淺析鐵路小型集裝箱的研製的論文
1.概述
隨著國民經濟的轉型發展，電子商務、快遞業務快速增長，鐵路&“白貨&”運輸蓬勃發展，鐵路長途運輸節能環保、準時、低成本的優勢突顯。中國鐵路總公司成立後，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)研製開發了鐵路小型集裝箱(以下簡稱小型箱),該箱能夠將散雜貨物集裝在一起，便於貨物集中運輸和裝卸,提高運輸效率。
2.研製目標和設計原則
2.1 研製目標
(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,提高鐵路貨物週轉效率。(3)適應既有裝卸貨設施，使用方便;滿足快裝快卸，堆碼運輸和存放要求。(4)產品工藝性好，維修方便。(5)延長檢修週期，提高集裝箱的使用效率。
2.2 設計原則
(1)充分利用既有棚車內部空間，兼顧公鐵聯運。(2)裝卸作業效率高，適應機械化和人工作業要求。(3)便於鐵路車輛、公路車輛間的裝載加固。(4)自重輕、結構可靠、容積利用率高。(5)統一介面及使用標準件，方便運用、檢修。
3.主要引數、結構的確定
3.1 自重與載重的確定
自重是集裝箱設計的.重要引數，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，齊軌道裝備公司透過採用輕量化設計方法，對箱體結構進行最佳化，簡化連線方式，並採用薄板折壓的焊接結構，儘可能降低自重。透過結構最佳化和輕量化設計，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於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經濟性的關鍵引數，確定合理的容積，可有效提高集裝箱運輸的技術經濟性。但為能提高集裝箱的容積利用率，並保證叉車或手動液壓搬運車的作業要求，齊軌道裝備公司對該箱內部結構進行了最佳化，減少影響容積利用的板、梁設定，最終確定集裝箱內部長、寬、高尺寸分別為898mm、1256mm 和1143mm，此時箱內部容積為1.28m3。
3.3 箱頂結構的確定
為了實現集裝箱堆碼功能，箱頂採用整體折壓的回字形凸起結構,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的回字形平臺上,集裝箱箱頂凸起的豎邊，可對上部集裝箱落裝起導向和定位作用,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，在箱頂凸起四角設定了防撞護角，堆碼作業時，提高箱頂的防撞能力，且保證支座與凸起間留有適當的間隙。同時，凸起部分採用折壓波紋板結構，提高了頂板剛度，增大貨物的接觸面積，有利於貨物的存放和運輸。
3.4 後端門防撞結構的確定
為了保證小型箱在裝卸車作業時貨物安全,只允許正向叉裝作業(從後端門進行叉裝),作業時極容易造成門鎖裝置和鉸鏈損傷,為保護門鎖裝置,在其右側設定防撞梁,對鎖杆起到防護作用;將側牆板向後端門方向延伸折邊,使鉸鏈嵌入側板內,鉸鏈座與側板焊接在一起,加固了鉸鏈結構,起到了有效的防護作用,防止雨水側向侵入,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於鐵路、公路快運貨物週轉運輸，同時適用於公路快運貨物的運輸。
4.2 主要技術引數
額定質量(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 主要結構
鐵路小型集裝箱主要由底架、前端牆、側牆、箱頂和後端門組成，主體結構採用耐候鋼。
(1)底架。主要由框架、支座和地板組焊而成。框架為設有根橫、縱梁的井字形結構，框架四角及中部設有支座，起支撐箱體並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的要求。(2)前端牆。由前2 個角柱和端牆板組焊而成。前端牆板為垂直壓型波紋板。角柱採用C 型折壓結構。(3)側牆板。側牆板為垂直壓型波紋板。(4)後端門。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。門角柱與側牆板組焊後形成矩形空心結構, 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。門扇透過鉸鏈銷安裝在門框上, 並可轉動約270°。右門扇上設有1 套門鎖裝置，其右側焊有防撞梁，以保護鎖杆裝置。左門扇上設有止擋和鎖杆手鎖施封裝置。左門扇在右門扇未開啟的情況下, 不能開啟。(5)箱頂。箱頂採用回字形凸起結構,四周為平臺，中間為凸起。箱頂應設定吊裝結構，滿足起吊和堆碼落裝作業要求。
5.模擬分析情況
為驗證鐵路小型集裝箱設計的強度和剛度是否滿足使用要求，提高產品可靠性，齊軌道裝備公司依據《集裝箱檢驗規範》對其進行了強度、剛度的有限元分析計算分析，計算結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，可滿足公鐵聯運要求。(2)箱體採用薄板折壓結構，自重輕，容積利用率高。(3)採用對開式側門結構，門上裝有密封膠條，門楣上設定防雨簷,保證整箱的密封性，防止雨水等侵襲。(4)箱頂採用回字形凸起結構，實現快速堆碼定位功能, 可滿足2 層重箱運輸，3層重箱堆碼存放要求;凸起頂板採用折壓波紋結構,提高箱頂板剛度,易於堆放貨物或放置托盤。(5)箱體採用四周及中間防撞結構，避免叉裝時鎖杆和鉸座損壞。
7.結束語
鐵路小型集裝箱結合鐵路貨物運輸現狀，採用三維設計及模擬模擬等先進的設計手段，對結構進行了最佳化創新，箱體容積、裝載能力等關鍵技術指標明顯提升。該箱能夠將散件貨物進行包裝整理，形成集裝單元，實現裝卸、搬運機械化作業，提高了貨物在裝卸、運輸環節的效率，減少貨損，大大提升鐵路貨物的運輸經濟效益。