集裝箱側門的優化設計

姜滌清

0引言

隨著高速公路的發展,集裝箱多式聯運得到巨大發展,集裝箱運輸在公路運輸中所占比重也得到提升。因此,集裝箱除需要滿足ISO的標準以外,也需要適應公路運輸的特點,特別是貨物進出集裝箱的問題。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,但通過公路運輸到達目的地后,往往缺乏將集裝箱調離運輸車輛的工具,貨物進出必須在車輛上直接進行。目前在公路運輸集裝箱的設計中,經常會根據裝載要求設計側門,側門設計就顯得非常特殊。側門分為3種,即全側開門、部分側開門和單側開門。前2種多為進出貨物設計,第3種多為進出人員設計。筆者認為,側門的設計必須以安全可靠為基本要求,即側門框的強度,包括側門本身的強度,以及側門與門楣、門檻及兩邊柱的連接強度,必須滿足要求。

1側門楣的加強

對單扇門來說,一般在上側梁內加1根超過門楣長度的加強筋,就能滿足要求。側門的開檔在左右,側門上有鎖桿和4~6塊鉸鏈板,將側門與框體連接成整體。一般情況下此門不用于進出貨物,而用于人員進出,即使進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,重箱起吊機會較少,側門對結構強度的影響不大。這類側門在設計時主要考慮簡單、實用、操作方便。目前這種形式的集裝箱往往運輸零星散貨,小門通常設計在箱體前端,用于小型貨物在運輸途中的短程進出或人員進出清點貨物。

對多扇側開門來說,在原來的側梁上加1根加強筋無法滿足要求,因為側門這面在長距離的空間內受力,雖然也有鎖桿和鉸鏈板將側框連成整體,但多扇門之間不連接,如果側門楣沒有足夠的強度,就會產生變形和扭曲,長期惡劣的受力狀態會對門的密封程度和強度造成影響,所以設計時其強度應高于單純的上側梁。

提高側門框結構強度、保持側門框形狀對保證側門的正常開關具有關鍵作用。對于這類產品,通常將門楣以型鋼形式設計,這樣材料自身的強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側門的支撐作用,保證重載狀態下的強度;門楣設計還應考慮帶有防雨功能,即設計雨檐,因為在側門大開檔的情況下,側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,當狂風暴雨直接沖擊箱體時,會出現雨水滲漏情況,增加雨檐后,雨水對門縫處膠條的沖擊得到緩解,從而對側門防滲漏產生一定功效。

2底結構的加強

對單扇門來說,對側門檻進行一定程度的加強、保證人員進出即可;而對多扇側開門來說,因為要用于貨物進出,必須具備足夠的強度以保證其裝載貨物時不會發生側門檻的變形,同理保證門檻的強度也就保證了整個側門框的形狀,有利于側門的正常開關。

側門檻的加強分為2種狀況,一是單純對箱體側門檻結構的加強,二是對車架和側門檻的共同加強。因為現在很多情況下是多式聯運,箱體與車架是2個獨立的部分,箱體既用于公路運輸,也用于鐵路運輸和海上運輸,這種狀況下必須考慮箱體側門檻結構的加強,保證箱體無論在何種運輸狀態下都能實現其各項功能。車架與箱體結構的共同加強,主要考慮使箱體與車架形成整體結構,使車架部分分擔箱體結構的強度要求,有效合理地利用車架強度,但前提是箱體與車架不可分離。

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

3側門的功能設計

對單扇門來說,通常采用一般性設計,滿足基本功能即可;而對多扇門來說,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。

單扇門通常采用標準箱門的結構形式,包括內外門膠條,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,特別是從內部打開的門,端面密封更有助于實現輕松操作,內膠條可通用一切形狀。

對于多扇門的連接,要考慮門之間連接的可靠性和支撐功能,而且必須保證開關操作的便利性,降低開關難度,提高作業效率;密封防水性能通常通過門膠條實現,側門的上端通過設置雨檐增強防水性能。

多聯門箱主要用于公路運輸,側門可完全打開,這種設計便于貨物從側面進出箱體,還可使用叉車直接裝卸貨物,減少叉車運輸過程中對箱體的損壞。多聯門應考慮邊門對中門的支撐作用,特別是單邊三聯門,必須考慮三扇門內部強度的遞減或遞增,保證最靠邊的門具有足夠的強度支撐其他門的關聯。

輕質多聯門受重量限制,通常在箱內頂增加軌道支撐,與內門板連接,減少門開后的下垂問題。

4側門設計中需要考慮的問題

(1)箱體在使用過程中存在水密問題,設計時需要考慮防止雨水等進入箱體,所以側門可增加雨檐結構,減少雨水進入箱體的機會,保證箱體水密性能。

(2)對于綜合使用的箱體,即既參加海運又參加鐵路和公路運輸的箱體,必須考慮到箱體上所有的部件均不得超出角件系統,這是集裝箱設計的基本要求。對于僅參加公路運輸的箱體,當只有單扇門時,需要將鎖桿把手方向指向后端,因為當把手指向前端時,運輸過程中碰到的雜物會掛在把手上,影響安全和美觀。

(3)應考慮門檻保護設計。當鎖桿凸出側框表面、在運輸過程中與障礙物發生碰撞時,會產生變形或破損,可在門檻上設計凸出側框表面、與鎖桿平齊或略凸出鎖桿的保護結構,既起到保護鎖桿的作用,也起到加強門檻的作用。

5其他設計

新型翻轉側門結構主要由側板與一半的頂形成整體結構,兩邊可同時打開,方便貨物進出。該種箱主要用于公路運輸,整個側板能向上翻轉,形成翅膀狀。這種設計使得側面幾乎全部打開,并且頂部升起一定高度,有利于叉車搬運貨物進出。這種結構的箱體要求制造精度更高、密封性能更好,兩邊側板的打開一般通過液壓系統實現,對場地和人員要求較低,但生產制造成本較高。

6結束語

通過以上對側門結構的分析可以看出,側門作為具有特殊使用要求的集裝箱部件,應最大限度地滿足客戶的功能性要求。單門設計已可作為基本設計;多聯門的設計使用較為廣泛,只要在滿足強度要求的情況下,其功能較易實現;側頂翻轉門無論是設計還是制造都存在較大難度,此種設計生產在日本市場稍多一些。總之,對于日益普遍使用的帶側門的集裝箱,側門強度和防水性能是其基本要求,也是集裝箱設計的基礎。

(編輯:張婕收稿日期:2009-05-20)