集装箱用D15H6橡胶支撑脚垫结构

　　做集装箱内部辅件设计快十二年，经手的缓冲支撑类零件少说有上百种，这类直径15毫米、高度6毫米的小型橡胶脚垫，是周转类集装箱内部最常用的辅件之一，很多刚入行的结构工程师容易忽略这类小零件的设计细节，总觉得就是个橡胶块随便画个圆柱就行，真到现场试装的时候，往往会因为脚垫的结构细节没处理好，出现装配后易脱落、缓冲行程不足、长期受压后永久变形量大的问题。

　　先从实际应用场景说，这类脚垫主要用在中小型周转集装箱的内部安装面，比如箱体内侧用来固定小型检测模块、布线槽、轻质内饰板的安装点位，作用有两个，一是填充安装面和被固定件之间的间隙，避免金属件直接硬接触，在集装箱吊装、转运、公路运输过程中，吸收路面颠簸、吊装晃动带来的小幅振动，避免被固定的轻质零件因为长期受振出现螺丝松动、焊点开裂的问题；二是起到一定的绝缘隔振作用，避免金属安装面和被固定件之间直接传导摩擦异响，尤其是运输精密电子类货品的周转箱，这类脚垫的隔振效果直接影响箱内货品的运输完好率。

　　再说到设计思路，这个脚垫的结构不是实心橡胶块，而是采用了带中心安装孔、内侧带环形沉槽的结构，很多新手画这类脚垫的时候会把中心孔做成直通孔，实际装配的时候就会发现，橡胶本身有弹性，直通孔的话穿螺丝的时候橡胶容易被螺丝螺纹刮蹭，安装的时候螺丝拧入的阻力很大，而且拧紧之后橡胶被径向挤压，会往安装面外侧溢料，时间长了挤压部位的橡胶容易出现老化开裂。这个结构的中心孔做了适配M4安装螺丝的孔径，孔的入口处做了微小的倒角，既方便螺丝快速导入，也能避免螺丝拧入的时候刮伤橡胶内孔壁。内侧的环形沉槽设计，是为了给橡胶受压的时候预留变形空间，当螺丝拧紧、被固定件压在脚垫上的时候，橡胶受到轴向压力会往沉槽的空间内形变，不会因为无处释放形变导致脚垫整体被压溃，也能保证脚垫和两个安装面之间的贴合度，不会出现局部悬空的问题。

　　外形尺寸和安装边界这块，直径15毫米的尺寸是匹配常规的小型安装点位设计的，这个尺寸的脚垫，单颗的额定静载荷在80牛左右，完全能满足单个轻质内饰件、小型布线槽的支撑需求，不会因为载荷过大出现过度压缩。高度6毫米的设计，是考虑到集装箱内壁的喷涂厚度、被固定件的安装面平面度误差，预留了足够的压缩余量，正常安装时螺丝拧紧后脚垫的压缩量控制在1.5毫米左右，这个压缩量下橡胶的回弹性能最好，既能保证足够的支撑力，也能起到最优的缓冲效果。安装的时候需要注意，这类脚垫的安装面不需要额外涂胶，靠中心孔穿螺丝固定即可，脚垫的外侧端面做了细微的磨砂纹理，和被固定件接触的时候能增加摩擦力，避免长期振动下出现脚垫移位的问题。

　　从材料特性的角度说，这类橡胶脚垫采用的是中等硬度的丁腈橡胶，邵氏硬度控制在55度左右，这个硬度的橡胶既不会因为太软导致支撑不足，也不会因为太硬失去缓冲效果，耐老化性能、耐低温性能都能满足集装箱户外存放、跨区域运输的使用需求，在-30℃到60℃的环境温度范围内，橡胶的弹性变化率不会超过15%，不会出现低温变硬脆裂、高温软化变形的问题。很多人在选型的时候会盲目选更软的橡胶，觉得软的缓冲效果好，实际上太软的橡胶在长期受压后永久变形量会超过30%，用不到半年就会失去弹性，导致被固定件出现松动；而太硬的橡胶缓冲效果差，和硬接触没有区别，完全起不到隔振的作用。

　　另外在建模的时候，这类橡胶件的边缘都做了R0.5的圆角处理，不要做尖锐的直角边，一是生产的时候橡胶模压成型更容易脱模，不会出现边缘缺料的问题；二是安装的时候不会因为尖锐的边缘割伤安装人员的手，也不会在长期受压的时候出现边缘应力集中导致的开裂。中心孔的深度和脚垫的高度保持一致，沉槽的深度控制在2毫米，槽的直径比中心孔大6毫米，这个尺寸比例是经过多轮试装验证的，既能保证足够的变形空间，也不会因为槽太大导致脚垫的支撑强度不足。实际装配测试的时候，这类脚垫在1000次连续振动测试后，永久变形量不超过10%，完全能满足集装箱5年以上的使用周期要求，不需要频繁更换维护。