淺析鐵路小型集裝箱的研制的論文
1.概述
隨著國民經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，電子商務(wù)、快遞業(yè)務(wù)快速增長，鐵路&“白貨&”運(yùn)輸蓬勃發(fā)展，鐵路長途運(yùn)輸節(jié)能環(huán)保、準(zhǔn)時(shí)、低成本的優(yōu)勢(shì)突顯。中國鐵路總公司成立后，針對(duì)鐵路貨運(yùn)品種的變化趨勢(shì)，推進(jìn)實(shí)施了貨運(yùn)組織改革，近期陸續(xù)組織開行了電商班列、零擔(dān)運(yùn)輸班列等快捷貨物運(yùn)輸。為更好地推進(jìn)鐵路電商貨物快捷運(yùn)輸，充分利用快運(yùn)車輛載貨空間，提高零擔(dān)快捷運(yùn)輸效率，齊齊哈爾軌道交通裝備有限公司(以下簡稱齊軌道裝備公司)研制開發(fā)了鐵路小型集裝箱(以下簡稱小型箱),該箱能夠?qū)⑸㈦s貨物集裝在一起，便于貨物集中運(yùn)輸和裝卸,提高運(yùn)輸效率。
2.研制目標(biāo)和設(shè)計(jì)原則
2.1 研制目標(biāo)
(1)總重1.5t、載重≥1.32t、容積≥1.28m3。(2)滿足鐵路快運(yùn)車輛的裝載運(yùn)輸要求,提高鐵路貨物周轉(zhuǎn)效率。(3)適應(yīng)既有裝卸貨設(shè)施，使用方便;滿足快裝快卸，堆碼運(yùn)輸和存放要求。(4)產(chǎn)品工藝性好，維修方便。(5)延長檢修周期，提高集裝箱的使用效率。
2.2 設(shè)計(jì)原則
(1)充分利用既有棚車內(nèi)部空間，兼顧公鐵聯(lián)運(yùn)。(2)裝卸作業(yè)效率高，適應(yīng)機(jī)械化和人工作業(yè)要求。(3)便于鐵路車輛、公路車輛間的裝載加固。(4)自重輕、結(jié)構(gòu)可靠、容積利用率高。(5)統(tǒng)一接口及使用標(biāo)準(zhǔn)件，方便運(yùn)用、檢修。
3.主要參數(shù)、結(jié)構(gòu)的確定
3.1 自重與載重的確定
自重是集裝箱設(shè)計(jì)的.重要參數(shù)，在總重一定的情況下，自重越輕載貨能力越大，運(yùn)輸效益越好。為此，在集裝箱總重確定為1.5t 的條件下，齊軌道裝備公司通過采用輕量化設(shè)計(jì)方法，對(duì)箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，簡化連接方式，并采用薄板折壓的焊接結(jié)構(gòu)，盡可能降低自重。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化設(shè)計(jì)，在保證集裝箱強(qiáng)度和使用壽命的前提下，滿足了該集裝箱自重不大于180kg，載重1320kg 的要求。
3.2 容積的確定
容積是影響集裝箱綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵參數(shù)，確定合理的容積，可有效提高集裝箱運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)性。但為能提高集裝箱的容積利用率，并保證叉車或手動(dòng)液壓搬運(yùn)車的作業(yè)要求，齊軌道裝備公司對(duì)該箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，減少影響容積利用的板、梁設(shè)置，最終確定集裝箱內(nèi)部長、寬、高尺寸分別為898mm、1256mm 和1143mm，此時(shí)箱內(nèi)部容積為1.28m3。
3.3 箱頂結(jié)構(gòu)的確定
為了實(shí)現(xiàn)集裝箱堆碼功能，箱頂采用整體折壓的回字形凸起結(jié)構(gòu),四周為平臺(tái)。在集裝箱堆碼時(shí)，上部集裝箱支座落入下部集裝箱頂?shù)幕刈中纹脚_(tái)上,集裝箱箱頂凸起的豎邊，可對(duì)上部集裝箱落裝起導(dǎo)向和定位作用,即能保證支座順利落入回字形平臺(tái)，又可限制上部集裝箱的竄動(dòng)，在箱頂凸起四角設(shè)置了防撞護(hù)角，堆碼作業(yè)時(shí)，提高箱頂?shù)姆雷材芰�，且保證支座與凸起間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。同時(shí)，凸起部分采用折壓波紋板結(jié)構(gòu)，提高了頂板剛度，增大貨物的接觸面積，有利于貨物的存放和運(yùn)輸。
3.4 后端門防撞結(jié)構(gòu)的確定
為了保證小型箱在裝卸車作業(yè)時(shí)貨物安全,只允許正向叉裝作業(yè)(從后端門進(jìn)行叉裝),作業(yè)時(shí)極容易造成門鎖裝置和鉸鏈損傷,為保護(hù)門鎖裝置,在其右側(cè)設(shè)置防撞梁,對(duì)鎖桿起到防護(hù)作用;將側(cè)墻板向后端門方向延伸折邊,使鉸鏈嵌入側(cè)板內(nèi),鉸鏈座與側(cè)板焊接在一起,加固了鉸鏈結(jié)構(gòu),起到了有效的防護(hù)作用,防止雨水側(cè)向侵入,增強(qiáng)了水密性。
4.方案簡介
4.1 用途
鐵路小型集裝箱主要用于鐵路、公路快運(yùn)貨物周轉(zhuǎn)運(yùn)輸，同時(shí)適用于公路快運(yùn)貨物的運(yùn)輸。
4.2 主要技術(shù)參數(shù)
額定質(zhì)量(kg)： 1500;自重(kg)： 180;容積(m3)：≥1.28;外長(mm)： 1300;外寬(mm)： 1000;外高(mm); 1300
4.3 主要結(jié)構(gòu)
鐵路小型集裝箱主要由底架、前端墻、側(cè)墻、箱頂和后端門組成，主體結(jié)構(gòu)采用耐候鋼。
(1)底架。主要由框架、支座和地板組焊而成。框架為設(shè)有根橫、縱梁的井字形結(jié)構(gòu)，框架四角及中部設(shè)有支座，起支撐箱體并在堆碼時(shí)起定位作用,其尺寸及組裝位置滿足叉車、手動(dòng)液壓搬運(yùn)車對(duì)該箱四向進(jìn)叉作業(yè)的要求。(2)前端墻。由前2 個(gè)角柱和端墻板組焊而成。前端墻板為垂直壓型波紋板。角柱采用C 型折壓結(jié)構(gòu)。(3)側(cè)墻板。側(cè)墻板為垂直壓型波紋板。(4)后端門。由門框和門扇組成。門框由門楣和兩根門角柱組焊而成。門楣和門角柱均為槽形折壓件。門角柱與側(cè)墻板組焊后形成矩形空心結(jié)構(gòu), 滿足堆碼強(qiáng)度和剛性要求。門扇由門葉、鉸鏈組成、門鎖組成、門封膠條等組成。門扇通過鉸鏈銷安裝在門框上, 并可轉(zhuǎn)動(dòng)約270°。右門扇上設(shè)有1 套門鎖裝置，其右側(cè)焊有防撞梁，以保護(hù)鎖桿裝置。左門扇上設(shè)有止擋和鎖桿手鎖施封裝置。左門扇在右門扇未打開的情況下, 不能打開。(5)箱頂。箱頂采用回字形凸起結(jié)構(gòu),四周為平臺(tái)，中間為凸起。箱頂應(yīng)設(shè)置吊裝結(jié)構(gòu)，滿足起吊和堆碼落裝作業(yè)要求。
5.仿真分析情況
為驗(yàn)證鐵路小型集裝箱設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和剛度是否滿足使用要求，提高產(chǎn)品可靠性，齊軌道裝備公司依據(jù)《集裝箱檢驗(yàn)規(guī)范》對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度、剛度的有限元分析計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果滿足小型箱的使用要求。
6.小型箱主要特點(diǎn)
(1)外部尺寸按照既有棚車內(nèi)部尺寸及門口尺寸選取，同時(shí)兼顧箱式貨車和標(biāo)準(zhǔn)集裝箱尺寸，可滿足公鐵聯(lián)運(yùn)要求。(2)箱體采用薄板折壓結(jié)構(gòu)，自重輕，容積利用率高。(3)采用對(duì)開式側(cè)門結(jié)構(gòu)，門上裝有密封膠條，門楣上設(shè)置防雨檐,保證整箱的密封性，防止雨水等侵襲。(4)箱頂采用回字形凸起結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)快速堆碼定位功能, 可滿足2 層重箱運(yùn)輸，3層重箱堆碼存放要求;凸起頂板采用折壓波紋結(jié)構(gòu),提高箱頂板剛度,易于堆放貨物或放置托盤。(5)箱體采用四周及中間防撞結(jié)構(gòu)，避免叉裝時(shí)鎖桿和鉸座損壞。
7.結(jié)束語
鐵路小型集裝箱結(jié)合鐵路貨物運(yùn)輸現(xiàn)狀，采用三維設(shè)計(jì)及模擬仿真等先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化創(chuàng)新，箱體容積、裝載能力等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)明顯提升。該箱能夠?qū)⑸⒓浳镞M(jìn)行包裝整理，形成集裝單元，實(shí)現(xiàn)裝卸、搬運(yùn)機(jī)械化作業(yè)，提高了貨物在裝卸、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的效率，減少貨損，大大提升鐵路貨物的運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益。
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