吊钩断裂事故案例原因分析

自动吊钩与吊钩螺母、推力轴承、吊钩横梁、滑轮、滑轮轴承和吊钩拉板等零件组成吊钩组，是起重机上应用最广泛的一种取物装置，钩的头部具有直柄并开有螺纹，通过螺纹和吊钩螺母与吊钩横梁联接)(认为直柄单钩的钩身主弯曲截面是最危险的截面，最容易发生断裂，但某公司的10t短吊钩在吊运过程中突然从柄部和螺纹尾部的过渡处，即轴颈处，如图1（a）中箭头所指部位发生断裂，该轴颈处直径为Φ55mm，外螺纹大径为Φ64mm，小颈为Φ56mm，柄部直径为Φ70mm，断裂吊钩的宏观形貌见图1，该吊钩材料为20钢，经锻造加工后进行正火处理，然后经机加工后装配使用，设计起吊重量为10t，正常使用可达10a（年），但该吊钩断裂使用时间不到2年，下面是笔者对吊钩进行检验的结果及分析。
该吊钩化学成分符合标准要求，显微组织正常，力学性能良好，安全裕度大，说明该吊钩的设计、材料、生产工艺和热处理都不存在问题。从其断裂的位置来看$柄部轴颈处正是横截面积发生突变的部位，也就是应力比较集中的地方，对这种台阶的过渡圆角的设计、加工和强化工艺极为重要。但是由于该吊钩柄部与螺纹尾部的过渡处R角太小，并且有明显机加工刀痕，造成应力严重集中，促使裂纹在此处萌生，吊钩在作业过程中由于存在起吊倾斜角和吊运时的前后摆动，使得吊钩柄部两侧承受了较大的拉、压应力，促使裂纹不断扩展，最终导致吊钩发生了双向弯曲疲劳断裂。