鐵路小型集裝箱的研制

張紹光

摘 要：文章介紹了鐵路小型集裝箱項目的來源、設(shè)計的目標和原則、主要參數(shù)結(jié)構(gòu)的確定及方案簡介等情況。

關(guān)鍵詞：鐵路貨物運輸；集裝箱；研制

1 概述

隨著國民經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型發(fā)展，電子商務(wù)、快遞業(yè)務(wù)快速增長，鐵路“白貨”運輸蓬勃發(fā)展，鐵路長途運輸節(jié)能環(huán)保、準時、低成本的優(yōu)勢突顯。中國鐵路總公司成立后，針對鐵路貨運品種的變化趨勢，推進實施了貨運組織改革，近期陸續(xù)組織開行了電商班列、零擔運輸班列等快捷貨物運輸。為更好地推進鐵路電商貨物快捷運輸，充分利用快運車輛載貨空間，提高零擔快捷運輸效率，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，便于貨物集中運輸和裝卸，提高運輸效率。

2 研制目標和設(shè)計原則

2.1 研制目標

（1）總重1.5t、載重≥1.32t、容積≥1.28m3。（2）滿足鐵路快運車輛的裝載運輸要求，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)計原則

（1）充分利用既有棚車內(nèi)部空間，兼顧公鐵聯(lián)運。（2）裝卸作業(yè)效率高，適應(yīng)機械化和人工作業(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)一接口及使用標準件，方便運用、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)計方法，對箱體結(jié)構(gòu)進行優(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，在保證集裝箱強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)濟性的關(guān)鍵參數(shù)，確定合理的容積，可有效提高集裝箱運輸?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟性。但為能提高集裝箱的容積利用率，并保證叉車或手動液壓搬運車的作業(yè)要求，齊軌道裝備公司對該箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了優(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，此時箱內(nèi)部容積為1.28m3。

3.3 箱頂結(jié)構(gòu)的確定

為了實現(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。在集裝箱堆碼時，上部集裝箱支座落入下部集裝箱頂?shù)幕刈中纹脚_上，集裝箱箱頂凸起的豎邊，可對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，又可限制上部集裝箱的竄動，在箱頂凸起四角設(shè)置了防撞護角，堆碼作業(yè)時，提高箱頂?shù)姆雷材芰?，且保證支座與凸起間留有適當?shù)拈g隙。同時，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)時貨物安全，只允許正向叉裝作業(yè)（從后端門進行叉裝），作業(yè)時極容易造成門鎖裝置和鉸鏈損傷，為保護門鎖裝置，在其右側(cè)設(shè)置防撞梁，對鎖桿起到防護作用；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)，起到了有效的防護作用，防止雨水側(cè)向侵入，增強了水密性。

4 方案簡介

4.1 用途

鐵路小型集裝箱主要用于鐵路、公路快運貨物周轉(zhuǎn)運輸，同時適用于公路快運貨物的運輸。

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。

圖1 鐵路小型集裝箱結(jié)構(gòu)示意圖

（1）底架。主要由框架、支座和地板組焊而成?？蚣転樵O(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起定位作用，其尺寸及組裝位置滿足叉車、手動液壓搬運車對該箱四向進叉作業(yè)的要求。（2）前端墻。由前2個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，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

為驗證鐵路小型集裝箱設(shè)計的強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)《集裝箱檢驗規(guī)范》對其進行了強度、剛度的有限元分析計算分析，計算結(jié)果滿足小型箱的使用要求。

6 小型箱主要特點

（1）外部尺寸按照既有棚車內(nèi)部尺寸及門口尺寸選取，同時兼顧箱式貨車和標準集裝箱尺寸，可滿足公鐵聯(lián)運要求。（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)，實現(xiàn)快速堆碼定位功能， 可滿足2層重箱運輸，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)合鐵路貨物運輸現(xiàn)狀，采用三維設(shè)計及模擬仿真等先進的設(shè)計手段，對結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化創(chuàng)新，箱體容積、裝載能力等關(guān)鍵技術(shù)指標明顯提升。該箱能夠?qū)⑸⒓浳镞M行包裝整理，形成集裝單元，實現(xiàn)裝卸、搬運機械化作業(yè)，提高了貨物在裝卸、運輸環(huán)節(jié)的效率，減少貨損，大大提升鐵路貨物的運輸經(jīng)濟效益。