.3中的類型2應(yīng)力循環(huán)為脈動(dòng)應(yīng)力循環(huán)（從零到最大值的應(yīng)力循環(huán)）假設(shè)的基礎(chǔ)上，因此，首先必須將“已驗(yàn)證”吊鉤的應(yīng)力循環(huán)轉(zhuǎn)換為等效脈動(dòng)循環(huán)，即在使用6.6.8中的計(jì)算過程前，先使用附錄I中的轉(zhuǎn)換方程。應(yīng)力循環(huán)總數(shù)N2=pa×N在每個(gè)提升循環(huán)中，應(yīng)使用特定于該循環(huán)的吊鉤載荷。計(jì)算循環(huán)類型2的軸向應(yīng)力時(shí)，可不考慮6.2中系數(shù)φ2影響。應(yīng)根據(jù)表8選擇水平加速次數(shù)pa的平均值。水平加速次數(shù)pa的平均值應(yīng)用類型Pa1.工藝過程應(yīng)用，載荷的水平運(yùn)動(dòng)是每個(gè)工作循環(huán)的一部分82.特殊應(yīng)用，水平運(yùn)動(dòng)始終在信號(hào)員的控制下進(jìn)行，速度低，距離短23.在水平運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，采用了一種特殊的載荷搖擺控制措施24.所有其他應(yīng)用和系列生產(chǎn)的吊鉤，其中應(yīng)用工況未知4材料疲勞強(qiáng)度基本值根據(jù)材料的抗拉強(qiáng)度極限，計(jì)算材料在平均應(yīng)力為零（σm=0）、應(yīng)力循環(huán)基準(zhǔn)數(shù)ND=2000000時(shí)的疲勞強(qiáng)度基本值，計(jì)算方法如下：(39)由結(jié)構(gòu)形狀引起的應(yīng)力集中效應(yīng)本條款中計(jì)算的系數(shù)是應(yīng)力集中系數(shù)α，根據(jù)表9的公式分別計(jì)算鉤肩和螺紋底部?jī)蓚€(gè)部位的βn值，取兩個(gè)部位βn的最大值作為最終結(jié)果——切口影響系數(shù)βn，用于驗(yàn)證鉤柄的疲勞強(qiáng)度。假設(shè)螺紋為單頭螺紋。計(jì)算應(yīng)力集中系數(shù)的參數(shù)鉤肩螺紋螺紋平均直徑de切口深度系數(shù)φ系數(shù)χ支撐系數(shù)n結(jié)構(gòu)形狀引起應(yīng)力集中系數(shù)αS[公式（40）]αT[公式（41）]切口影響系數(shù)鉤肩應(yīng)力集中系數(shù)αS計(jì)算公式如下：(40)螺紋應(yīng)力集中系數(shù)αT計(jì)算公式如下：(41)表9和公式（40）、（41）中的幾何代號(hào)釋義見圖2，計(jì)算n的公式中屈服強(qiáng)度極限fy的單位為牛頓每平方毫米（N/mm2）。有切口的鉤柄疲勞強(qiáng)度對(duì)于鉤柄兩個(gè)比較危險(xiǎn)的截面，應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算。相對(duì)于鉤柄的名義應(yīng)力，材料疲勞強(qiáng)度基本值應(yīng)降低一定比值。受切口影響的疲勞強(qiáng)度幅值σW應(yīng)按照下式計(jì)算：(42)(43)式中：σM——材料疲勞強(qiáng)度基本值；βn——βnS和βnT的中的最大值；f1——根據(jù)公式（31）計(jì)算的工作溫度影響系數(shù)；f3——表面粗糙度影響系數(shù)；Ra——表面光潔度（單位為μm），極限值范圍：0.4μm≤Ra≤3.2μm；fu——材料的抗拉強(qiáng)度極限，單位為牛頓每平方毫米（N/mm2），fu≥300N/mm2。在本文件中沒考慮直徑增加對(duì)材料強(qiáng)度降低的影響，在設(shè)計(jì)計(jì)算中使用實(shí)際直徑對(duì)應(yīng)的材料性能。平均應(yīng)力影響上述σW值適用于平均應(yīng)力為零的對(duì)稱應(yīng)力循環(huán)，對(duì)于鉤柄這種零件類型，其平均應(yīng)力增加將會(huì)造成疲勞強(qiáng)度的降低。用Smith圖對(duì)平均應(yīng)力影響進(jìn)行解釋說明，見圖6。圖形特點(diǎn)如下：a)平均應(yīng)力σm=0的條件下，疲勞強(qiáng)度σW一定；b)通過平均應(yīng)力影響系數(shù)μ確定了圖的上限線；c)相關(guān)平均應(yīng)力處的應(yīng)力幅值應(yīng)在圖的上下限范圍內(nèi)。Smith圖和應(yīng)力幅值的轉(zhuǎn)換圖形上限被限定在假設(shè)為脈動(dòng)應(yīng)力作用下，總應(yīng)力變化限制在σp=1.7σw。根據(jù)這一規(guī)則，平均應(yīng)力影響系數(shù)計(jì)算公式如下：(44)平均應(yīng)力影響系數(shù)μ和α與參數(shù)μ1和α1相對(duì)應(yīng)，所以在本文件中，α始終為正數(shù)。應(yīng)力向恒定平均應(yīng)力的轉(zhuǎn)換將6.6.3中規(guī)定的相關(guān)平均應(yīng)力的應(yīng)力幅值轉(zhuǎn)換為與疲勞影響相等、平均應(yīng)力為零的應(yīng)力幅值。將其轉(zhuǎn)換為平均應(yīng)力為零的應(yīng)力循環(huán)公式如下：循環(huán)類型1：(45)循環(huán)類型2：(46)式中：σT1,i和σT2,i——轉(zhuǎn)換后平均應(yīng)力為零時(shí)的應(yīng)力幅值；μ——平均應(yīng)力影響系數(shù)。σA,i向σT,i的轉(zhuǎn)換如圖6所示。一般應(yīng)力歷程參數(shù)將所有應(yīng)力循環(huán)的應(yīng)力歷程累積疲勞效應(yīng)壓縮成一個(gè)應(yīng)力歷程參數(shù)sS。計(jì)算公式如下：(47)(48)且(49)式中：σTmax——轉(zhuǎn)換后應(yīng)力幅值σT1,i和σT2,i中的最大值；ks——鉤柄的應(yīng)力譜系數(shù)；vs——相關(guān)應(yīng)力循環(huán)數(shù)；i——第i個(gè)提升循環(huán)；N——提升循環(huán)總數(shù)；m——特征疲勞曲線的斜率參數(shù)（m=5）。基于工作級(jí)別的應(yīng)力歷程參數(shù)鉤柄表示了一種特殊受力情況，其應(yīng)力變化量與提升載荷的變化量成正比，因此應(yīng)力歷程參數(shù)可以直接通過GB/T20863.1規(guī)定的載荷狀態(tài)級(jí)別Q和使用等級(jí)U推導(dǎo)出來，不必按照6.6.9的要求使用具體案例的應(yīng)力歷程進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。載荷譜系數(shù)（kQ）由指數(shù)為3的Wohler曲線斜率進(jìn)行計(jì)算，而鉤柄疲勞與斜率m=5有關(guān)。當(dāng)給定載荷分布形狀時(shí)，可通過計(jì)算換算系數(shù)來建立GB/T20863.1載荷譜與鉤柄應(yīng)力歷程參數(shù)之間的聯(lián)系。附錄E給出了不同載荷狀態(tài)下的載荷分布形狀。如果GB/T20863.1中的載荷狀態(tài)級(jí)別Q和使用等級(jí)U規(guī)定了預(yù)期負(fù)荷，應(yīng)力歷程參數(shù)計(jì)算公式如下：(50)(51)(52)且(53)式中：kQ——表10中的載荷譜系數(shù)；σT1,max、σT2,max——循環(huán)類型1和類型2轉(zhuǎn)換后應(yīng)力幅值的最大值；N——提升循環(huán)總數(shù)。對(duì)于吊鉤，該值應(yīng)等于GB/T20863.1中的使用等級(jí)U規(guī)定的起重機(jī)工作循環(huán)數(shù)（C）；但在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，載荷每一次中間落地都應(yīng)算作一個(gè)額外的提升循環(huán)，并增加到N的數(shù)值中。k5*表示特定譜比系數(shù)。鉤柄設(shè)計(jì)應(yīng)按照表10選取k5*，同時(shí)應(yīng)符合附錄E的規(guī)定。特定譜比系數(shù)k5*GB/T20863.1規(guī)定的載荷狀態(tài)級(jí)別Q0-Q5載荷譜系數(shù)kQm=5的系數(shù)k5*Q00.03131.292Q10.06251.286Q20.1251.22Q30.2501.14Q40.5001.07Q51.0001.00驗(yàn)證的實(shí)施對(duì)于疲勞強(qiáng)度的驗(yàn)證，應(yīng)證明：(54)式中：σTmax——總應(yīng)力歷程中轉(zhuǎn)換后的最大應(yīng)力幅值；σw——根據(jù)公式（42）計(jì)算的疲勞極限設(shè)計(jì)應(yīng)力；γsf——鉤柄的疲勞強(qiáng)度特定抗力系數(shù)（γsf=1.35）；m——特征疲勞設(shè)計(jì)曲線的斜率參數(shù)（m=5）；ss——應(yīng)力歷程參數(shù)。系列生產(chǎn)吊鉤鉤柄的疲勞設(shè)計(jì)系列生產(chǎn)吊鉤鉤柄設(shè)計(jì)最小值使用以下設(shè)計(jì)假設(shè)條件：鉤身的疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力應(yīng)作為鉤柄的疲勞設(shè)計(jì)力；因載荷水平擺動(dòng)產(chǎn)生的鉤柄彎曲循環(huán)數(shù)pa=4；為計(jì)算6.3中的水平疲勞設(shè)計(jì)力，水平加速度設(shè)置為a=0.2m/s2，動(dòng)載系數(shù)φ5=1；吊鉤懸掛的傾斜阻力假設(shè)為鉤腔內(nèi)的水平力，等于垂直力的2%。符合性驗(yàn)證概述通過設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)證是否符合第5章和第6章規(guī)定的要求。預(yù)期工作任務(wù)和預(yù)計(jì)吊鉤起重量等設(shè)計(jì)假設(shè)條件應(yīng)與相關(guān)起重機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)相吻合，這種符合性應(yīng)通過工程評(píng)估加以論證。按照第7章所作的驗(yàn)證應(yīng)作為技術(shù)文件的一部分，所需文件參見附錄K。制造驗(yàn)證通過吊鉤制造工藝的書面描述資料來驗(yàn)證制造符合性，由制造商認(rèn)證并提供相關(guān)文件。通過測(cè)量和測(cè)試驗(yàn)證尺寸和材料要求的符合性，吊鉤制造商應(yīng)記錄并保存相關(guān)文件。拉伸、沖擊試驗(yàn)的試樣在鉤柄上部沿縱向取樣，并且最好在距鉤柄表面1/3半徑處截取。如果鉤柄太小，可以使用同爐材料、相同的熱處理的樣件進(jìn)行測(cè)試。拉伸性能要求按照GB/T16825.1和GB/T228.1或GB/T228.3規(guī)定執(zhí)行。夏比沖擊韌性按照GB/T299和GB/T3808規(guī)定執(zhí)行。加載驗(yàn)證當(dāng)對(duì)吊鉤進(jìn)行加載驗(yàn)證時(shí)，吊鉤應(yīng)能夠承受加載驗(yàn)證而不會(huì)產(chǎn)生較大的永久變形。在加載試驗(yàn)前和加載試驗(yàn)后分別測(cè)量鉤口開口尺寸，永久變形不得超過0.25%，具體測(cè)量位置見圖7中y、y1、y2點(diǎn)所示。吊鉤標(biāo)記無損檢測(cè)（NDT）使用NDT方法檢查吊鉤的表面和內(nèi)部缺陷，以保證檢測(cè)準(zhǔn)確性。吊鉤內(nèi)部缺陷按GB/T37400.15-2019中第5章的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，按照2級(jí)取值驗(yàn)收，吊鉤毛坯超聲波檢驗(yàn)起始記錄限可以放大到2mm。吊鉤表面裂紋檢測(cè)方法按GB/T37400.15-2019中第6章的規(guī)定進(jìn)行；不能用磁粉檢測(cè)的部位，按GB/T37400.15-2019第7章的規(guī)定進(jìn)行滲透檢驗(yàn)。試驗(yàn)抽樣對(duì)于每個(gè)單件生產(chǎn)的吊鉤或批量生產(chǎn)吊鉤，材料試驗(yàn)的抽樣方法按照GB/T10051.2規(guī)定執(zhí)行。使用信息維護(hù)與檢驗(yàn)在相關(guān)起重機(jī)的維護(hù)和檢驗(yàn)手冊(cè)中，吊鉤應(yīng)作為單獨(dú)部分進(jìn)行說明。在維護(hù)手冊(cè)中至少包含下列維護(hù)內(nèi)容：螺母下方推力軸承；吊鉤橫梁；鉤身變形（鉤口開口度）；鉤身磨損；鉤柄表面缺陷，如裂紋和腐蝕情況。檢查之前將吊鉤從懸掛裝置中拆下；螺母的安全鎖緊；檢查鉤口閉鎖器（若有）。按照相關(guān)的檢驗(yàn)頻率和報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，至少應(yīng)在檢驗(yàn)說明書中對(duì)c-g加以說明。鉤腔底部的可接受磨損深度為鉤身截面公稱高度（尺寸h2，見附錄A）的5%。磨損區(qū)域應(yīng)平滑過渡到相鄰區(qū)域，不應(yīng)有任何尖銳的溝痕、棱角或表面缺陷。標(biāo)志吊鉤的標(biāo)志按照GB/T10051.2執(zhí)行。經(jīng)過加載驗(yàn)證的吊鉤應(yīng)在吊鉤類型標(biāo)記旁邊增加“PL”標(biāo)志。安全使用以下安全使用問題至少應(yīng)在相關(guān)起重機(jī)或作為獨(dú)立的組件—吊鉤/帶鉤滑輪組的用戶手冊(cè)中加以說明：吊鉤懸掛形式（如鉸接結(jié)構(gòu)）能夠允許吊鉤在無阻礙的情況下傾斜到與載荷方向一致，無論是垂直方向還是載荷搖擺導(dǎo)致的傾斜方向；明確在吊鉤上系掛載荷的吊索間最大夾角為90°；與吊鉤配合的起吊附件的形狀要求，避免損傷鉤腔表面；雙鉤的兩個(gè)鉤腔對(duì)稱加載、受力相等；如裝有鉤口閉鎖器，應(yīng)保證在系掛好載荷后能自由閉合；吊鉤的溫度極限。

（資料性附錄）

單鉤系列示例MM/MMD型系列單鉤毛坯件尺寸模鍛單鉤結(jié)構(gòu)型式見圖A.l，尺寸見表A.l。對(duì)于MM/MMD類型吊鉤靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力和疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力可以參見C.1、D.1，另外根據(jù)規(guī)格大小，鉤柄螺紋系列可以參見G.1或G.2。MM不帶凸耳類型MMD帶凸耳類型模鍛單鉤尺寸代號(hào)示意MY/MYD型系列單鉤毛坯件尺寸自由鍛單鉤結(jié)構(gòu)型式見圖A.2，尺寸表A.2。對(duì)于MY/MYD類型吊鉤靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力和疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力可以參見C.1、D.1，另外根據(jù)規(guī)格大小，鉤柄螺紋系列可以參見G.1或G.2。MY不帶凸耳類型MYD帶凸耳類型自由鍛單鉤尺寸代號(hào)示意B型A系列單鉤毛坯件尺寸B型A系列單鉤毛坯件結(jié)構(gòu)型式見圖A.3，尺寸見表A.3。B型吊鉤靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力和疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力可以同樣參見C.2、D.2，鉤柄螺紋系列可以參見G.4。B型單鉤尺寸代號(hào)示意圖單鉤毛坯件尺寸單位為毫米（mm）單鉤鉤號(hào)ala2a3b1b2d1e1e2h1h2r1r2r3r4r5r6r7r9參考尺寸e3f1f2f3g1r8L00625202813111460601714233253532726345214.56.51000102822321613166768201723.53560603130406016.57109012302434191516717322192.5437636334334463187.5115020342739211820818226222.54.540717139375270208.5138025362841221920858828243543757542405674229144044032452722249610034293.55.546858549456883251015505433449292424102108373146489090534874892610.51670848385435293011512044374.575210010061568810029121861504057383230120128484058551061066560961053112.51971.656456445383613514656486960118118766811211835142242.5635072534542152167675871065132132907813413240162534715680635348172190806781271150150103901601484516285580639071605319421590759148017017011410018016551183186907110180676021824010085101690190190131112200185571838081008011390756724226811295111810021221214612522421064234181011290127100857525628612510612206516523616314025022146262312452121251001431129585292316140118142270185265182160280252533428165101614011216012510695325357160132162580210300204180320280583533165822016012518014011810637040518015018289024033523220036033068453320653251801402021601321184154552001702032100270375262224400360744538207243220016022518015013246551022419022361153004252922504484008045382079640224180252200170150517567250212254013033547532628050044793554225893注：上述尺寸依據(jù)GB/T10051.4系列吊鉤。單鉤毛坯件尺寸單位為毫米（mm）單鉤鉤號(hào)ala2a3b1b2d1e1e2h1h2r1r2r3r4r5r6r7r9參考尺寸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注：上述尺寸依據(jù)GB/T10051.4系列吊鉤。單鉤毛坯件尺寸單位為毫米（mm）單鉤鉤號(hào)a1(1)a20.75a1a3b10.60a1d1e1e2h10.93a1h20.93a1r10.12a1r9r10r30.30a1r40.92a1r51.00a1r61.25a1參考尺寸e3f2r8g1B0.826202616174731242431813824263241.819.75.25.2B1.6372837222366.5443434426181134374659.127.77.47.4B2.5463446282883554343632231442465873.834.79.29.2B45844583533105705454741291753587293.443.611.611.6B56549653938118786060846322060658110548.81313B6.37355734444139886868951132267739112454.914.614.6B88362845050151100777710581825768310413462.416.616.6B109269925555167110868611644628859211514968.918.418.4B12.51037710462601871249696127252319510312916677.420.620.6B161178811770652121401091091482583510811714618987.723.423.4B201319813279752371571221221692663912013116421198.526.226.2B25146110146888526417513613618102734413414618223511029.229.2B32159119160959028819114814819111804814615919925611931.831.8B4017313017310410531420816116121121865215917321627913034.634.6B5019114319111511534622917817823134955717619123930814338.238.2B6320515420512312537224619119125144102621892052563311544141上述尺寸依據(jù)BS2903系列吊鉤。第二行的尺寸給出了相對(duì)于測(cè)量值a1的比值，a1為鉤腔內(nèi)徑，單位：毫米（mm）。對(duì)于符合這些比例的吊鉤，a1是由公式a1=6.62√P計(jì)算出來的，其中a1單位為mm，P為驗(yàn)證載荷，單位為kN。該驗(yàn)證載荷值參見C.2。閉鎖凸耳為可選項(xiàng)。鉤柄長(zhǎng)度“L”根據(jù)使用需要選擇。

（資料性附錄）

雙鉤系列示例MM/MMD和MY/MYD型系列雙鉤，毛坯件結(jié)構(gòu)型式見圖B.l，尺寸見表B.1。MM/MMD和MY/MYD型雙鉤靜強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力和疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)力同時(shí)可以參見C.l、D.1；另外根據(jù)規(guī)格大小，鉤柄螺紋系列可以參見G.1或G.2。MM/MMD模鍛不帶/帶凸耳（a）MY/MYD自由鍛不帶/帶凸耳（b）雙鉤尺寸代號(hào)示意圖雙鉤鉤號(hào)ala2a3b1d1f1H