Quick-lock快速鎖在鐵路集裝箱平車(chē)上的應(yīng)用分析

1、    quick-lock快速鎖在鐵路集裝箱平車(chē)上的應(yīng)用分析    孫純旭 任麗娟【摘  要】文章分析了既有集裝箱平車(chē)鎖閉裝置結(jié)構(gòu)及不足，介紹了quick-lock快速鎖的結(jié)構(gòu)、優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其在集裝箱平車(chē)上的安裝應(yīng)用進(jìn)行了分析?！娟P(guān)鍵詞】集裝箱平車(chē);鎖閉裝置;quick-lock快速鎖;結(jié)構(gòu);應(yīng)用引言鐵路集裝箱平車(chē)鎖閉裝置的功能是將集裝箱與車(chē)體連接并鎖緊，防止集裝箱在運(yùn)輸中因振動(dòng)或橫風(fēng)脫落;承受集裝箱的縱、橫沖擊載荷并傳遞給底架;同時(shí)具有垂向伸縮和旋轉(zhuǎn)功能，在運(yùn)裝集裝箱時(shí)伸出承載面，在不運(yùn)裝集裝箱時(shí)縮入承載面。集裝箱鎖的鎖閉性能越好，運(yùn)輸安全性就

2、越高，對(duì)線路的適應(yīng)能力更好。1.既有集裝箱平車(chē)鎖閉裝置介紹根據(jù)鎖閉裝置與車(chē)體的連接方式不同，國(guó)外集裝箱平車(chē)鎖閉裝置主要有：翻板式鎖、升縮式鎖及旋轉(zhuǎn)式鎖等。翻板式鎖的鎖座焊接在車(chē)體上，鎖頭為直鎖，鎖固性較差;升降式鎖的鎖頭能旋轉(zhuǎn)和縱向伸縮，工作位轉(zhuǎn)換過(guò)程需要人工操作，且操作復(fù)雜有諸多不便;旋轉(zhuǎn)式鎖通過(guò)旋緊裝置壓緊集裝箱角件內(nèi)腔底面，較為安全，但鎖頭抗沖擊力弱，鎖頭與底座間易銹死，還存在易損壞、丟失的問(wèn)題。我國(guó)集裝箱鎖閉裝置先后經(jīng)歷了翻轉(zhuǎn)式、伸縮式、提拉翻轉(zhuǎn)式、推拉平移式、推拉翻轉(zhuǎn)式等五種方式，現(xiàn)在尤以推拉翻轉(zhuǎn)式f-tr鎖被廣泛應(yīng)用于各型鐵路平車(chē)。該型鎖結(jié)合了固定鎖和翻轉(zhuǎn)鎖的優(yōu)點(diǎn)，由鎖座、鎖頭、擋

3、板及滑銷(xiāo)等組成。鎖頭采用f-tr型鎖，材質(zhì)為e級(jí)鋼;采用b級(jí)鋼鎖座。通常底架端部為單鎖組成，中部為雙鎖組成，如圖1、圖2所示。該鎖閉裝置具有操作簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)新造車(chē)輛與檢修車(chē)輛上。該鎖閉裝置的翻轉(zhuǎn)擋板、鷹式鎖頭以及鎖座均采用鑄鋼件，只對(duì)鎖座的承載面進(jìn)行了加工，其余定位面均為鑄造表面，增加了鎖頭個(gè)體裝配和鎖閉裝置整體安裝調(diào)試難度。2.quick-lock快速集裝箱鎖quick-lock鎖是比利時(shí)container quick-lock公司設(shè)計(jì)的一種用于汽車(chē)及船舶運(yùn)輸集裝箱的鎖閉裝置，符合adr （關(guān)于危險(xiǎn)貨物道路國(guó)際運(yùn)輸?shù)臍W洲協(xié)議） 2009標(biāo)準(zhǔn)，已通過(guò)了德國(guó)

4、tuv安全認(rèn)證，具有安全、快捷和高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)。其安全性表現(xiàn)在：安全鎖閉裝置，確保在運(yùn)輸中不會(huì)由于振動(dòng)解鎖;可視性控制，當(dāng)插銷(xiāo)在高位時(shí)，鎖處于打開(kāi)狀態(tài)，操作人員可以在遠(yuǎn)處看到鎖的開(kāi)閉狀態(tài)，因此便于檢查;鎖的中部為10cm高的圓錐體，如果忘記鎖，集裝箱將無(wú)法完全落位;其快捷性表現(xiàn)在：操作人員打開(kāi)或者鎖閉集裝箱的時(shí)間可以縮短至2分鐘;其高穩(wěn)定性表現(xiàn)在：降低維修成本，其保修期為4年;該鎖無(wú)螺釘?shù)纫赘g易損壞易丟失的結(jié)構(gòu)及零件;而且該鎖全部組件均經(jīng)過(guò)鍍鋅處理，抗腐蝕性強(qiáng);當(dāng)其中任何一個(gè)鎖需要維修時(shí)，可快速更換新鎖，互換性強(qiáng)。quick-lock鎖在歐洲、美洲的汽車(chē)集裝箱拖車(chē)上運(yùn)用較為成熟，如圖3所示。

5、鐵路集裝箱鎖與汽車(chē)集裝箱鎖工作原理相同，但因鐵路車(chē)輛檢修周期更長(zhǎng)，使用過(guò)程中的振動(dòng)更大，對(duì)于集裝箱鎖的安全性和穩(wěn)定性要求更高，需對(duì)其在鐵路工況應(yīng)用進(jìn)行全面分析校核，方可運(yùn)用于鐵路集裝箱平車(chē)上。2.1鎖閉裝置結(jié)構(gòu)配置鐵路集裝箱平車(chē)均需要滿足能運(yùn)輸多種尺寸（如20英尺、40英尺）集裝箱的要求，因此quick-lock鎖在車(chē)輛兩端采用固定位鎖，車(chē)輛中部采用活動(dòng)位鎖，如圖4所示，由4個(gè)固定位鎖座（a）、12個(gè)高低位鎖座（b）和16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)quick-lock鎖頭（c）組成。車(chē)輛中部活動(dòng)位鎖在工作時(shí)處于高位（d），在不工作時(shí)處于低位（e）。2.2鎖座安裝形式受該鎖座結(jié)構(gòu)限制，其只能通過(guò)背面與車(chē)體連接。qu

6、ick-lock鎖在汽車(chē)上和試驗(yàn)時(shí)的安裝方式，如圖5所示，采用鎖座背面與方鋼四周焊這種方式連接的，焊角4mm，焊縫總長(zhǎng)610mm，能滿足汽車(chē)拖車(chē)各種應(yīng)用工況的使用要求。根據(jù)en 12663-2鐵路車(chē)輛車(chē)體結(jié)構(gòu)要求 第2部分：貨車(chē)第7.6.2條，集裝箱定位裝置及其附件應(yīng)能承受表1所示的加速度。在任意兩處固定，受縱向2g加速度沖擊力下，假定施加在各鎖座的載荷均勻分布，則每個(gè)鎖座承受的縱向載荷為298.7kn，此時(shí)鎖座與橫梁的連接焊縫受剪切力，按4mm角焊縫，610mm焊縫總長(zhǎng)計(jì)算，此工況下焊縫處的平均剪切應(yīng)力約為173mpa。通常=（0.60.8），若=380mpa，則=228304mpa。經(jīng)有限

7、元模擬計(jì)算，在縱向2g垂向2g組合作用下連接節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力比173mpa要小很多，主要是因?yàn)殒i座處的力會(huì)通過(guò)橫梁傳遞到中梁上去，橫梁端部與鎖座連接節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力較小。從以上分析說(shuō)明，鎖座背面與方鋼對(duì)接這種連接方式在鐵路上運(yùn)用也是可行的。根據(jù)以上分析，該鎖可以滿足en 12663-2中鐵路貨車(chē)的應(yīng)用工況。但考慮到可能的焊縫缺陷存在和疲勞影響，進(jìn)一步對(duì)鎖座與橫梁的連接方式進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)：中央大橫梁組成采用兩個(gè)雙腹板橫梁，見(jiàn)圖6;鎖座安裝在橫梁端部，橫梁腹板和下蓋板開(kāi)50度單邊坡口，鎖座與橫梁腹板和下蓋板之間預(yù)留間隙，在橫梁腹板內(nèi)側(cè)加焊接墊板，便于組裝時(shí)控制鎖座尺寸公差，參見(jiàn)圖7，鎖座與橫梁腹板和下蓋板焊

8、縫為帶永久性墊板的hv焊縫，與上蓋板為單邊坡口焊。根據(jù)en15085-3附錄b編號(hào)10e帶墊板的hv焊縫允許的間隙為05mm，可以保證鎖座組裝時(shí)尺寸公差。2.3組裝工藝分析考慮到鎖座組裝完成后集裝箱閉鎖裝置整體有對(duì)角線公差、寬度公差、長(zhǎng)度公差及平面度公差要求，需要在底架組裝完成以后再組裝鎖座。因此可以將鎖座與橫梁在下面焊接好以后一起在底架組裝時(shí)組裝，這樣鎖座與橫梁的焊縫質(zhì)量容易保證，還能減少一道工序，但底架焊接完以后可能會(huì)有較大變形，引起鎖座尺寸公差超差。也可以先將鎖座與橫梁點(diǎn)焊后再與底架組裝，在橫梁與中梁焊接完后，檢測(cè)鎖座尺寸公差是否超差，如果大部分底架在焊接完后鎖座尺寸未超差，則再將鎖座與橫梁焊好。3.結(jié)束語(yǔ)quick-lock鎖已在出口秘魯集裝箱平車(chē)上安裝使用了4年多，運(yùn)行考驗(yàn)結(jié)果表明：該鎖閉裝置結(jié)構(gòu)安全可靠，操作維修方便，能滿足鐵路集裝箱平車(chē)的使用要求。參考文獻(xiàn)1廖小平，張四枚.160km/h集裝箱專用平車(chē)鎖閉裝置選型分析j.鐵道車(chē)輛：?jiǎn)栴}討論，2006，44（5）：36-38.2謝琛，張攀攀，費(fèi)海波.集裝箱扭鎖技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)j.中國(guó)水運(yùn); 2015，15（7）：38-40.3張四梅，關(guān)雪梅.我國(guó)鐵路集裝箱鎖閉裝置的研究與應(yīng)用j.鐵道車(chē)輛：設(shè)計(jì)制造，2011，49（11）：19-2