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浅析铁路小型集装箱的研制

作者:2015-06-29 09:23文章来源:未知

  1 概述

  随着国民经济的转型发展,电子商务、快递业务快速增长,铁路“白货”运输蓬勃发展,铁路长途运输节能环保、准时、低成本的优势突显。中国铁路总公司成立后,针对铁路货运品种的变化趋势,推进实施了货运组织改革,近期陆续组织开行了电商班列、零担运输班列等快捷货物运输。为更好地推进铁路电商货物快捷运输,充分利用快运车辆载货空间,提高零担快捷运输效率,齐齐哈尔轨道交通装备有限公司(以下简称齐轨道装备公司)研制开发了铁路小型集装箱(以下简称小型箱),该箱能够将散杂货物集装在一起,便于货物集中运输和装卸,提高运输效率。

  2 研制目标和设计原则

  2.1 研制目标

  (1)总重1.5t、载重≥1.32t、容积≥1.28m3。(2)满足铁路快运车辆的装载运输要求,提高铁路货物周转效率。(3)适应既有装卸货设施,使用方便;满足快装快卸,堆码运输和存放要求。(4)产品工艺性好,维修方便。(5)延长检修周期,提高集装箱的使用效率。

  2.2 设计原则

  (1)充分利用既有棚车内部空间,兼顾公铁联运。(2)装卸作业效率高,适应机械化和人工作业要求。(3)便于铁路车辆、公路车辆间的装载加固。(4)自重轻、结构可靠、容积利用率高。(5)统一接口及使用标准件,方便运用、检修。

  3 主要参数、结构的确定

  3.1 自重与载重的确定

  自重是集装箱设计的重要参数,在总重一定的情况下,自重越轻载货能力越大,运输效益越好。为此,在集装箱总重确定为1.5t 的条件下,齐轨道装备公司通过采用轻量化设计方法,对箱体结构进行优化,简化连接方式,并采用薄板折压的焊接结构,尽可能降低自重。通过结构优化和轻量化设计,在保证集装箱强度和使用寿命的前提下,满足了该集装箱自重不大于180kg,载重1320kg 的要求。

  3.2 容积的确定

  容积是影响集装箱综合技术经济性的关键参数,确定合理的容积,可有效提高集装箱运输的技术经济性。但为能提高集装箱的容积利用率,并保证叉车或手动液压搬运车的作业要求,齐轨道装备公司对该箱内部结构进行了优化,减少影响容积利用的板、梁设置,最终确定集装箱内部长、宽、高尺寸分别为898mm、1256mm 和1143mm,此时箱内部容积为1.28m3。

  3.3 箱顶结构的确定

  为了实现集装箱堆码功能,箱顶采用整体折压的回字形凸起结构,四周为平台。在集装箱堆码时,上部集装箱支座落入下部集装箱顶的回字形平台上,集装箱箱顶凸起的竖边,可对上部集装箱落装起导向和定位作用,即能保证支座顺利落入回字形平台,又可限制上部集装箱的窜动,在箱顶凸起四角设置了防撞护角,堆码作业时,提高箱顶的防撞能力,且保证支座与凸起间留有适当的间隙。同时,凸起部分采用折压波纹板结构,提高了顶板刚度,增大货物的接触面积,有利于货物的存放和运输。

  3.4 后端门防撞结构的确定

  为了保证小型箱在装卸车作业时货物安全,只允许正向叉装作业(从后端门进行叉装),作业时极容易造成门锁装置和铰链损伤,为保护门锁装置,在其右侧设置防撞梁,对锁杆起到防护作用;将侧墙板向后端门方向延伸折边,使铰链嵌入侧板内,铰链座与侧板焊接在一起,加固了铰链结构,起到了有效的防护作用,防止雨水侧向侵入,增强了水密性。

  4 方案简介

  4.1 用途

  铁路小型集装箱主要用于铁路、公路快运货物周转运输,同时适用于公路快运货物的运输。

  4.2 主要技术参数

  额定质量(kg): 1500;自重(kg): 180;容积(m3):≥1.28;外长(mm): 1300;外宽(mm): 1000;外高(mm); 1300

  4.3 主要结构

  铁路小型集装箱主要由底架、前端墙、侧墙、箱顶和后端门组成,主体结构采用耐候钢。

  (1)底架。主要由框架、支座和地板组焊而成。框架为设有根横、纵梁的井字形结构,框架四角及中部设有支座,起支撑箱体并在堆码时起定位作用,其尺寸及组装位置满足叉车、手动液压搬运车对该箱四向进叉作业的要求。(2)前端墙。由前2 个角柱和端墙板组焊而成。前端墙板为垂直压型波纹板。角柱采用C 型折压结构。(3)侧墙板。侧墙板为垂直压型波纹板。(4)后端门。由门框和门扇组成。门框由门楣和两根门角柱组焊而成。门楣和门角柱均为槽形折压件。门角柱与侧墙板组焊后形成矩形空心结构, 满足堆码强度和刚性要求。门扇由门叶、铰链组成、门锁组成、门封胶条等组成。门扇通过铰链销安装在门框上, 并可转动约270°。右门扇上设有1 套门锁装置,其右侧焊有防撞梁,以保护锁杆装置。左门扇上设有止挡和锁杆手锁施封装置。左门扇在右门扇未打开的情况下, 不能打开。(5)箱顶。箱顶采用回字形凸起结构,四周为平台,中间为凸起。箱顶应设置吊装结构,满足起吊和堆码落装作业要求。

  5 仿真分析情况

  为验证铁路小型集装箱设计的强度和刚度是否满足使用要求,提高产品可靠性,齐轨道装备公司依据《集装箱检验规范》对其进行了强度、刚度的有限元分析计算分析,计算结果满足小型箱的使用要求。

  6 小型箱主要特点

  (1)外部尺寸按照既有棚车内部尺寸及门口尺寸选取,同时兼顾箱式货车和标准集装箱尺寸,可满足公铁联运要求。(2)箱体采用薄板折压结构,自重轻,容积利用率高。(3)采用对开式侧门结构,门上装有密封胶条,门楣上设置防雨檐,保证整箱的密封性,防止雨水等侵袭。(4)箱顶采用回字形凸起结构,实现快速堆码定位功能, 可满足2 层重箱运输,3层重箱堆码存放要求;凸起顶板采用折压波纹结构,提高箱顶板刚度,易于堆放货物或放置托盘。(5)箱体采用四周及中间防撞结构,避免叉装时锁杆和铰座损坏。

  7 结束语

  铁路小型集装箱结合铁路货物运输现状,采用三维设计及模拟仿真等先进的设计手段,对结构进行了优化创新,箱体容积、装载能力等关键技术指标明显提升。该箱能够将散件货物进行包装整理,形成集装单元,实现装卸、搬运机械化作业,提高了货物在装卸、运输环节的效率,减少货损,大大提升铁路货物的运输经济效益。

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