一、 起重機械相關零部件和吊具的安全要求 

與電子吊秤上部和下部相連接的起重機械相關零部件和吊具，說得具體一點就是各類吊鉤和各類吊具。各類吊鉤和各類吊具的技術標準、安全規(guī)程以及使用維護注意事項等具體內容很多，按設計、制造、使用三個階段來劃分，可概括如下：

1、設計階段

①承載結構應力求簡單，受力明確，傳力直接，減少應力集中的影響。

②設計時應考慮動載、磨損、腐蝕、溫度、工作環(huán)境等因素對安全性能的影響。

③承載結構應有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。④承載結構的材料通常推薦使用延伸率高，沖擊功較大的低合金鋼等鋼材。

2、制造階段

①承載件表面與內部應無足以影響使用的缺陷，且應有良好的抗疲勞性能。

②鍛件纖維走向、軋制件軋制方向應力與受力方向保持一致。對采用氣割等方法加工表面形成的熱影響區(qū)必須予以消除。

③制造材料、外購零部件必須有制造單位的合格證等技術證明文件，否則應進行檢驗，查明性能合格后方可使用。

④高強螺栓連接應按技術設計要求使用工具擰緊。

⑤經(jīng)檢驗合格的產品，制造單位應在其適當位置作出不易磨損的標記，并簽發(fā)合格證。標記內容至少應包括：額定起重量（極限工作載荷）、檢驗標志、生產編號、制造日期、制造單位；合格證內容應包括主要技術性能參數(shù)；產品售出時，應附有安全使用、

維護保養(yǎng)說明書。

3、使用階段

①強調使用過程中的定期安全檢查。

②有明確的報廢標準。

二、用起重機械的安全標準來審視電子吊秤 

1、設計電子吊秤的機械設計可分為結構設計和強度設計，兩者對安全都很重要。這里想就結構設計多說兩句。電子吊秤的結構形式很多，本文也只能選擇其中兩種常見的形式加以分析比較。以傳感器的受力方式來分：

*類結構：傳感器受拉力，例如使用 S 型傳感器、LN 拉式傳感器。

第二類結構：傳感器受壓力，例如使用扭環(huán)式傳感器、輪輻式傳感器。

在傳感器受拉力的吊秤中，又可以分三種：

①采用通用型的 S 型傳感器，即兩端內螺紋的 S 型傳感器，再通過上、下連接件分別連接卸扣和吊鉤（上部也有直接連接吊環(huán)螺釘?shù)模６嘤糜?10t 及以下量程。

②采用通用型的 LN 型拉式傳感器，即兩端外螺紋的 LN 型傳感器，再通過上、下連接件分別連接卸扣和吊鉤。多用于 1～50t 量程。

③整體式 S 型傳感器和 LN 型拉式傳感器，即取消上下螺紋，將上、下連接件和傳感器做成一個整體，可以直接連接卸扣和吊鉤。

前兩種結構都有螺紋連接承載全部載荷。我們知道，螺紋是機械連接中應用的一種。可能是因為應用太普遍了，在當今科學技術迅猛發(fā)展的今天，人們往往自然地偏重高技術，象螺紋連接這類“一般技術"往往不被重視，忘記了這是應予特別注意的零部件，忽視了不少技術細節(jié)。螺紋是一種復雜的表面，影響其疲勞壽命的因素比較多，可靠性就比較低。具體到電子吊秤中，主要受力結構件的承載螺紋而言，可能的影響因素有：①采用高強材料，缺口敏感性強。制造過程中材料的熱處理，機械加工的表面粗糙

度、圓角，乃至原材料中的雜質多少和形態(tài)都會對螺紋的壽命產生影響。

②擰緊力矩的控制不當，使螺紋受到過大的預緊力。

③由于連接件設計不當，或機械加工精度低，或使用不當，都有可能在使用中使螺紋受到偏心載荷，惡化螺紋的受力狀況。

同是傳感器受拉力，采用通用型的 S 型傳感器和 LN 傳感器的設計，同是螺紋連接，其安全性也有所不同。

①筆者查閱了國內主要傳感器廠家的產品樣本，同樣量程，S 型傳感器的螺紋直徑幾乎都小于 LN 傳感器的螺紋。這可能是因為通用型的 S 型傳感器普遍采用的是內螺紋，傳感器的厚度必須保證螺母的基本尺寸要求，但是傳感器的厚度又不可能增加太大。

②S 型傳感器與下連接件的連接通常采用的是緊螺紋連接，LN 傳感器與上下連接件的連接都是松螺紋連接。在緊螺紋連接中，需要施加預緊力，無疑就減小了螺紋的有效載荷裕量。緊螺紋連接需要更大的安全系數(shù)才能保證安全，特別是不使用扭矩扳手控制預緊力的場合。在電子吊秤中，S 型傳感器的連接通常是短螺紋連接。短螺紋連接還有應力幅值偏大的問題應該關注。

③由于傳感器性能的需要，傳感器的彈性元件硬度相對比較高。也就是說，S 型傳感器上的內螺紋硬度比較高。這與通常要求螺母硬度低于螺桿硬度改善螺紋間的應力分布的要求相背，在一定程度上會降低螺紋連接的疲勞壽命。

正是考慮到螺紋連接的缺點，有些廠家設計了的整體式的 S 型傳感器、整體式LN 型拉式傳感器，取消了螺紋連接，在一定程度上提高了安全性。

上述*類結構的三種設計還有一個共同的特點，就是整個系統(tǒng)的安全性不可能高于傳感器自身的安全系數(shù)。雖然理論上也可以另外設計過載保護結構，但是由于成本將大大增加，事實上采用的很少。而傳感器作為信號源，為了保證測量準確度又不允許靈敏度太低，這就限制了傳感器的安全系數(shù)不可能太高。在第二類結構中，選用扭環(huán)式傳感器或輪輻式傳感器，利用反向器實現(xiàn)和卸扣、吊鉤的連接。多用于 20t 及以上量程。與*類結構相比，第二類結構有三個優(yōu)點：一是承載環(huán)節(jié)沒有采用螺紋連接，而是只有軸銷連接，結構的可靠性和安全性相對要好不少。

二是反向器可以采用起重機械安全標準推薦的低合金鋼材料。這類材料有較大的延伸率，較好的抗沖擊性能。

三是反向器可以設計更大的安全系數(shù)，即使傳感器過載損壞時，機械系統(tǒng)仍可以是安全的。有些教科書中稱之為“無限壽命設計"。可以說，這是電子吊秤zui安全的機械結構。以上僅僅是針對當前市場上的常見產品結構所做的分析比較，實際情況當然要復雜一些。即使采用同樣的傳感器，實際連接可以不止一種設計。

2、制造

制造過程也是保證機械安全性的關鍵。

①材料自身的質量對產品的安全性影響不可輕視。筆者曾對鋼材市場上的不同廠家的 40Cr 棒材做過分析，其質量差別還是很明顯的。對于起重結構件來說不能僅僅看其化學成分和機械性能，金相檢驗也是必要的。這對有缺口敏感性的高強材料而言，鋼材的晶粒度、鋼材中夾雜物的等級對結構件疲勞壽命的影響更明顯。

②制造技術對吊秤機械安全的影響是不言而喻的，主要體現(xiàn)在主要受力結構件的鍛打、熱處理、機械加工三個方面，部分大量程產品可能會有焊接。衡器生產企業(yè)規(guī)模通常都不大，往往不具備鍛打和熱處理能力。需要選擇合格的專業(yè)生產廠家，并注意加強產品的驗收環(huán)節(jié)。

③產品標識和安全使用維護說明。電子吊秤作為計量產品，相關的準確度等級、計量器具制造許可證等標志清楚，有關計量的使用的說明也很詳細。但是，很少有廠家標明電子吊秤的起重工作級別，盡管電子吊秤的國家標準中規(guī)定“與起重機配合工作的電子吊秤應按 GB/T 3811-1983 中 4.1.3 確定其工作級別"。筆者不止一次發(fā)現(xiàn)，用戶在使用非常頻繁的起重機上使用普通的電子吊秤，導致斷裂事故的發(fā)生。至于其它使用過程中有關機械安全的注意事項，電子吊秤廠家明確列出的也不多。而且，與其它起重吊具不同的是，電子吊秤通常有外殼將部分機械結構和電子儀表罩起來，一般的起重工自然難以用常規(guī)方法進行安全檢查，安全隱患也就更難以發(fā)現(xiàn)。一般電子吊秤也沒有采取措施限制使用次數(shù)或規(guī)定使用期限，實際上也是一種安全隱患。

3、使用

除了上面提及的因為制造商產品標識和安全使用維護說明上的不足引起的安全問題以外，也有用戶方面原因引起的，例如：

①起吊過程中斜拉，使得電子吊秤受力狀況惡化。

②配套的下部吊具不當，使得電子吊秤受力狀況惡化。

③配套使用的上部吊鉤太大，限制了電子吊秤在吊鉤中自由轉動，可能使電子吊秤受到彎矩作用，對于結構中有螺紋連接的吊秤尤為不利。