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（中车大连机车车辆有限公司 116021）
摘 要：研究分析了两种传统吊钩闭锁装置的使用过程中出现的问题。提出新型吊钩闭锁装置的设计思路及在老式吊钩上安装闭锁装置的方法。
关键词：闭锁装置、无凸耳吊钩、重力
1、背景：起重机吊钩闭锁装置（俗称防脱钩装置）是防止起重吊具从吊钩处滑落，造成重物坠落伤人的重要安全部件。其原理是通过封闭吊钩开口达到安全目的。GB/T10051.4-88《起重吊钩直柄单钩毛胚件》中提出了四种单钩型号，分别为MM型、MMD型、MY型、MYD型，起重MM型及MY型吊钩无装配闭锁装置的凸耳。2007年铁岭钢水包脱落事故造成32人遇难，在事故调查中发现如果吊钩安装闭锁装置就有可能防止事故的發生。此后国家出台一系列措施规范起重机的安全措施，其中就包括严格执行起重机吊钩闭锁装置。在2016年出台的TSG Q7015-2016《起重机定期检验规则》C4.2（2）明确注明“吊钩设置防脱钩装置，并且有效”。现行的吊钩闭锁装置执行标准有两种，一种是GB/T10051.12-2010《起重吊鉤 第十二部分：吊钩闭锁装置》如图1所示；另一种是JB/T4207.2-1999《手动起重设备用吊钩闭锁装置》如图2所示。两种型式闭锁装置在日常使用中都存在大量的失效问题。无凸耳吊钩多为锻压制成，不允许焊接，无法安装闭锁装置，长期以来只能整体更换吊钩，费用颇高。
2、传统闭锁装置的分析：两种结构型式原理一样，都是通过双圈弹簧的作用于安全卡达到封闭吊钩开口的目的。使用时通过按压安全卡放入吊具，松开后在弹簧力的作用下安全卡自动复位。此两种型式优点为结构简单、操作易懂、成本低廉、备件充足。图1多用在大吨位的起重机上，安全卡由两块类似三角钢板组成，底部钢板焊接，其存在的问题为：
（1）操作时工人需克服很大的弹簧力才能放入吊具，取出时往往需要两人协同作业，一人双手按住安全卡，另一人取吊具，工作效率低。
（2）双圈弹簧一直处于受力状态，长时间使用后易失效。同时安装时需要预置弹簧力导致安装难度大。
（3）整体为三角钢板组成，吊钩有效空置容积不高，大吨位起重机往往配合专用吊具，且体积较大，小容积往往限制了大型吊具的使用或增大了装取吊具的难度。
图2多用在轻型起重机上，安全卡由0.8-1.5mm板材冲压而成，其存在的问题为：
（1）长时间使用后两侧弹簧受力不均，造成安全卡向两侧歪斜，达不到封闭的母的。
（2）安全卡强度低，频繁使用后易变性脱槽。
（3）已损坏，工人在作业中需要多一道步骤，有些安全意识不够的工人人为破坏闭锁装置。
3、设计方案：
本文提出两种设计方案，分别解决传统闭锁装置易失效问题及无凸耳吊钩无法安装闭锁装置的问题 。
有凸耳吊钩闭锁装置设计：总体设计思路为依靠重力自锁，如图3所示。
吊钩闭锁装置如图所示，a、c为钢板，b为双头螺柱，穿过凸耳孔，两端用垫片螺母防止脱落，e为异型滑槽，d为带螺钉的滑块，f为定位销，g为连杆一端穿入e，一端与a联接。安装时通过调整e何g的长度使a的末端及c的末端能紧贴吊钩。安装完成后静态下由于c段自重重于a段，同时c段末端受吊钩外轮廓限制不能顺时针转动，a段能有效封闭吊钩开口。作业时，按压装置，装置以b为支点转动，放入吊具后松开，装置在重力作用下可自动复位。取出吊具时同样操作。a段长度可参考JB/T4207.2-1999表二h1，以P级5t吊钩为例，查阅表一采用18号闭锁装置，查阅表二，确定其长度为80mm，由于e、g段可调整，c段长度不是很严格，可现场测绘。此设计的优点为：
（1）作业时克服装置重力做功，与传统克服弹簧应力相比，用力小，减少了工人劳动强度，尤其在大吨位起重机上，可单人操作，提高了工作效率。
（2）机构采用三角形机构，整体稳定性好，主要受力部件与传统安全卡相比，强度有了提升，在频繁使用的场合也能保持有效性。
（3）可以调整，安装相对简便。
（4）通用性强，钩头存在随使用时间的延长，开口度逐渐加大，传统闭锁装置往往在吊钩开口度未达到加大15%的报废标准情况下就失效了，此设计能够满足。
（5）结构简单，成本低廉，对加工的精度要求不高，如笔者所在大型机械制造企业可以用通用设备完成自制，不需要单独的冲压设备。在某些场合甚至可把e段改为刚性连接，结构更为简单。
无凸耳吊钩闭锁装置设计：提供两种设计方案，一种整体结构设计如图4所示。
a为带平台的U型夹板，由两块组成，平台处以螺栓固定。靠开口一侧焊接两块带孔凸板（b段），开孔处参考带凸耳吊钩，闭锁装置与前文所述一致。
由于吊钩自上而下直径变大，U型夹板能够很好的固定在吊钩处不会发生滑落，能够为闭锁装置提供稳定支点。但此设计也存在一定局限性。夹板固定面为曲面，整体尺寸较难把握，对安装的精度要求也较高，频繁作业的场合a、b焊接点易开焊，且b段易变形失稳。通过增加厚度来增加强度受到安装空间的限制。适用于吊钩杆较长且吊钩与滑轮侧板空间较大的场合，在大吨位起重机上能取得良好的效果，不适用于小吨位的起重机。
另一种整体结构设计如图5所示。
a、b结构与图4一致，闭锁装置为两块三角钢板，靠近开口侧末端以钢筋焊接，封闭开口；d为焊接较厚钢板，无限制下c段在重力作用下顺时针旋转。安装完成后静态下c受吊钩开口处限制，起到封闭作用，作业时克服重力做功放取吊具。此设计整体稳定性及强度优于图4设计，但同样只适用于大吨位的起重机，且对吊钩空置容积要求不高的场合。
4、结论 笔者所在企业为百年老企，在用起重机400余台，又存在大量老式吊钩的起重机（吊钩无凸耳），吊钩闭锁装置的问题严重影响了日常的作业安全，在职业健康与安全管理体系、安全标准化认证及定期检验中严重困扰着企业。本文提出的带凸耳重力式吊钩闭锁装置的设计方案能够有效解决传统闭锁装置存在的问题，在样品试验中也取得了良好的效果，适合行业推广。两种无凸耳吊钩闭锁装置的设计方案能够解决大吨位起重机闭锁装置的问题，为企业节省了大量费用。闭锁装置只是起重机作业安全装置中很小的一部分，但是对安全确至关重要。国家也多次对《起重吊钩 第十二部分：吊钩闭锁装置》、《手动起重设备用吊钩闭锁装置》进行修订，但整体结构设计没变，没有提出更为合理优化的结构设计。在执行过程中遇到的种种问题没有得到妥善的解决，希望国家专家组能够引起重视吊的，规范吊钩闭锁装置。
参考文献：
[1]吊钩闭锁装置的改进设计.刘勇.起重运输机械.2010（10）
[2]吊钩的防脱装置.梅经武.起重运输机械.1995（10）
[3]桥式起重机运行故障原因探讨.阮曙峰.机械制造.2011（06）
[4]一种新型的开关式起重吊钩防脱钩装置.齐彦忠.科技创新家.2013（10）
摘 要：研究分析了两种传统吊钩闭锁装置的使用过程中出现的问题。提出新型吊钩闭锁装置的设计思路及在老式吊钩上安装闭锁装置的方法。
关键词：闭锁装置、无凸耳吊钩、重力
1、背景：起重机吊钩闭锁装置（俗称防脱钩装置）是防止起重吊具从吊钩处滑落，造成重物坠落伤人的重要安全部件。其原理是通过封闭吊钩开口达到安全目的。GB/T10051.4-88《起重吊钩直柄单钩毛胚件》中提出了四种单钩型号，分别为MM型、MMD型、MY型、MYD型，起重MM型及MY型吊钩无装配闭锁装置的凸耳。2007年铁岭钢水包脱落事故造成32人遇难，在事故调查中发现如果吊钩安装闭锁装置就有可能防止事故的發生。此后国家出台一系列措施规范起重机的安全措施，其中就包括严格执行起重机吊钩闭锁装置。在2016年出台的TSG Q7015-2016《起重机定期检验规则》C4.2（2）明确注明“吊钩设置防脱钩装置，并且有效”。现行的吊钩闭锁装置执行标准有两种，一种是GB/T10051.12-2010《起重吊鉤 第十二部分：吊钩闭锁装置》如图1所示；另一种是JB/T4207.2-1999《手动起重设备用吊钩闭锁装置》如图2所示。两种型式闭锁装置在日常使用中都存在大量的失效问题。无凸耳吊钩多为锻压制成，不允许焊接，无法安装闭锁装置，长期以来只能整体更换吊钩，费用颇高。
2、传统闭锁装置的分析：两种结构型式原理一样，都是通过双圈弹簧的作用于安全卡达到封闭吊钩开口的目的。使用时通过按压安全卡放入吊具，松开后在弹簧力的作用下安全卡自动复位。此两种型式优点为结构简单、操作易懂、成本低廉、备件充足。图1多用在大吨位的起重机上，安全卡由两块类似三角钢板组成，底部钢板焊接，其存在的问题为：
（1）操作时工人需克服很大的弹簧力才能放入吊具，取出时往往需要两人协同作业，一人双手按住安全卡，另一人取吊具，工作效率低。
（2）双圈弹簧一直处于受力状态，长时间使用后易失效。同时安装时需要预置弹簧力导致安装难度大。
（3）整体为三角钢板组成，吊钩有效空置容积不高，大吨位起重机往往配合专用吊具，且体积较大，小容积往往限制了大型吊具的使用或增大了装取吊具的难度。
图2多用在轻型起重机上，安全卡由0.8-1.5mm板材冲压而成，其存在的问题为：
（1）长时间使用后两侧弹簧受力不均，造成安全卡向两侧歪斜，达不到封闭的母的。
（2）安全卡强度低，频繁使用后易变性脱槽。
（3）已损坏，工人在作业中需要多一道步骤，有些安全意识不够的工人人为破坏闭锁装置。
3、设计方案：
本文提出两种设计方案，分别解决传统闭锁装置易失效问题及无凸耳吊钩无法安装闭锁装置的问题 。
有凸耳吊钩闭锁装置设计：总体设计思路为依靠重力自锁，如图3所示。
吊钩闭锁装置如图所示，a、c为钢板，b为双头螺柱，穿过凸耳孔，两端用垫片螺母防止脱落，e为异型滑槽，d为带螺钉的滑块，f为定位销，g为连杆一端穿入e，一端与a联接。安装时通过调整e何g的长度使a的末端及c的末端能紧贴吊钩。安装完成后静态下由于c段自重重于a段，同时c段末端受吊钩外轮廓限制不能顺时针转动，a段能有效封闭吊钩开口。作业时，按压装置，装置以b为支点转动，放入吊具后松开，装置在重力作用下可自动复位。取出吊具时同样操作。a段长度可参考JB/T4207.2-1999表二h1，以P级5t吊钩为例，查阅表一采用18号闭锁装置，查阅表二，确定其长度为80mm，由于e、g段可调整，c段长度不是很严格，可现场测绘。此设计的优点为：
（1）作业时克服装置重力做功，与传统克服弹簧应力相比，用力小，减少了工人劳动强度，尤其在大吨位起重机上，可单人操作，提高了工作效率。
（2）机构采用三角形机构，整体稳定性好，主要受力部件与传统安全卡相比，强度有了提升，在频繁使用的场合也能保持有效性。
（3）可以调整，安装相对简便。
（4）通用性强，钩头存在随使用时间的延长，开口度逐渐加大，传统闭锁装置往往在吊钩开口度未达到加大15%的报废标准情况下就失效了，此设计能够满足。
（5）结构简单，成本低廉，对加工的精度要求不高，如笔者所在大型机械制造企业可以用通用设备完成自制，不需要单独的冲压设备。在某些场合甚至可把e段改为刚性连接，结构更为简单。
无凸耳吊钩闭锁装置设计：提供两种设计方案，一种整体结构设计如图4所示。
a为带平台的U型夹板，由两块组成，平台处以螺栓固定。靠开口一侧焊接两块带孔凸板（b段），开孔处参考带凸耳吊钩，闭锁装置与前文所述一致。
由于吊钩自上而下直径变大，U型夹板能够很好的固定在吊钩处不会发生滑落，能够为闭锁装置提供稳定支点。但此设计也存在一定局限性。夹板固定面为曲面，整体尺寸较难把握，对安装的精度要求也较高，频繁作业的场合a、b焊接点易开焊，且b段易变形失稳。通过增加厚度来增加强度受到安装空间的限制。适用于吊钩杆较长且吊钩与滑轮侧板空间较大的场合，在大吨位起重机上能取得良好的效果，不适用于小吨位的起重机。
另一种整体结构设计如图5所示。
a、b结构与图4一致，闭锁装置为两块三角钢板，靠近开口侧末端以钢筋焊接，封闭开口；d为焊接较厚钢板，无限制下c段在重力作用下顺时针旋转。安装完成后静态下c受吊钩开口处限制，起到封闭作用，作业时克服重力做功放取吊具。此设计整体稳定性及强度优于图4设计，但同样只适用于大吨位的起重机，且对吊钩空置容积要求不高的场合。
4、结论 笔者所在企业为百年老企，在用起重机400余台，又存在大量老式吊钩的起重机（吊钩无凸耳），吊钩闭锁装置的问题严重影响了日常的作业安全，在职业健康与安全管理体系、安全标准化认证及定期检验中严重困扰着企业。本文提出的带凸耳重力式吊钩闭锁装置的设计方案能够有效解决传统闭锁装置存在的问题，在样品试验中也取得了良好的效果，适合行业推广。两种无凸耳吊钩闭锁装置的设计方案能够解决大吨位起重机闭锁装置的问题，为企业节省了大量费用。闭锁装置只是起重机作业安全装置中很小的一部分，但是对安全确至关重要。国家也多次对《起重吊钩 第十二部分：吊钩闭锁装置》、《手动起重设备用吊钩闭锁装置》进行修订，但整体结构设计没变，没有提出更为合理优化的结构设计。在执行过程中遇到的种种问题没有得到妥善的解决，希望国家专家组能够引起重视吊的，规范吊钩闭锁装置。
参考文献：
[1]吊钩闭锁装置的改进设计.刘勇.起重运输机械.2010（10）
[2]吊钩的防脱装置.梅经武.起重运输机械.1995（10）
[3]桥式起重机运行故障原因探讨.阮曙峰.机械制造.2011（06）
[4]一种新型的开关式起重吊钩防脱钩装置.齐彦忠.科技创新家.2013（10）