吳國君，李敬，胡家號(hào)，姚金莉，滕延明

航天科工第四研究院紅陽機(jī)電公司 湖北孝感 432000

1 序言

吊具是一種常用的工程器械，生活中隨處可見，吊具顧名思義是對(duì)產(chǎn)品或原材料實(shí)施吊裝的工藝裝備，主要用于對(duì)產(chǎn)品或原材料進(jìn)行周轉(zhuǎn)、移動(dòng)和裝卸等作業(yè)，同時(shí)吊具還廣泛用于航空航天、船舶、汽車等工業(yè)產(chǎn)品的裝配過程之中。質(zhì)量較輕的一些產(chǎn)品與原材料的周轉(zhuǎn)與裝卸，通常選用一些繩索或吊帶等通用吊裝物件，既可滿足作業(yè)要求；而一些質(zhì)量較大的產(chǎn)品，如航空航天、船舶、汽車等產(chǎn)品，質(zhì)量多達(dá)數(shù)十噸，甚至數(shù)百噸，對(duì)于這些產(chǎn)品的吊裝，顯然采用簡(jiǎn)易的吊具無論從作業(yè)的安全性、可靠性還是強(qiáng)度等方面考量，運(yùn)用通用的吊裝器械都根本無法滿足產(chǎn)品的作業(yè)要求。而且這些產(chǎn)品造價(jià)昂貴，尤其像航天飛行器這樣的產(chǎn)品，在吊裝過程中還具有非常大的危險(xiǎn)性，對(duì)于這些產(chǎn)品的吊裝，為了確保吊裝過程的可靠性與安全性，必須針對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作專用吊具，方可確保作業(yè)過程的穩(wěn)定可靠與作業(yè)過程中的萬無一失，這已是業(yè)界的共識(shí)。

通常吊具屬于產(chǎn)品的附件，制作吊具的專業(yè)性非常強(qiáng)，一般主機(jī)廠不會(huì)自己來生產(chǎn)吊具，通常的做法是把吊具的制作委托給專業(yè)的吊具生產(chǎn)廠家，待生產(chǎn)完成后，再派相關(guān)人員去外協(xié)廠家進(jìn)行吊具驗(yàn)收。筆者在一家航天骨干企業(yè)從業(yè)已數(shù)十年，據(jù)我所知，每一款航天飛行器產(chǎn)品，都會(huì)針對(duì)其質(zhì)量與結(jié)構(gòu)，制造一整套專用吊具，用于飛行器的周轉(zhuǎn)、裝配與運(yùn)輸過程中的裝卸等作業(yè)。一般對(duì)于吊裝航天產(chǎn)品吊具的安全性與可靠性具有近乎苛刻的要求，為了驗(yàn)證吊具的強(qiáng)度、可靠性與適應(yīng)性，必須對(duì)生產(chǎn)出的吊具進(jìn)行一系列嚴(yán)苛的試驗(yàn)。本人先后參與、指導(dǎo)過數(shù)十套吊具的驗(yàn)收工作，對(duì)如何做好吊具的驗(yàn)收試驗(yàn)及試驗(yàn)過程中需要注意的一些事項(xiàng)，吸取了大量的一手經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)將其介紹如下，希望能對(duì)同行做好吊具驗(yàn)收試驗(yàn)工作有所幫助。

2 吊具的構(gòu)成

吊具的結(jié)構(gòu)形式相對(duì)簡(jiǎn)單，一般由梁體、吊帶組件或吊索組件、起吊套筒、起吊軸、定位套筒、定位螺釘、轉(zhuǎn)接板及一些標(biāo)準(zhǔn)件，如卸扣、螺釘、螺母與墊片等零部件構(gòu)成（見圖1～圖4），其中吊帶組件或吊索組件，一般又分前、后吊帶或前、后吊索組件，通常一副吊具的零部組件不會(huì)超過20個(gè)。對(duì)于吊具上的金屬件，通常制造的精度要求不會(huì)太高，但因?yàn)榈蹙呱系拿恳粋€(gè)零件都是承力件，所以對(duì)于吊具上的每一個(gè)零件，都要求具有良好的強(qiáng)度。一般金屬零件都宜選擇高強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)合金鋼，機(jī)械加工或焊接后，尤其吊具的梁組件，都應(yīng)安排適當(dāng)?shù)臒崽幚?，同時(shí)，應(yīng)安排磁力探傷，絕對(duì)不允許工件有裂紋[1]。

圖1 方框內(nèi)為某吊具組件

圖2 軍綠色產(chǎn)品為吊具縱梁

圖3 吊具常用卸扣

圖4 吊具常用吊帶

3 吊具驗(yàn)收的主要工作

吊具驗(yàn)收工作主要包括：檢查吊具的齊套性、檢查吊具零部組件尺寸及外觀質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)圖樣要求，指導(dǎo)鑒督客戶按試驗(yàn)大綱不折不扣做好、記錄好各種拉伸、破斷、靜動(dòng)載及強(qiáng)度與協(xié)調(diào)等一系列試驗(yàn)，其中指導(dǎo)鑒督客戶做好驗(yàn)收試驗(yàn)工作，是吊具驗(yàn)收最核心的工作。

4 吊具驗(yàn)收試驗(yàn)組成

吊具驗(yàn)收試驗(yàn)工作是驗(yàn)收吊具最重點(diǎn)、最核心的工作，也是吊具驗(yàn)收工作中的重中之重。

吊具試驗(yàn)的種類主要包括：吊帶（或鋼絲繩）的拉伸試驗(yàn)、吊帶組件（或吊索組件）的破斷試驗(yàn)、吊具的靜載試驗(yàn)、吊具的動(dòng)載試驗(yàn)、吊具的強(qiáng)度試驗(yàn)及吊具的協(xié)調(diào)性試驗(yàn)，其中強(qiáng)度試驗(yàn)，又分為第一強(qiáng)度試驗(yàn)與第二強(qiáng)度試驗(yàn)。

（1）吊帶（或鋼絲繩）的拉伸試驗(yàn) 吊帶（或鋼絲繩）是吊具起吊時(shí)用的最主要的承力件，直接作用于產(chǎn)品，吊帶（或鋼絲繩）的承載能力必須保證滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求，做該試驗(yàn)就是在拉伸設(shè)備上，加2倍于吊帶（或鋼絲繩）額定負(fù)載的力，保載10min，再檢驗(yàn)吊帶（或鋼絲繩）是否有破損。

（2）吊帶組件（或吊索組件）的破斷試驗(yàn) 吊帶組件（或吊索組件）一般由吊帶（或鋼絲繩）與兩端的卸扣、U形花樣螺栓、轉(zhuǎn)接板等零件組成。在吊具使用過程中，吊帶組件（或吊索組件）一端一般通過卸扣與吊具的梁體組件連接，另一端一般通過定位套筒與定位螺釘與被起吊的產(chǎn)品聯(lián)接，是主要的承力件，必須具有較高的安全系數(shù)，才能防止在使用過程中發(fā)生組件損壞與斷裂的安全事故。一般吊帶組件（或吊索組件）的安全系數(shù)為6，就是指吊帶組件（或吊索組件）在承載＜6倍額定負(fù)載的情況下，組件的所有零件不允許有破損與斷裂。吊帶組件（或吊索組件）的破斷試驗(yàn)同吊帶（或鋼絲繩）的拉伸試驗(yàn)一樣，都需要在拉力設(shè)備上完成。基本過程是：將組件兩端固定在拉力機(jī)上，一直加載，直至組件斷裂，即可判斷組件的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)。

（3）吊具的靜載試驗(yàn) 吊具的靜載試驗(yàn)是檢查吊具靜態(tài)使用下的安全性，一般是吊具承載1.25倍額定負(fù)載，保載25～30min，然后，檢查吊具各零部組件是否有損壞，重點(diǎn)是檢查吊帶（或鋼絲繩）與定位套筒的受損情況。

吊具的動(dòng)載試驗(yàn)：吊具的動(dòng)載試驗(yàn)主要是檢查吊具運(yùn)動(dòng)使用狀態(tài)下的安全性，其過程是在吊具承載1.1倍額定負(fù)載，上下、左右按規(guī)定的速度往復(fù)移動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)定的距離3次，再查看吊具的各零部組件有無破損。

（4）吊具的強(qiáng)度試驗(yàn) 吊具的強(qiáng)度試驗(yàn)（見圖5）其實(shí)就是檢驗(yàn)吊具的安全系數(shù)，其過程與做吊具的靜載試驗(yàn)相同，只是試驗(yàn)過程中承受的負(fù)載不一樣。做強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，無論是第一強(qiáng)度試驗(yàn)還是第二強(qiáng)度試驗(yàn)吊具需要承受的負(fù)載，要比做靜載試驗(yàn)時(shí)大得多。強(qiáng)度試驗(yàn)又分為第一強(qiáng)度試驗(yàn)與第二強(qiáng)度試驗(yàn)，第一強(qiáng)度試驗(yàn)承受的負(fù)載要求一般為額定負(fù)載的2.5倍，第二強(qiáng)度試驗(yàn)承受的負(fù)載要求通常為額定負(fù)載的3倍，強(qiáng)度試驗(yàn)之所以如此安排，主要是用來發(fā)現(xiàn)假安全性，實(shí)現(xiàn)實(shí)用的雙保險(xiǎn)。

圖5 某吊具強(qiáng)度試驗(yàn)的場(chǎng)景圖（承載78t）

5 吊具試驗(yàn)的過程控制

吊具的試驗(yàn)工作是一項(xiàng)十分繁重、復(fù)雜的工作，尤其是進(jìn)行靜動(dòng)載、強(qiáng)度及協(xié)調(diào)試驗(yàn)過程中，需要的場(chǎng)地比較大、需要的配重比較多及需要的起吊機(jī)械噸位大等，都需要事前做好準(zhǔn)備與策劃，方能讓試驗(yàn)過程有條不紊、安全可控，所以對(duì)于吊具的試驗(yàn)，必須做好以下幾項(xiàng)工作。

5.1 扎實(shí)做好試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

吊具試驗(yàn)工作能否順利進(jìn)行，與試驗(yàn)開展前的準(zhǔn)備工作是否充分有著切實(shí)的聯(lián)系，準(zhǔn)備工作做得充分，試驗(yàn)相對(duì)會(huì)比較順暢；反之，則結(jié)果相反。

吊具試驗(yàn)前有哪些準(zhǔn)備工作需要做呢？首先需要落實(shí)場(chǎng)地，并安排人員清掃清理場(chǎng)地；其次需要落實(shí)吊裝機(jī)械，一般需要租借吊車，吊車的噸位一定要大于試驗(yàn)承受的最大載荷；再次需要準(zhǔn)備好足夠質(zhì)量的配重，一般是一些鋼錠、鋼板和鑄鐵錠等，并且事先對(duì)每一個(gè)配重秤好質(zhì)量，并且將質(zhì)量記錄在配重物的醒目位置上，以便于試驗(yàn)過程中計(jì)算配重；最后，因?yàn)榈蹙叩撵o動(dòng)載及強(qiáng)度試驗(yàn)，不可能用產(chǎn)品實(shí)物來進(jìn)行，所以必須要制作剛性與強(qiáng)度俱佳的專用試驗(yàn)架，并在試驗(yàn)架上焊接與起吊產(chǎn)品時(shí)尺寸完全一致的吊點(diǎn)，吊點(diǎn)焊接必須牢靠。準(zhǔn)備試驗(yàn)架的周期往往較長(zhǎng)，需要早做準(zhǔn)備[2]。

5.2 試驗(yàn)過程中的配重調(diào)整

吊具的靜動(dòng)載試驗(yàn)與第一強(qiáng)度、第二強(qiáng)度試驗(yàn)，吊具試驗(yàn)過程中的承受負(fù)載都是不一樣的，一般分別是承受額定負(fù)載的1.25倍、1.1倍、2.5倍及3倍，這就決定了試驗(yàn)過程中要在試驗(yàn)架上不停的增減配重。為了找到起吊時(shí)吊具的平衡點(diǎn)，放置配重位置也需要不停的變換。由于一般新手調(diào)平衡往往需要浪費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，所以調(diào)平衡最好安排有經(jīng)驗(yàn)的操作人員與工程技術(shù)人員專人專做，進(jìn)行指導(dǎo)與操作。

調(diào)配重一般的步驟：首先是事先通過計(jì)算，找到需要的配重物，一般數(shù)量越少越好；其次根據(jù)吊具吊帶組件（吊索組件）的長(zhǎng)短及吊點(diǎn)的位置，根據(jù)扛桿原理，預(yù)估放置配重塊的位置，將配重塊放置在預(yù)估的位置；再次慢慢起吊，看是否平衡，一般不是規(guī)則的配重，一次是很難找到平衡的，通過慢慢起吊，可以判斷哪頭輕、哪頭重，來調(diào)整移動(dòng)配重塊的位置，直至最終達(dá)到起吊的平衡。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的人，一般通過兩三次調(diào)整，即可將起吊調(diào)至平衡。

對(duì)于負(fù)載較大的強(qiáng)度試驗(yàn)，調(diào)配重的難度比較大，可能需要多次方可找到平衡，為此不建議將配重物直接放置在試驗(yàn)架上來調(diào)整，這樣會(huì)不斷裝卸吊具，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也會(huì)增大操作過程的安全隱患。因此，采取將配重物懸掛在試驗(yàn)架上的方法，通過調(diào)整懸掛位置的方式來調(diào)平衡，更方便、更省時(shí)且更安全。

5.3 吊具試驗(yàn)過程的安全保障

吊具試驗(yàn)是一項(xiàng)存在著一定風(fēng)險(xiǎn)與危險(xiǎn)的工作，試驗(yàn)前必須要做好安全預(yù)案，對(duì)參試者進(jìn)行必要的培訓(xùn)，一是為杜絕安全事故；二是為防一旦出現(xiàn)安全事故，有處置措施。為確保試驗(yàn)安全，在試驗(yàn)過程中，在試驗(yàn)場(chǎng)地劃出安全區(qū)域，并做好警示；參試人員必須配戴好安全帽；起吊由專人指揮；試驗(yàn)起吊、保載過程中，所有人員不得進(jìn)入規(guī)劃的作業(yè)區(qū)域[3]。

5.4 試驗(yàn)過程的跟蹤

試驗(yàn)過程的跟蹤主要是指檢驗(yàn)人員在試驗(yàn)前后對(duì)試驗(yàn)過程的檢查，首先檢查試驗(yàn)起吊前，吊點(diǎn)是否正確，吊帶組件（或吊索組件）調(diào)節(jié)的長(zhǎng)度是否符合設(shè)計(jì)要求等；其次，試驗(yàn)完成后，檢查吊帶（或吊索）是否有破損，一般是用10倍放大鏡仔細(xì)查看。

此外，吊具的驗(yàn)收試驗(yàn)過程時(shí)間往往比較長(zhǎng)，經(jīng)常多達(dá)一個(gè)月之久，參加驗(yàn)收試驗(yàn)的人員一般只會(huì)局限于設(shè)計(jì)員、工藝員與檢驗(yàn)員，因?yàn)樵囼?yàn)過程的追蹤性也很重要，所以檢驗(yàn)人員需要做好各項(xiàng)試驗(yàn)記錄，并做好強(qiáng)度試驗(yàn)的視頻錄制，以便向用戶匯報(bào)、出廠評(píng)審及一旦出現(xiàn)使用過程事故時(shí)進(jìn)行事故的追蹤與溯源。

6 其他注意事項(xiàng)

1）吊具的試驗(yàn)，由于需要占用的場(chǎng)地比較大，一般是在露天進(jìn)行，所以對(duì)氣候的要求也較嚴(yán)苛，風(fēng)速四級(jí)以上及雨天，最好不要排作業(yè)。如果是使用吊帶的吊具，杜絕雨天作業(yè)，防止吊帶被雨水浸泡，喪失強(qiáng)度。

2）調(diào)配重時(shí)，配重物盡可能放置在試驗(yàn)架的中心，防止起吊時(shí)扭曲。

3）調(diào)配重之平衡，吊帶最好不要使用交付的產(chǎn)品來調(diào)整。

4）試驗(yàn)過程中，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計(jì)不合理的地方，現(xiàn)場(chǎng)工藝人員，一定要做好記錄，將情況反饋給設(shè)計(jì)人員，以便后續(xù)改進(jìn)。

5）協(xié)調(diào)試驗(yàn)一般使用正式產(chǎn)品作為試驗(yàn)對(duì)象，主要看吊具使用過程有無干涉之類的現(xiàn)象發(fā)生，協(xié)調(diào)試驗(yàn)大多安排在吊具從外協(xié)廠家運(yùn)輸至主機(jī)廠后進(jìn)行。

7 結(jié)束語

吊具是航天航空、船舶等產(chǎn)品的一項(xiàng)輔助產(chǎn)品，雖不如航天航空、船舶產(chǎn)品一樣被人們所關(guān)注與重視，但對(duì)其使用的安全性要求極高。檢查吊具是否能滿足使用的安全性，唯一的方法便是通過各種試驗(yàn)，吊具的試驗(yàn)種類繁多，過程繁瑣復(fù)雜，且具有較大的風(fēng)險(xiǎn)與危險(xiǎn)性，只有做到有策劃的去做，才會(huì)事半功倍，規(guī)避掉安全隱患。

上述介紹的吊具試驗(yàn)過程控制建議與注意事項(xiàng)，是筆者在實(shí)踐過程中的總結(jié)，只要參照該文所述的過程與提示的注意事項(xiàng)去做吊具試驗(yàn)，相信一定能對(duì)同行做好吊具試驗(yàn)工作有所幫助與啟示。