集裝箱底側梁成型尺寸對底架密封膠耗量的影響

田源

集裝箱指具有一定強度、剛度和規格的專供運輸周轉使用的大型裝貨容器。目前，集裝箱產品已實現標準化，并廣泛應用于水路、公路、鐵路、航空等多式聯運物流系統。我國是世界上最大的集裝箱生產基地，標準干貨集裝箱產量占世界總產量的95%以上。干貨集裝箱的主要原材料是鋼材，具有強度大、結構牢、焊接性和水密性良好的特點。為保證集裝箱的水密性，在制造集裝箱時需要在箱內四周和一些隱蔽部位（如底架與木底板之間）使用密封膠進行密封，以免在集裝箱運輸或清洗過程中出現漏水、滲水現象。鋼質干貨集裝箱底架主要由底側梁、底橫梁、叉槽焊接而成。在一般情況下，底橫梁與叉槽保持在同一個平面上，以便在裝配木底板后不留間隙。底側梁分為單C形底側梁和雙Z形底側梁。本文重點論述雙Z形底側梁結構底架與木底板的裝配間隙對密封膠耗量的影響，以期為集裝箱制造企業降低生產成本提供參考。

1 集裝箱底側梁成型尺寸對其與木底板裝配間隙的影響

底側梁主要采用羅拉成型工藝，通過板材冷彎加工和塑形最終達到預期效果。由于羅拉工藝和設備的因素，一般底側梁實際成型效果與圖紙理論設計有一定差異，導致在裝配底側梁與木底板時會出現一定間隙，而間隙的大小是影響密封膠耗量的直接因素。

1.1 底側梁成型狀況對裝配間隙的影響

根據圖紙的規范要求，底側梁與木底板的裝配間隙如圖1所示。理論上，成型理想的底側梁與木底板裝配后，兩者的間隙為4.00mm，間隙截面積為79.82mm2。

根據生產情況，按照實際工藝要求設計的底側梁與木底板的裝配間隙如圖2所示。在工藝上成型理想的底側梁與木底板裝配后，兩者的間隙為2.00mm，間隙截面積為45.82mm2。

可見，依據圖紙設計與依據實際工藝設計的底側梁與木底板的裝配間隙相差2mm。為分析需要，增加底側梁與木底板裝配間隙為3mm的情況，間隙截面積為62.82mm2（見圖3）。

1.2 理想狀態下底側梁成型圓弧半徑對裝配間隙的影響

上文主要從底側梁與木底板裝配間隙的角度來分析，下文從底側梁成型圓弧半徑變化的角度來分析。設定底側梁成型所能達到的理想狀態，其與木底板裝配后形成的上表面圓弧半徑為及。

由圖4可見，當底側梁與木底板的裝配間隙為2.00mm，底側梁羅拉成型圓弧半徑為11.50mm時，間隙截面積為49.95mm2。

由圖5可見，當底側梁與木底板的裝配間隙為2.00mm，底側梁成型圓弧半徑為12.50mm時，間隙截面積為54.79mm2。

由圖6可見，當底側梁與木底板的裝配間隙為2.00mm，底側梁成型圓弧半徑為13.50mm時，間隙截面積為60.33mm2。

1.3 實際生產中底側梁成型角度對裝配間隙的影響

如圖7所示，根據生產中的實際測繪，當底側梁成型角度為93°，成型圓弧半徑為11.50mm，底側梁與木底板的裝配間隙為2.00mm時，間隙截面積為61.88mm2。

然而，在實際生產中，底側梁成型角度受材料影響會發生變化。如圖8所示，經實際測繪，當底側梁成型角度為92°，成型圓弧半徑為11.50mm，底側梁與木底板的裝配間隙為2.00mm時，間隙截面積為60.52mm2。

如圖9所示，經實際測繪，當底側梁成型角度為91°，成型圓弧半徑為11.50mm，底側梁與木底板的裝配間隙為2.00mm時，間隙截面積為59.21mm2。

2 集裝箱底側梁與木底板裝配間隙的影響因素

2.1 間隙大小對間隙截面積的影響

比較圖1與圖2可以發現，通過工藝調整，當底側梁與木底板裝配間隙減小2.00mm時，間隙截面積減小79.82mm2-45.82mm2=34.00mm2，縮小比例為42.6%。比較圖2與圖3可以發現，當底側梁與木底板的裝配間隙減小1.00mm時，間隙截面積減小62.82mm2-45.82mm2=17.00mm2，縮小比例為27.1%。由此可見，底側梁與木底板的裝配間隙每變化1.00mm，間隙截面積的變化值達17.00mm2，變化值較大。

2.2 成型圓弧半徑對間隙截面積的影響

比較圖2與圖4可以看出，在底側梁成型圓弧半徑增加1.00mm，底側梁與木底板裝配間隙不變的情況下，間隙截面積增加49.95mm2-45.82mm2=4.13mm2，增加比例為9.0%。比較圖4與圖5可以看出，在底側梁成型圓弧半徑增加1.00mm，底側梁與木底板裝配間隙不變的情況下，間隙截面積增加54.79mm2-49.95mm2=4.84mm2，增加比例為9.7%。比較圖5與圖6可以看出，在底側梁成型圓弧半徑增加1.00mm，底側梁與木底板裝配間隙不變的情況下，間隙截面積增加60.33mm2—54.79mm2=5.54mm2，增加比例為10.1%。由此可見，當底側梁與木底板的裝配間隙不變時，底側梁成型圓弧半徑每變化1.00mm，間隙截面積的變化比例在9%～10%之間。

2.3 實際成型角度對間隙截面積的影響

比較圖2與圖7可以看出，實際裝配狀態下底側梁裝配間隙截面積比工藝設計理想狀態下的裝配間隙截面積增加61.88mm2-45.82mm2=16.06mm2，增加比例為35.1%。比較圖4與圖9可以看出，底側梁實際成型角度增加1°，底側梁與木底板裝配間隙截面積增加59.21mm2-49.95mm2=9.26mm2，增加比例為18.5%。比較圖4與圖8可以看出，底側梁實際成型角度增加2°，底側梁與木底板裝配間隙截面積增加60.52mm2-49.95mm2=10.57mm2，增加比例為21.2%。比較圖4與圖7可以看出，底側梁實際成型角度增加3°，底側梁與木底板裝配間隙截面積增加61.88mm2-49.95mm2=11.93mm2，增加比例為23.9%。由此可見：當底側梁與木底板的裝配間隙不變時，底側梁成型角度每變化1°，間隙截面積的變化比例在2%～3%之間，對裝配間隙截面積的影響較小；但在壓型角柱與成型圓弧半徑共同變化的情況下，底側梁與木底板裝配間隙截面積的變化則較大（從圖2與圖7的比較中可以看出累計變化比例達到35.1%）。

3 集裝箱底側梁與木底板不同裝配狀態下的密封膠耗量

依據圖2，理想羅拉工藝壓型和裝配狀態下的理論密封膠耗量為45.82mm2×l626mL/100mm2=745mL。依據圖7，實際施工狀態（非理想作業環境）下的理論密封膠耗量為61.88mm2×1626mL/100mm2=1006mL。

根據實際施工經驗及數據追蹤，理想作業環境下箱內底板四周的密封膠耗量約2.5支（每支容量約310mL），合310mL/支×2.5支×98%=760mL（98%為密封膠的利用率），與理想羅拉工藝壓型和裝配狀態下的理論密封膠耗量僅差760mL-745mL=15mL，誤差為2%。這說明理想羅拉工藝壓型和裝配狀態下的密封膠耗量與實際情況比較符合。

根據實際施工經驗及數據追蹤，非理想作業環境下箱內底板四周的密封膠耗量為3～5支，合911～1519mL。可見，非理想作業環境下密封膠耗量理論值也在經驗值范圍內，但經驗值變化幅度大，這是多種因素（包括木底板寬度偏窄、底架寬度偏寬、底側梁壓型角度和圓弧半徑偏大、密封膠種類和質量差異以及作業人員的施工技能差異等）影響下的結果。對于異常情況的精確影響度，目前尚缺乏足夠的經驗數據和理論數據分析。

4 結束語

綜上所述：集裝箱底側梁成型角度和圓弧半徑的變化對底側梁與木底板裝配間隙截面積的影響最大，但因底側梁成型角度和圓弧半徑是漸變因素，在一定周期內，底側梁與木底板裝配間隙截面積不會發生突變，即密封膠耗量不會發生突變；底側梁與木底板裝配間隙增加1.00mm，間隙截面積增加37%；底側梁與木底板裝配間隙大小對間隙截面積的影響是線性的，可控性較好。需要說明的是：上述計算均建立在純理論的基礎之上，在實際施工過程中，由于密封膠的流動性較差，實際縫隙填充率并非100%，并且隨著間隙的增大，實際填充率會呈非線性增加（根據經驗，當間隙超過4.00mm時，填充率會顯著增加）；另外，水性密封膠的流動性較強，黏度較低，填充率會隨著間隙的增大而顯著增加，根據施工經驗，水性密封膠單箱耗量比氯丁膠增加0.5～1.0支。