ISO 4301-42025 起重机械 分级 第4部分 臂架起重机标准立项发展报告

起重机械分级第4部分：臂架起重机标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Cranes—Classification—Part4:Jibcranes摘要关键词：臂架起重机；起重机分级；ISO4301；国际标准；标准化；安全评价AbstractAskeyliftingequipmentinengineeringconstruction,portlogistics,shipbuilding,andwindpowerinstallation,jibcranes'safetyperformanceandthescientificnatureoftheirclassificationsystemsdirectlyaffectoperationalsafetyandhigh-qualityindustrialdevelopment.ISO4301-4:2025*Cranes—Classification—Part4:Jibcranes*,officiallypublishedbytheInternationalOrganizationforStandardization(ISO)onNovember20,2025,servesasanimportantcomponentoftheISO4301seriesoncraneclassification,providingunifiedandstandardizedtechnicalcriteriafortheutilizationclasses,liftingstateclasses,andoverallclassificationofjibcranes.Thisreportsystematicallyreviewsthestandard'sprojectbackground,developmentprocess,coretechnicalcontent,anditsalignmentwithdomesticstandards,thoroughlyanalyzesitssupportingroleinindustrialupgrading,safetyregulation,andinternationaltrade,andprovidesprospectsforfuturerevisionsandapplicationpathways.ThereportpointsoutthatthereleaseofISO4301-4:2025fillsthegapininternationalstandardsforthespecificclassificationofjibcranesandholdssignificantpracticalimportanceforpromotingChinesejibcranemanufacturers'participationininternationalcompetitionandimprovingthestandardizationworksystem.Keywords:jibcranes;craneclassification;ISO4301;internationalstandards;standardization;safetyevaluation一、引言1.1研究背景臂架起重机是通过臂架系统实现重物垂直升降和水平位移的起重机械，广泛应用于建筑安装、港口装卸、船舶制造、电力建设及风电安装等领域。随着全球基础设施建设和新能源产业的快速发展，臂架起重机的装机容量、工作幅度和起重力矩不断提升，设备使用工况日趋复杂多样。在此背景下，建立科学合理的臂架起重机分级体系，对于指导产品设计、制造、检验和维护具有至关重要的作用。起重机械分级是确定设计计算载荷、疲劳校核、安全系数选取以及报废判定的基础性技术依据。长期以来，不同国家和地区对起重机分级存在差异化的技术规定，给国际贸易和技术交流带来了障碍。国际标准化组织ISO/TC96（起重机技术委员会）持续致力于起重机械分级国际标准的制定与修订，先后发布了ISO4301-1（通用规定）、ISO4301-2（流动式起重机）、ISO4301-3（塔式起重机）和ISO4301-5（桥式和门式起重机）等标准。然而，臂架起重机长期缺乏独立的专项分级标准，相关技术内容分散于各产品标准之中，制约了该类设备设计制造的规范化和国际化。1.2标准立项意义ISO4301-4:2025的发布填补了臂架起重机分级领域国际标准的空白。首先，该标准为臂架起重机的设计者、制造者和使用者提供了统一的分级方法和判定准则，有助于消除技术壁垒、促进国际贸易；其次，标准将臂架起重机的工作特点——如大幅变幅作业、动态载荷显著、风载荷敏感性高等——充分纳入分级考量，建立了针对性的技术指标体系；再次，该标准为各国转化采用为国家标准或行业标准提供了权威蓝本，对完善全球起重机械标准体系具有重要意义。对中国而言，臂架起重机是工程起重机械的重要门类，我国已形成以徐工、中联重科、三一重工等为代表的一批具有国际竞争力的臂架起重机制造企业，产品出口覆盖全球百余个国家和地区。ISO4301-4:2025的发布实施，为我国臂架起重机产品更顺畅地进入国际市场创造了有利条件，也为国内相关标准体系的优化升级提供了重要参考。二、标准研制背景与立项依据2.1国际标准化组织与ISO/TC96工作概况国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，ISO）成立于1947年，是全球最大的非政府性国际标准化机构。ISO/TC96（起重机技术委员会）成立于1961年，秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担，主要负责起重机械领域的国际标准制修订工作。TC96下设多个分技术委员会，涵盖起重机设计、术语、分级、安全、试验方法、使用与维护等各个专业方向。在起重机分级领域，ISO4301系列标准是核心基础标准，其结构如图1所示：|标准编号|标准名称|覆盖范围||---------|---------|----------||ISO4301-1|起重机械分级第1部分：通用规定|各类起重机分级的一般原则||ISO4301-2|起重机械分级第2部分：流动式起重机|汽车起重机、履带起重机等||ISO4301-3|起重机械分级第3部分：塔式起重机|塔式起重机||ISO4301-4|起重机械分级第4部分：臂架起重机|臂架起重机（2025年新增）||ISO4301-5|起重机械分级第5部分：桥式和门式起重机|桥式、门式起重机|2.2臂架起重机分级标准的需求分析臂架起重机（Jibcranes）是一类以臂架系统为主要承载构件、通过臂架的俯仰或伸缩实现变幅的起重机械。常见机型包括：履带式起重机、轮式起重机、铁路起重机、浮式起重机、桅杆式起重机等，以及各种门座式、半门座式臂架起重机。其核心特征是：1.大幅变幅作业：臂架起重机通常依靠臂架角度的改变实现工作幅度的调整，变幅过程中重物和臂架系统的位能变化显著；2.动态载荷显著：起升、下降、回转和变幅等动作的启制动频繁，惯性载荷和冲击载荷对结构疲劳寿命影响显著；3.环境敏感性：臂架起重机常在大风、浪涌等户外环境下作业，风载荷和波浪载荷对其工作能力和安全性有重要影响；4.工况离散性强：臂架起重机作业对象差异大，使用等级和起升状态等级组合复杂多变。由于上述特点，臂架起重机的分级不能简单套用其他类型起重机的分级方法，需要根据其工作特征建立独立的分级体系和参数组合规则。ISO4301-4:2025正是在这一需求驱动下立项研制的。2.3国内外相关标准现状在国内标准体系方面，我国现行有效的臂架起重机相关标准主要包括：-GB/T3811-2008《起重机设计规范》：该标准参照国际先进标准，规定了起重机设计计算的一般原则和方法，其中包含分级的基本原则；-GB/T6974.1《起重机术语第1部分：通用术语》：界定了起重机械的术语和定义；-GB/T17909.1《起重机起重机的安全使用第1部分：总则》：涉及使用阶段的安全要求；-JB/T8906《臂架起重机》系列行业标准：涵盖臂架起重机的分类、技术要求、试验方法等内容；-GB/T6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分：总则》：规定了起重机械安全设计、制造、安装、使用等环节的基本安全要求。在国际标准方面，除ISO4301系列外，还有ISO8686（起重机设计原则载荷与载荷组合）、ISO20332（起重机钢结构能力验证）等相关标准。其中，ISO8686-1规定了起重机金属结构能力验证的载荷与载荷组合原则，结合ISO4301系列的分级结果确定相应的载荷系数和安全系数。值得注意的是，ISO8686-1正处于等同采用ISO4301-4的更新过程中，本标准的发布将为ISO8686系列中臂架起重机载荷组合的确定提供准确的分级输入。在上述标准中，GB/T3811虽然在分级原则方面与ISO4301-1保持协调，但针对臂架起重机的专项分级规定分散在不同产品标准和技术规范中，缺乏系统性和统一性，不利于设计、制造、检验和使用各环节之间的衔接与协调。三、标准主要内容解析3.1标准适用范围ISO4301-4:2025规定了臂架起重机（jibcranes）的分级方法。这里的"臂架起重机"是指其起重作业通过臂架系统（包括桁架臂和箱型臂）实现、依靠臂架俯仰或伸缩进行变幅的起重机类型。标准适用于各种型式的臂架起重机，包括但不限于：履带式起重机、轮式起重机、铁路起重机、浮式起重机及桅杆式起重机等。该标准不适用于流动式起重机（coveredbyISO4301-2）和塔式起重机（coveredbyISO4301-3），尽管这些机型也可能配备臂架系统。此外，标准不涉及臂架起重机的结构设计计算、安全防护装置的配置等技术内容，这些由相应的设计规范和安全标准另行规定。3.2标准主要技术内容3.2.1分级原则ISO4301-4:2025沿用了ISO4301-1确立的臂架起重机分级基本原则，即通过两个核心参数的综合来确定起重机的整机级别：使用等级（UtilizationClass）：表征起重机在其设计使用期限内完成的总工作循环次数。标准将起重机的预期总工作循环次数划分为10个使用等级，符号为U0~U9，对应的总工作循环次数范围从1.6×10⁴次到5×10⁶次以上。臂架起重机因经常进行大幅变幅和回转组合动作，相同时间内的循环次数通常低于桥架型起重机，因此其使用等级的分布规律与ISO4301-1存在一定差异，标准对此做了适当的调整和说明。起升状态等级（LiftingStateClass）：表征起重机在作业过程中起升载荷相对于额定起升载荷的分布情况。标准将起升状态划分为4个等级：轻（L1）、中（L2）、重（L3）、特重（L4）。不同起升状态等级对应不同的载荷谱系数Kp，具体数值见表1。表1起升状态等级与载荷谱系数对应关系|起升状态等级|载荷谱系数Kp|典型工况说明||:---:|:---:|:---||L1-轻|Kp≤0.125|极少吊运额定载荷，经常吊运轻微载荷||L2-中|0.125＜Kp≤0.25|较少吊运额定载荷，通常吊运中等载荷||L3-重|0.25＜Kp≤0.5|经常吊运额定载荷，通常吊运较重载荷||L4-特重|0.5＜Kp≤1.0|频繁吊运额定载荷|整机分级（Classificationofthecrane）：根据起重机的使用等级和起升状态等级，按照ISO4301-1规定的方式组合后确定整机级别。整机级别用符号"A"加数字表示，共分为A1~A8八个级别。级别越高，表示起重机承受的疲劳载荷越重，结构件和安全相关零部件的设计安全系数要求也相应提高。3.2.2臂架起重机的特殊分级考量ISO4301-4:2025的一个显著技术特点是充分考虑了臂架起重机区别于其他起重机的特殊工况因素：1.变幅循环纳入使用等级计算：标准明确规定，臂架起重机的变幅动作（包括起臂、落臂）应计入总工作循环次数，因为频繁变幅会导致臂架系统承受反复的交变应力，显著影响结构疲劳寿命。2.风载荷和动载系数的考虑：标准在确定起升状态等级时，引导设计者将风载荷对臂架系统的影响纳入载荷谱的统计分析中，特别是在大跨度、大幅度作业工况下的风致振动和阵风载荷。3.非工作状态与工作状态的区分：标准对臂架起重机在工作状态和非工作状态下的分级考核提出了不同的表述，强调了工作状态下实际吊载情况的反映和非工作状态下臂架系统承受的环境载荷（如风、浪）对疲劳的影响。4.多机构组合工况：臂架起重机往往同时包含起升、变幅、回转、行走等多个机构，标准要求在分级时综合考虑各机构的工作时间和载荷特性，避免仅按单一机构的工作循环次数进行简单判断。3.2.3与ISO4301-1的协调关系ISO4301-4:2025在制定过程中，严格遵循ISO4301-1确立的分级体系框架和术语定义，确保系列标准之间的统一性和兼容性。对于ISO4301-1中已经明确规定的内容（如分级符号、基本定义、通用组合规则等），ISO4301-4直接引用，避免重复规定和潜在矛盾；对于臂架起重机的特殊要求，则做出补充规定和具体化说明。这种"通用标准+专用标准"的层次化结构，既保证了标准的系统性，又增强了标准的适用性和可操作性。3.3标准发布信息说明ISO4301-4:2025由国际标准化组织（ISO）于2025年11月20日正式发布，标准状态为现行有效（Published）。该标准为英文版本，电子版以加密PDF格式发行，用户可通过ISO官方网站或授权经销商下载，下载需安装FileOpen插件并保持电脑联网，累计限3台电脑绑定、共可打印5次。标准售价为541.0元人民币（含税）。四、标准参与单位与归口管理4.1国际归口技术组织ISO4301-4:2025由ISO/TC96（起重机技术委员会）归口管理，具体由TC96/SC9（起重机术语、分级和标志分技术委员会）负责制定。TC96/SC9的秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担，主席和秘书分别由来自法国和德国的专家担任。参与本标准研制的专家来自中国、德国、法国、美国、日本、韩国、俄罗斯等主要起重机生产和使用国家。4.2中国参与单位中国在该标准制定过程中发挥了积极作用，全国起重机械标准化技术委员会（SAC/TC227）组织国内骨干企业和科研院所组建了专家工作组，深度参与了标准的研制和投票工作。主要参与单位包括：北京起重运输机械设计研究院有限公司（以下简称"北起院"）是该标准国内对口工作的核心技术支持单位。北起院成立于1958年，原为机械工业部北京起重运输机械研究所，是我国起重运输机械行业唯一的国家级综合性科研院所，现隶属于中国机械工业集团有限公司。作为SAC/TC227秘书处承担单位，北起院长期负责全国起重机械标准的制修订组织与管理工作，是ISO/TC96国内技术对口单位。在ISO4301-4:2025制定过程中，北起院组织国内专家系统研究了国内外臂架起重机设计制造和使用维护的实践经验，向ISO/TC96提交了多项中国提案和修改意见，为提升标准的科学性和适用性作出了实质性贡献。其他积极参与标准研制的国内单位还包括：-徐州重型机械有限公司：国内臂架起重机主要制造企业，在履带式起重机和轮式起重机的设计制造方面具有丰富经验，为标准的载荷谱数据提供了大量实际工况统计数据；-中联重科股份有限公司：工程机械行业龙头企业