集裝箱側(cè)門的優(yōu)化設(shè)計(jì)

姜滌清

0引言

隨著高速公路的發(fā)展,集裝箱多式聯(lián)運(yùn)得到巨大發(fā)展,集裝箱運(yùn)輸在公路運(yùn)輸中所占比重也得到提升。因此,集裝箱除需要滿足ISO的標(biāo)準(zhǔn)以外,也需要適應(yīng)公路運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),特別是貨物進(jìn)出集裝箱的問題。按照在碼頭的操作方式,集裝箱一般置放在平地上,底板高出地面約,但通過公路運(yùn)輸?shù)竭_(dá)目的地后,往往缺乏將集裝箱調(diào)離運(yùn)輸車輛的工具,貨物進(jìn)出必須在車輛上直接進(jìn)行。目前在公路運(yùn)輸集裝箱的設(shè)計(jì)中,經(jīng)常會(huì)根據(jù)裝載要求設(shè)計(jì)側(cè)門,側(cè)門設(shè)計(jì)就顯得非常特殊。側(cè)門分為3種,即全側(cè)開門、部分側(cè)開門和單側(cè)開門。前2種多為進(jìn)出貨物設(shè)計(jì),第3種多為進(jìn)出人員設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為,側(cè)門的設(shè)計(jì)必須以安全可靠為基本要求,即側(cè)門框的強(qiáng)度,包括側(cè)門本身的強(qiáng)度,以及側(cè)門與門楣、門檻及兩邊柱的連接強(qiáng)度,必須滿足要求。

1側(cè)門楣的加強(qiáng)

對(duì)單扇門來說,一般在上側(cè)梁內(nèi)加1根超過門楣長度的加強(qiáng)筋,就能滿足要求。側(cè)門的開檔在左右,側(cè)門上有鎖桿和4~6塊鉸鏈板,將側(cè)門與框體連接成整體。一般情況下此門不用于進(jìn)出貨物,而用于人員進(jìn)出,即使進(jìn)出貨物也是小件貨物,受力狀況不太惡劣,而且這種箱體用在平板車上,重箱起吊機(jī)會(huì)較少,側(cè)門對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響不大。這類側(cè)門在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮簡單、實(shí)用、操作方便。目前這種形式的集裝箱往往運(yùn)輸零星散貨,小門通常設(shè)計(jì)在箱體前端,用于小型貨物在運(yùn)輸途中的短程進(jìn)出或人員進(jìn)出清點(diǎn)貨物。

對(duì)多扇側(cè)開門來說,在原來的側(cè)梁上加1根加強(qiáng)筋無法滿足要求,因?yàn)閭?cè)門這面在長距離的空間內(nèi)受力,雖然也有鎖桿和鉸鏈板將側(cè)框連成整體,但多扇門之間不連接,如果側(cè)門楣沒有足夠的強(qiáng)度,就會(huì)產(chǎn)生變形和扭曲,長期惡劣的受力狀態(tài)會(huì)對(duì)門的密封程度和強(qiáng)度造成影響,所以設(shè)計(jì)時(shí)其強(qiáng)度應(yīng)高于單純的上側(cè)梁。

提高側(cè)門框結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、保持側(cè)門框形狀對(duì)保證側(cè)門的正常開關(guān)具有關(guān)鍵作用。對(duì)于這類產(chǎn)品,通常將門楣以型鋼形式設(shè)計(jì),這樣材料自身的強(qiáng)度才能得到有效提高;既要考慮門楣在空箱、大開度情況下的自身撓度,又要考慮重載情況下對(duì)側(cè)門的支撐作用,保證重載狀態(tài)下的強(qiáng)度;門楣設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮帶有防雨功能,即設(shè)計(jì)雨檐,因?yàn)樵趥?cè)門大開檔的情況下,側(cè)框或多或少存在變形和扭曲,僅靠膠條只能防范普通壓力的雨水,當(dāng)狂風(fēng)暴雨直接沖擊箱體時(shí),會(huì)出現(xiàn)雨水滲漏情況,增加雨檐后,雨水對(duì)門縫處膠條的沖擊得到緩解,從而對(duì)側(cè)門防滲漏產(chǎn)生一定功效。

2底結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)

對(duì)單扇門來說,對(duì)側(cè)門檻進(jìn)行一定程度的加強(qiáng)、保證人員進(jìn)出即可;而對(duì)多扇側(cè)開門來說,因?yàn)橐糜谪浳镞M(jìn)出,必須具備足夠的強(qiáng)度以保證其裝載貨物時(shí)不會(huì)發(fā)生側(cè)門檻的變形,同理保證門檻的強(qiáng)度也就保證了整個(gè)側(cè)門框的形狀,有利于側(cè)門的正常開關(guān)。

側(cè)門檻的加強(qiáng)分為2種狀況,一是單純對(duì)箱體側(cè)門檻結(jié)構(gòu)的加強(qiáng),二是對(duì)車架和側(cè)門檻的共同加強(qiáng)。因?yàn)楝F(xiàn)在很多情況下是多式聯(lián)運(yùn),箱體與車架是2個(gè)獨(dú)立的部分,箱體既用于公路運(yùn)輸,也用于鐵路運(yùn)輸和海上運(yùn)輸,這種狀況下必須考慮箱體側(cè)門檻結(jié)構(gòu)的加強(qiáng),保證箱體無論在何種運(yùn)輸狀態(tài)下都能實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)功能。車架與箱體結(jié)構(gòu)的共同加強(qiáng),主要考慮使箱體與車架形成整體結(jié)構(gòu),使車架部分分擔(dān)箱體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求,有效合理地利用車架強(qiáng)度,但前提是箱體與車架不可分離。

門檻的加強(qiáng)同樣考慮采用型鋼,以此提高零部件的平面度和端面的直線度,強(qiáng)化裝配的準(zhǔn)確性和箱門的密閉性,同時(shí)有效改善產(chǎn)品外觀。

3側(cè)門的功能設(shè)計(jì)

對(duì)單扇門來說,通常采用一般性設(shè)計(jì),滿足基本功能即可;而對(duì)多扇門來說,就要考慮門之間的連接:首先必須滿足基本的開關(guān)功能,其次要保證通常條件下的便利操作,再次就是具備密封防水性能。

單扇門通常采用標(biāo)準(zhǔn)箱門的結(jié)構(gòu)形式,包括內(nèi)外門膠條,只要具有密封功能就能滿足要求。單扇門可采用端面密封膠條,這樣有助于門的開關(guān),特別是從內(nèi)部打開的門,端面密封更有助于實(shí)現(xiàn)輕松操作,內(nèi)膠條可通用一切形狀。

對(duì)于多扇門的連接,要考慮門之間連接的可靠性和支撐功能,而且必須保證開關(guān)操作的便利性,降低開關(guān)難度,提高作業(yè)效率;密封防水性能通常通過門膠條實(shí)現(xiàn),側(cè)門的上端通過設(shè)置雨檐增強(qiáng)防水性能。

多聯(lián)門箱主要用于公路運(yùn)輸,側(cè)門可完全打開,這種設(shè)計(jì)便于貨物從側(cè)面進(jìn)出箱體,還可使用叉車直接裝卸貨物,減少叉車運(yùn)輸過程中對(duì)箱體的損壞。多聯(lián)門應(yīng)考慮邊門對(duì)中門的支撐作用,特別是單邊三聯(lián)門,必須考慮三扇門內(nèi)部強(qiáng)度的遞減或遞增,保證最靠邊的門具有足夠的強(qiáng)度支撐其他門的關(guān)聯(lián)。

輕質(zhì)多聯(lián)門受重量限制,通常在箱內(nèi)頂增加軌道支撐,與內(nèi)門板連接,減少門開后的下垂問題。

4側(cè)門設(shè)計(jì)中需要考慮的問題

(1)箱體在使用過程中存在水密問題,設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮防止雨水等進(jìn)入箱體,所以側(cè)門可增加雨檐結(jié)構(gòu),減少雨水進(jìn)入箱體的機(jī)會(huì),保證箱體水密性能。

(2)對(duì)于綜合使用的箱體,即既參加海運(yùn)又參加鐵路和公路運(yùn)輸?shù)南潴w,必須考慮到箱體上所有的部件均不得超出角件系統(tǒng),這是集裝箱設(shè)計(jì)的基本要求。對(duì)于僅參加公路運(yùn)輸?shù)南潴w,當(dāng)只有單扇門時(shí),需要將鎖桿把手方向指向后端,因?yàn)楫?dāng)把手指向前端時(shí),運(yùn)輸過程中碰到的雜物會(huì)掛在把手上,影響安全和美觀。

(3)應(yīng)考慮門檻保護(hù)設(shè)計(jì)。當(dāng)鎖桿凸出側(cè)框表面、在運(yùn)輸過程中與障礙物發(fā)生碰撞時(shí),會(huì)產(chǎn)生變形或破損,可在門檻上設(shè)計(jì)凸出側(cè)框表面、與鎖桿平齊或略凸出鎖桿的保護(hù)結(jié)構(gòu),既起到保護(hù)鎖桿的作用,也起到加強(qiáng)門檻的作用。

5其他設(shè)計(jì)

新型翻轉(zhuǎn)側(cè)門結(jié)構(gòu)主要由側(cè)板與一半的頂形成整體結(jié)構(gòu),兩邊可同時(shí)打開,方便貨物進(jìn)出。該種箱主要用于公路運(yùn)輸,整個(gè)側(cè)板能向上翻轉(zhuǎn),形成翅膀狀。這種設(shè)計(jì)使得側(cè)面幾乎全部打開,并且頂部升起一定高度,有利于叉車搬運(yùn)貨物進(jìn)出。這種結(jié)構(gòu)的箱體要求制造精度更高、密封性能更好,兩邊側(cè)板的打開一般通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),對(duì)場地和人員要求較低,但生產(chǎn)制造成本較高。

6結(jié)束語

通過以上對(duì)側(cè)門結(jié)構(gòu)的分析可以看出,側(cè)門作為具有特殊使用要求的集裝箱部件,應(yīng)最大限度地滿足客戶的功能性要求。單門設(shè)計(jì)已可作為基本設(shè)計(jì);多聯(lián)門的設(shè)計(jì)使用較為廣泛,只要在滿足強(qiáng)度要求的情況下,其功能較易實(shí)現(xiàn);側(cè)頂翻轉(zhuǎn)門無論是設(shè)計(jì)還是制造都存在較大難度,此種設(shè)計(jì)生產(chǎn)在日本市場稍多一些?？傊?對(duì)于日益普遍使用的帶側(cè)門的集裝箱,側(cè)門強(qiáng)度和防水性能是其基本要求,也是集裝箱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

(編輯:張婕收稿日期:2009-05-20)