集装箱搭载某大型装备方案设计

李菲然 邢福泽

集装箱作为运输工具主要具有以下优点：强度较高，可长期反复使用;适用于多种运输方式，转运时箱内货物无须换装;配备快速装卸和搬运装置，便于从一种运输方式转换至另一种运输方式。经过几十年的发展，集装箱已经形成完善的标准体系，成为全球通用的运输工具，在仓储、物流等方面发挥重要作用。集装箱的零部件主要包括壁、梁、柱和角件：角件位于集装箱的8个角部，用于支承、堆码、装卸和栓固集装箱;2个角件所在水平面之间用梁连接，竖直面之间用柱连接;4根梁与柱之间用非完全平面的壁紧固，构成固定的近似长方体的密闭空间。

目前，集装箱主要载运普通货物。本文涉及的某装备的体积和质量较大且形状不规则，运输难度较大。若用集装箱搭载该装备，将对装备的吊运转化为对集装箱的吊运，可大大提升其操作便利性和操作效率。不过，国际标准集装箱不能同时满足该装备运输和使用要求。鉴于此，本文通过改造标准集装箱，使集装箱成为该装备的一部分，以便于该装备的运输和使用，这种一体化设计方案可为集装箱搭载其他大型装备提供思路。

1 某大型装备介绍

某大型装备外形如图1所示，其底座尺寸约为1.2 m？.2 m，宽度约為1.5 m，高度约为5 m，整体质量超过8 t。该装备完成装配调试后，须从陆地厂房运至码头，再吊装至舰船甲板，布置在尾部甲板或两舷侧。在实际应用中，操作人员可通过专用控制机柜发出指令，使得装备折臂外展或内收。

虽然装备设计考虑起吊运输问题（即在相关部件上装有起吊环），但在实际运输作业中存在以下问题：（1）起吊过程烦琐，不易找准起吊重心;（2）运输前需要紧固，装船时需要解除紧固装置，装船后需要再次紧固;（3）虽然装备已涂刷油漆防锈，但其关键机构及部件因缺乏遮蔽保护措施而存在日晒雨淋问题;（4）控制机柜单独布置，操作人员工作环境恶劣，缺乏遮挡保护措施;（5）装备与甲板采用焊接固定方式，不便于拆卸，且卸船后会在甲板上留下切割痕迹。总之，该装备外形和质量巨大，其运载安装缺乏便捷性、通用性、整体性和保护性;因此，考虑将该装备与控制机柜集成搭载于集装箱内，实现一体化紧固、运输、安装、使用和保护。

2 搭载某大型装备集装箱标准尺寸选择

将某大型装备及其控制机柜搭载于集装箱内运输有以下优点：（1）解决整体搭载运输问题;（2）集装箱角件可直接固定在甲板上，从而免去在甲板上焊接紧固装备的工作，并且拆卸操作便捷;（3）装备直接伸出集装箱作业，操作简便，强度可靠;（4）控制机柜集成于集装箱内并安装空调，从而使操作人员的工作环境明显改善;（5）操作完成后可关闭集装箱，从而保护装备及其控制机柜。

为了尽可能地使装备搭载通用化，优先考虑现有标准集装箱尺寸。标准集装箱的底部角件标准化，具有装卸和运输便捷的优点。系列1集装箱的公称长度主要有10英尺（约3 m）、20英尺（约6 m）、30英尺（约9 m）及40英尺（约12 m）等，宽度均为2.4 m，高度不超过2.8 m。具体来看：长度选择9 m最为接近该装备倒下尺寸，并有空间布置控制机柜;宽度可满足需求;不过，高度难以满足装备工作状态下的空间需求。鉴于此，需要对现有标准集装箱实施改造，设计基于非标准集装箱的搭载运输方案。

3 集装箱搭载某大型装备方案设计

根据该大型装备搭载需求，提出非标准专用集装箱搭载方案：将装备整装于集装箱内，实现整体运输、吊装及固定;通过扭锁将集装箱固定在甲板上;集装箱上部分盖板可定轴旋转，从而为装备留出足够的工作空间。

3.1 集装箱搭载某大型装备工作状态

集装箱搭载某大型装备工作状态即集装箱固定完毕后该大型装备布置到位的状态，具体表现为：集装箱前端盖逆时针旋转90°，平铺于甲板上;两侧门分别旋转180°，与集装箱侧板并拢;剩余顶盖部分翻转180°，与顶面固定部分重合;底座在液压缸作用下逆时针缓慢旋转，最终与集装箱底板重合，从而使装备达到预定的工作状态（见图2）;装备可以在自身液压缸组的作用下伸缩摆动，达到如图3所示的极限位置。

3.2 集装箱搭载某大型装备收回过程

（1）底座在液压缸作用下顺时针旋转一定角度（见图4）。此时，由于上端直臂在液压缸作用下具有一定限位功能，故须拆卸上端2个液压缸，使上端直臂可沿顺时针旋转。直臂本身具有一定限位功能，不会在无液压缸的情况下沿逆时针方向旋转。

（2）在转轴电机的作用下，上端直臂顺时针翻转180°以上，达到另一侧的限位位置（见图5），以便后续收回。

（3）底座继续绕定轴旋转，最大可达50°左右。此时，可调整直臂与折臂角度，使装备完全置于集装箱内部限位处，并保持状态不变;然后，顺时针上翻前端盖，关上侧门及顶端盖板，最终完成装备的整体收回（见图6）。

3.3 集装箱搭载某大型装备布置过程

集装箱搭载该大型装备布置过程与装备收回过程正好相反：集装箱被运至指定甲板并紧固角件，此时装备处于图6状态;打开各侧门及盖板，缓慢逆时针旋转底座，将装备直臂翻转过来并安装液压缸，此时装备处于图4状态;继续逆时针旋转底座，使之完全水平，此时装备达到如图2所示的工作状态，完成整个布置过程。

4 结束语

基于非标准集装箱的某大型工程装备搭载方案具有一定通用性。本方案在保持集装箱角件及外部尺寸不变的情况下，通过技术改造使装备布置于集装箱内，集装备安装、调试、紧固、运输、使用、保护等多环节于一体，具有简便快捷、整体性好、经济性高的优点，大大提升装备运输、使用及维护的便捷性、经济性和安全性。