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GB／T 20863.1-2021 起重机 分级 第1部分：总则.pdf

起重机分级 第1部分：总则

GB/T6974.1—2008起重机术语 GB/T6974.2—2017起重机 术语 GB/T6974.3—2008起重机 术语 GB/T6974.5—2008起重机术语 本文件做了下列编辑性修改。

表7中的平均角位移具有比例关系，原文中的“11.75”存在错误，修改为“11.25”； 考虑到附录B未在正文中提及，在文件7.4中增加了“机构工作级别的换算指南见附 内容； 原文7.5“平均位移”中引用的6.4“整机工作级别”与该章条的实际内容不相符，修改为引

“平均位移”； 一参考文献中的国际文件青岛海湾大桥浮桥施工方案，替代为一致性程度为等同采用的我国文件，并根据附录B的引用情 况，增加了GB/T20863.1一2007《起重机械分级第1部分：总则》。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国起重机械标准化技术委员会（SAC/TC227)归口。 本文件起草单位：北京起重运输机械设计研究院有限公司、大连华锐重工起重机有限公司、深圳市 华力特起重机械设备有限公司、北京科正平工程技术检测研究院有限公司、北京起重运输机械设计研究 院有限公司河南分院、上海市特种设备监督检验技术研究院、天津港股份有限公司、南京市特种设备安 全监督检验研究院、微特技术有限公司、河南卫华重型机械股份有限公司、宁波市特种设备检验研究院、 法兰泰克重工股份有限公司、浙江中建路桥设备有限公司、三一海洋重工有限公司、河南省矿山起重机 有限公司、杭州华新机电工程有限公司、江西起重机械总厂有限公司。 本文件主要起草人：林夫奎、李军、孟庆龙、任立新、易应强、庆光蔚、高钰敏、聂福全、邱法聚、 袁秀峰、童国柱、刘木南、王雪松、姬宏赞、沈策、蔡亚森、谢辉。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： 2007年首次发布为GB/T20863.1—2007； 本次为第一次修订

起重机用于物料搬运领域，其功能为提升和移动质量在其额定起重量范围内的载荷。然而，他们的 工作任务可能有很大不同。起重机的设计需要根据使用工况考虑作业任务，以达到符合购买者要求的 安全水平和使用寿命。 分级是购买者和制造商之间关于一台特定起重机能被用于预期工作的一个参考框架。分级也作为 一个体系为结构和机械的设计提供合理的依据。 GB/T20863《起重机分级》是我国起重机设计计算领域的基础性和通用性标准。GB/T20863 旨在确立起重机整机及其零部件、机构的分级原则和方法，促进贸易合作和技术交流，并为我国起重机 的设计、制造、改造、维修、检验、使用等工作，以及供需双方的合同签订，提供技术参考依据。 GB/T20863为等同转化国际标准ISO4301，按照与国际标准的一致性和协调性原因，分为以下5个 部分： 一第1部分：总则； 第2部分：流动式起重机； 第3部分：塔式起重机； 第4部分：臂架起重机； 第5部分：桥式和门式起重机。

起重机分级 第1部分：总则

本文件规定了基于使用工况确立的起重机及其零部件的通用分级。使用工况主要用以下参数 表示： 起重机在规定的设计寿命期间应达到的总工作循环次数； 一载荷谱系数，表示吊运不同载荷的相对频次； 一平均位移。 本文件适用于ISO4306定义的起重机

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的弓 ，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 文件。 ISO4306（所有部分）起重机术语（Cranes一Vocabulary）

本文件使用的主要符号按表1的规定。

分级有两种实际用途（见5.2和5.3），他们虽然相关，但可认为是两种不同的目的。 确定合理的起重机寿命需要考虑经济、技术、环境以及设备老化等因素的影响，

当起重机和/或起重吊具的采购商和制造商需要对起重机的作业任务达成协议时，就会应用到分 级。这时分级可作为合同和技术的参考。 对于为系列生产而设计的起重机、起重吊具或零部件，分级也可用于明确他们的使用工况，以便根 据他们的预期使用用途进行选择。 确定的分级应在起重机操作手册中予以明确

分级的第二个用途是为设计人员提供计算基础，以便进行设计分析，以及验证起重机或零部件在规 定工作条件下达到预期寿命的能力。 作为起重机的专业技术人员，设计者可将采购商提供的或制造商预设的（例如在设计系列起重设备 时)特定使用工况，纳人到设计分析中，同时考虑影响各零部件的其他因素。 起重机运行会引起起重机金属结构和零部件（如钢丝绳、回转支承、车轮和栏杆等）应力或载荷的增 加，这些增加的历史数据可用于特定部件的分级。对于分级的方法可在适当的标准中予以规定，如 GB/T30024对金属结构的规定

起重机作业任务由下列参数确定： a） 设计寿命期间的总工作循环次数； b）吊运不同载荷的相对频次（载荷谱、载荷状态）； c）平均位移。 当使用工作级别的参数范围时，应以规定级别内参数的最大值作为设计依据。允许采用中间参数 值，但应明确具体的设计值，不应使用级别代替，

6.2起重机总工作循环次数

在同一作业任务下，起重机的一个工作循环是指从准备起升一个载荷起，到开始起升下一个载荷止 的系列动作。作业任务可由给定的起重机配置组合和规定的动作序列来表征。 起重机用于有规律性的作业时（如抓斗卸载作业），工作总循环次数可以从工作小时数和每小时的 工作循环次数获得。在其他作业情况下，工作循环次数不易确定，需要基于经验进行估算，例如用于完 成不同作业任务的流动式起重机。总工作循环次数C是指起重机在设计寿命周期内的所有工作循环 饮数。 起重机在设计寿命周期内的总工作循环次数可以分为若干个典型作业任务对应的工作循环次数。 起重机的总工作循环次数与使用频次（如每天的）和预期寿命（年）有关。起重机总工作循环次数的

范围按表2的规定分为10个使用等级

起重机总工作循环次数C对应的使用等级U

载荷谱系数K，是用来描述起重机在作业过程中吊运不同净载荷的频繁程度的参数之一。载荷谱 系数需考虑相对于额定起升载荷的起升载荷及对应的工作循环次数。 载荷谱系数的6个名义值及其对应的载荷状态级别按表3的规定执行。 当起重机在设计寿命周期内吊运载荷的大小和相应工作循环次数未知时，应由制造商和采购商协 商合理选择载荷状态级别；当能够精确获得载荷大小和相应工作循环次数时，起重机的载荷谱系数可按 式（1）计算。

Ci 与起重机第i个起升载荷对应的平均工作循环次数，C，=C，C2，C3，，C.； C——各起升载荷对应的工作循环次数之和,Cr=ZC=C,十Cz十Cs十十C,； P：—第i个起升载荷,P,=P1,P2,Ps，",P; Pmx一起重机的最大起升载荷（额定起升载荷）； m三3.展开后.式(1)转换为式(2)

当有多个作业任务r时，K，值按式(3)计算。

K,=()+(P)+()+(P)

式中的下脚标表示每个工作任务。 起重机的载荷谱系数在表3中选取最接近(且大于)计算值的名义值K

表3载荷谱系数K对应的载荷状态级别Q

根据表2规定的使用等级和表3规定的载荷状态级别，可得到表4规定的起重机整机工作级别。

表4起重机的整机工作级别A

当起重机的载荷状态级别Q,和使用等级U未知、仅已知起重机的整机工作级别A时，应按表5规 定的起重机满载工作循环次数C，进行设计计算

表5基于工作级别的设计值

表5基于工作级别的设计值（续）

具体零部件的疲劳设计需要确定应力历程值。 对于驱动系统，应力循环次数与位移之间、或运行距离与车轮或轴的转动之间、或吊钩路径与钢丝 绳弯曲次数之间，存在着直接的比例关系。 在执行作业任务r过程中，工作区域1和区域2之间的任意操作产生的平均线位移或平均角位移 （如回转）X，，可由经验获取或按式（4）计算。

nrj 在工作区域2，第个位置的工作频次（j=1.n）； 驱动在工作位置i的运行坐标； nn——在工作区域1,第i个位置的工作频次（i=1m）； 一驱动在工作位置讠的运行坐标。 上述参数的图解见图1。

图1执行作业任务过程中，所考虑驱动在工作区域1和工作区域2内的 工作频次n，和n，以及在运动方向上的平均线位移

主一个工作区域内的运动应视为一个独立作业任务， 总位移X应根据所有作业任务r的平均位移X，和相应的工作循环次数C，按式（5)计算

当所有载荷对应的位移相同时，式（5)可视为机构运行的总位移来估算相应零部件的转数或工作循 环次数。如果不同载荷的位移存在明显不同时，重载下的短位移和轻载下的长位移，则宜在估算相关零 部件的应力谱系数时予以考虑。 桥式起重机的平均位移示例见附录A

和大车运行机构的平均线位移按表6的规定分 D，不同机构对应不同级别符号

表6平均线位移级别D和设计值Xm

表6平均线位移级别D和设计值X（续）

平均角位移的分级按表7的规定分为6个级别

DB37／T 3920-2020 输水渠道预制衬砌板检测规程表7平均角位移Xm的级别D

7起重机零部件和机构分级

典型零部件的分级可应用于系列起升机构、大车和小车运行机构或臂架变幅机构。同一起重机的 各个零部件的分级可能会不同。 零部件的作业任务由以下参数决定： a）零部件在设计寿命期内的总工作循环次数 b）吊运不同载荷的相对频次（载荷谱、载荷状态）； c）平均位移； d）每次运动（例如定位）加速次数的平均值。 当使用工作级别的参数范围时，应以规定级别内参数的最大值作为设计依据。允许采用中间参数 值，但应明确具体的设计值，不应使用级别代替，

7.2零部件的总工作循环次数

零部件的总工作循环次数可从起重机的工作循环中得出。 有时零部件的工作循环次数要少于起重机的工作循环次数，例如下列情况： a）卸船机臂架的俯仰； b）流动式起重机或塔式起重机的安装/拆卸； c）港口起重机从一个工作位置移动到另一个工作位置的运动。 在上述运行情况下，零部件设计寿命期内的总工作循环次数应按起重机总工作循环次数的一定数

值或比例确定， 零部件的使用等级应按表2的规定执行

载荷谱系数K。是确定起重机零部件作业任务的参数之一。载荷谱系数由每个零部件单独确定 表示在零部件工作循环次数内的载荷效应（应力）的变化。 对于起升机构，表示机构在运行期间的载荷变化情况。 对于大车或小车运行机构，表示不同的运输质量xx市黄河路立交桥引道工程施工组织设计，包括有效起重量和自重。 载荷谱系数用来表征零部件承受相对于最大载荷效应而言的特定量级载荷效应，以及对应的工作 循环次数。 零部件的载荷谱系数和载荷状态级别应按6.3的规定执行并应将K。Q.分别替代为KQm

根据表2规定的使用等级和表3规定的载荷状态级别，可得到表4规定的整机工作级别。表中 代为Ac。 机构工作级别的换算指南见附录B