運(yùn)輸包裝課程設(shè)計(jì)-東北林業(yè)大學(xué).doc

Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐整體方案運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)課程名稱：運(yùn)輸包裝技術(shù)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)作者： XXX 專業(yè)班級(jí)： 包裝二班 指導(dǎo)教師： 李琛 設(shè)計(jì)日期： 2015.7.20 目錄（一）設(shè)計(jì)說(shuō)明.2一、設(shè)計(jì)題目.2二、設(shè)計(jì)任務(wù).2 三、設(shè)計(jì)要求.2（二）設(shè)計(jì)內(nèi)容.2 一、產(chǎn)品特性簡(jiǎn)介及市場(chǎng)定位.2 二、產(chǎn)品運(yùn)輸流通環(huán)境分析及脆值的選擇.31.確定產(chǎn)品流通環(huán)境條件. .32.流通過(guò)程圖. .33.選擇產(chǎn)品脆值. .4 三、緩沖材料特性分析、確定緩沖材料.4 四、緩沖墊尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)單校核.51.緩沖襯墊面積與厚度計(jì)算. .52.緩沖襯墊校核. .53.緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). .6 五、設(shè)計(jì)瓦楞紙箱并校核其抗壓強(qiáng)度.7 六、紙箱結(jié)構(gòu)圖及裝潢圖.91.紙箱結(jié)構(gòu)展開圖. .92.紙箱外觀裝潢設(shè)計(jì). .9（三）包裝件測(cè)試實(shí)驗(yàn)大綱.10（四）課程設(shè)計(jì)總結(jié).11（五）主要參考文獻(xiàn).12（一）設(shè)計(jì)說(shuō)明一、設(shè)計(jì)題目：Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐整體方案運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1設(shè)計(jì)緩沖包裝墊尺寸與結(jié)構(gòu) 2設(shè)計(jì)外包裝瓦楞紙箱的尺寸與結(jié)構(gòu) 3設(shè)計(jì)包裝件測(cè)試實(shí)驗(yàn)大綱三、設(shè)計(jì)要求1運(yùn)輸包裝符合包裝模數(shù)（查國(guó)標(biāo)）；2緩沖襯墊結(jié)構(gòu)應(yīng)合理；5繪圖比例：（1）緩沖襯墊結(jié)構(gòu)圖：1:N（A4標(biāo)準(zhǔn)圖紙，比例需標(biāo)明） （2）紙箱結(jié)構(gòu)圖：1:N（A4標(biāo)準(zhǔn)圖紙，比例需標(biāo)明） （3）紙箱三維效果圖：1:N（A4標(biāo)準(zhǔn)圖紙，比例需標(biāo)明） （二）設(shè)計(jì)內(nèi)容一、產(chǎn)品特性簡(jiǎn)介及市場(chǎng)定位微波爐是一種大功率電器,但因微波可以穿透玻璃、陶瓷、塑料等餐具,同時(shí)從四周向食品輻射,使食品內(nèi)的水分子感應(yīng)運(yùn)動(dòng)加熱,時(shí)間短,幾乎沒有媒介損耗,熱能轉(zhuǎn)換和利用效率高。據(jù)紐約電能協(xié)會(huì)調(diào)研和國(guó)內(nèi)測(cè)試結(jié)果顯示,同等烹飪條件下,微波爐比普通電爐平均節(jié)能82% ,比煤氣爐節(jié)能65%。隨著微波爐安全、衛(wèi)生、省時(shí)、節(jié)能、方便優(yōu)點(diǎn)的廣泛宣傳及烹飪習(xí)慣的進(jìn)步,微波爐必將普及千家萬(wàn)戶。所以隨著微波爐的普及，要對(duì)其包裝進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，不管是外形，保護(hù)性能都要有所提高，使微波爐在運(yùn)輸過(guò)程中收到更好的保護(hù)，以免損壞微波爐的性能和外觀輪廓，其安全被送到使用這手中。目前很多廠家在微波爐運(yùn)輸包裝時(shí)，都是將其用塑料薄膜包裹，然后在包裝箱內(nèi)放置EPS作為緩沖材料，裝入微波爐后在箱外打緊包裝捆帶。但是EPS不環(huán)保，采用非環(huán)保的發(fā)泡材料來(lái)作為緩沖材料，其廢棄物體積很大且回收困難，用其他的方法處理也會(huì)或多或少對(duì)環(huán)境造成一定的污染。因此，該材料在許多國(guó)家已經(jīng)被禁止，我國(guó)也在逐步禁止使用該材料。有些商家為了環(huán)保采用瓦楞紙板、蜂窩紙板、珍珠棉作為緩沖包裝材料，但是用以上材料大大提高了生產(chǎn)成本，而且他們的緩沖性能與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，不容易選擇合適的結(jié)構(gòu)。二、產(chǎn)品運(yùn)輸流通環(huán)境分析及脆值的選擇1.確定產(chǎn)品流通環(huán)境條件 包裝件在運(yùn)輸流通中所經(jīng)歷的一切外部因素統(tǒng)稱為流通環(huán)境條件。包裝技術(shù)就是要確保產(chǎn)品由一地向另一地運(yùn)送時(shí)不受經(jīng)濟(jì)上和功能上的意外損失。對(duì)產(chǎn)品可能遭遇的條件作考察與評(píng)價(jià)，是包裝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。流通過(guò)程的基本環(huán)節(jié)有：裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)（分人工和機(jī)械兩種方式）、運(yùn)輸環(huán)節(jié)、貯存環(huán)節(jié)。而對(duì)于Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐來(lái)說(shuō)，其流通環(huán)境分析如下： （1）在裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)中，由于此電磁爐的銷售遍及全國(guó)乃至全球任何地方，其銷售范圍非常的廣泛，所以既可能有短流程運(yùn)輸也可能包括較長(zhǎng)流程的運(yùn)輸。以為流程越長(zhǎng)，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運(yùn)次數(shù)就越多，所以對(duì)此商品的包裝件造成的損害就越大。裝卸作業(yè)中既可能有人工裝卸也有機(jī)械裝卸，所以要中和考慮到拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機(jī)的突然啟動(dòng)和過(guò)急的升降都會(huì)造成電磁爐的跌落損害。 （2）運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，由于此微波爐的銷售范圍廣，既要有長(zhǎng)途運(yùn)輸也要有短途運(yùn)輸，所以涉及到的交通工具種類比較多，包括汽車、火車、船舶、飛機(jī)和電瓶拖車、鏟（叉）車、手推車等。運(yùn)輸過(guò)程對(duì)貨物包裝件造成的損害原因有：沖擊、振動(dòng)、氣候條件和其他原因等。 一般此產(chǎn)品從包裝車間要經(jīng)鏟車、電瓶車運(yùn)送到倉(cāng)庫(kù)中，此時(shí)運(yùn)輸工具的啟動(dòng)、變速、轉(zhuǎn)向、剎車會(huì)使產(chǎn)品改變速度，導(dǎo)致沖擊損壞；當(dāng)產(chǎn)品有倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送到鐵路上及鐵路運(yùn)輸過(guò)程中，由于交通工具會(huì)受到路面狀況、路軌接縫、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、等因素影響，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。而且此過(guò)程中還會(huì)受到氣候變化的影響等等。 （3） 貯存環(huán)節(jié) 貯存方法、堆碼重量、高度、貯存周期、貯存地點(diǎn)、貯存環(huán)境（如光、風(fēng)、雨、蟲、霉、鼠、塵、有害氣體等）直接影響產(chǎn)品包裝件的流通安全性。倉(cāng)庫(kù)的建筑結(jié)構(gòu)型式對(duì)貯存環(huán)境中溫度、濕度、氣壓等因素影響甚大。2. 流通過(guò)程圖：此圖可以是Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐實(shí)際流通過(guò)程中的一種有效途徑，在此流通鏈中包括卡車、火車等交通工具的運(yùn)輸，多次人工或機(jī)械搬運(yùn)，若干次倉(cāng)貯堆碼作業(yè)。商店鐵路終點(diǎn)站 0.58km商店貨棧鐵路貨場(chǎng)成品倉(cāng)庫(kù)包裝車間鏟車貨車卡車混放電瓶車卡車堆4層堆碼6層 卡車混放柏油路水泥路 石子路6040015km商店0.5km6kmkm 人力車混放堆8層貯存4周 3.選擇產(chǎn)品脆值 脆值是產(chǎn)品經(jīng)受振動(dòng)和沖擊時(shí)表示其強(qiáng)度的定量指標(biāo)，又稱產(chǎn)品的易損度。此值表示產(chǎn)品對(duì)外力的承受能力。確定脆值的方法有脆值實(shí)驗(yàn)法和經(jīng)驗(yàn)估算法等，由于條件不允許，在此只能通過(guò)查閱相關(guān)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)產(chǎn)品的脆值。由書P88表4-2和表4-3查得微波爐的G值取80g。 圖1 Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐 由此，我們可以知道，在運(yùn)輸過(guò)程中，該微波爐的主要受力部位是上下的四個(gè)角部分。因此，我選用的是局部緩沖包裝。三、緩沖材料特性分析、確定緩沖材料 緩沖包裝材料的性能在很大程度上取決于所選用的緩沖材料的力學(xué)特性。因此，要設(shè)計(jì)出一個(gè)優(yōu)良的緩沖包裝系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，需要在緩沖包裝的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析中，充分了解緩沖材料的力學(xué)性能，根據(jù)待包裝產(chǎn)品特性和流通環(huán)境的輸入影響，合理選用緩沖包裝材料。對(duì)于小型家電類產(chǎn)品常用的緩沖包裝材料一般為泡沫塑料，包括泡沫聚苯乙烯（PS）、泡沫聚乙烯（PE）、泡沫聚氨酯塑料（PU）、泡沫聚氯乙烯(PVC)等。本設(shè)計(jì)中Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐的質(zhì)量為20kg，外形尺寸為595372385mm，選擇的脆值為80g。四、緩沖墊尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)單校核（撓度，蠕變）1.緩沖襯墊面積與厚度計(jì)算 產(chǎn)品質(zhì)重20kg，脆值為G=80，設(shè)計(jì)跌落高度為h=90cm , 底面積595372mm。 （1）假設(shè)采用全面緩沖，即襯墊面積為A=2213.402。襯墊最大應(yīng)力為： m=GW/A=80209.8/2213.40=7.08(N/cm2)=70.8（kPa） 在書P88圖5-10的橫軸上取m=70.8kPa的點(diǎn)，并向上作垂線，C-m曲線最低點(diǎn)在這條垂線上的材料為泡沫聚苯乙烯塑料，其密度為0.033g/cm2，C=5，最低點(diǎn)的m=70kPa，故襯墊厚度為：T=CH/G=590/80=5.625（cm） （2）若采用局部緩沖，因?yàn)镃min=，m=70kPa=7N/cm2。所以，緩沖襯墊的面積為： A=WG/m=59.880/7=560（cm2）襯墊的厚度：T=CH/G=590/80=5.625（cm） 2.緩沖襯墊校核 （1）撓度校核。襯墊尺寸的面積與厚度之比超過(guò)一定比值時(shí)，襯墊容易撓曲線或變彎，大大降低襯墊的負(fù)重能力。襯墊的最小承載面積與厚度應(yīng)滿足： /（1.33T）21 或（1.33T）2 因?yàn)?A/4= 140（cm2）（1.33T）2=55.97（cm2），可知計(jì)算所得襯墊面積是穩(wěn)定的，合理的。 （2）蠕變量校核。緩沖材料在長(zhǎng)時(shí)間的靜壓力作用下，其塑性變形量會(huì)隨時(shí)間的增加而增加，這種蠕變使襯墊厚度變小，緩沖能力下降，所以設(shè)計(jì)襯墊尺寸應(yīng)加一個(gè)蠕變補(bǔ)償值，稱為蠕變?cè)隽緾r。 Tc=T(1+Cr)= 5.625（1+10%）=6.19（cm） 式中：Tc修正后的厚度cm; T原設(shè)計(jì)厚度cm; Cr蠕變系數(shù)%（這里取10%）經(jīng)過(guò)以上校核，最后計(jì)算所得緩沖襯墊尺寸為厚度T=6.19(cm)，面積A=560（cm2）。同時(shí)，由于我設(shè)計(jì)的緩沖襯墊為立方體結(jié)構(gòu)，所以，各個(gè)面上的承載面積相同，只需要滿足最小承載面積即可。故每塊角墊的承載面積及長(zhǎng)度為： A1=A/4=140cm2，L=12cm3.緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（用Pro/E軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖）因產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀和尺寸不同，緩沖包裝的緩沖墊的結(jié)構(gòu)形式可分為全面緩沖包裝、局部緩沖包裝和懸掛式緩沖包裝三種方法。由于微波爐屬于尺寸、結(jié)構(gòu)規(guī)則的中小型包裝件，考慮到節(jié)約材料降低成本等因素，所以其緩沖包裝選用局部緩沖形式。 圖2 緩沖角襯立體圖 圖3 緩沖襯墊三視圖 圖4 襯墊與產(chǎn)品裝配圖五、設(shè)計(jì)瓦楞紙箱并校核其抗壓強(qiáng)度 Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐的質(zhì)量為20kg，最大尺寸595372385mm，在國(guó)內(nèi)外均有銷售，儲(chǔ)存期在半年以上，除電磁爐外，箱內(nèi)還有泡沫緩沖襯墊，內(nèi)裝物外廓外廓尺寸為658432445mm。 (1)選用箱型為0201型瓦楞紙箱。因?yàn)橹荛L(zhǎng)太大，所以采用二頁(yè)箱。 (2)瓦楞紙板。選用C等瓦楞紙板，楞型為AB型，內(nèi)裝物質(zhì)量為20kg，最大綜合尺寸為1535mm，根據(jù)瓦楞紙板表7-7（GB6543-86），即應(yīng)選用第二類第三種雙瓦楞紙板，其代號(hào)為。根據(jù)表7-6，的技術(shù)指標(biāo)為耐破強(qiáng)度1373kPa，邊壓強(qiáng)度為8330N/m,戳穿強(qiáng)度為9.8J。 根據(jù)表7-1，選用C等箱板紙，其耐破指數(shù)為1.5kPam/g，環(huán)壓指數(shù)為6Nm/g。內(nèi)、外面紙的定量取320g/m，中間墊紙的定量取280g/m。根據(jù)表7-2，選用C等瓦楞芯紙，兩層瓦楞的定量均取160g/m，其環(huán)壓指數(shù)為5Nm/g。按照選用的箱板紙，瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度為 P=0.95 =0.95（1.5320+1.5280+1.5320）=1311kPa 根據(jù)（表7-2）選用的箱板紙和瓦楞芯紙，瓦楞紙板的定量取1400g/,粘合劑的定量為100g/m。（3） 瓦楞紙箱的尺寸。內(nèi)裝物的外廓尺寸為 L0658 (mm)，B0432 (mm)，H0445（mm） 公差X0取56mm由此確定的紙箱箱內(nèi)尺寸： L L0X06586664（mm）B B0X04326438（mm）H H0X04455450（mm）二頁(yè)箱長(zhǎng)度與寬度方向的伸長(zhǎng)量X按表7-10取值，搖蓋伸放量取5mm，接頭尺寸J取50mm，于是紙箱的制造尺寸：L1=L+X=664+9=673（mm） L2=L+X=664+6=670(mm)B1=B+X=438+9=447（mm） B2=B+X=438+5=443(mm)H=H+X=450+18=468（mm） 外搖蓋制造尺寸： F=B/2+X=444/2+5=227（mm） 接頭(舌邊)尺寸J取50mm。長(zhǎng)度和寬度方向的加大值取10mm，高度方向取上限12mm，由此確定的紙箱外尺寸為: = L1+X=673+10=683（mm）= L2+X=670+10=680（mm）= B1+X=447+10=457（mm）= B2+X=443+10=453（mm）= H+X=468+12=480（mm） (4)瓦楞紙箱的結(jié)構(gòu)。 瓦楞紙板的面積： A=(L1+L2+B1+B2)(H+F2)+JH=(673+670+447+443)(468+2272) +5048010-6=2.08（m2） 瓦楞紙板的重量：W=QA=1500g/m2.08/1000=3.12（kg） 選用粘合劑粘合，使用的粘合劑主要是具有速干性的醋酸乙烯粘合劑瓦楞紙箱的堆碼強(qiáng)度。 瓦楞紙箱的周長(zhǎng)為 Z=L1+L2+B1+B2= 2233（cm） 瓦楞紙箱的綜合環(huán)壓強(qiáng)度為 =（63202+6280)+（51.6160+51.4160） =79.2(N/cm) 楞常數(shù)取13.36，箱常數(shù)取0.66，瓦楞紙箱的的抗壓強(qiáng)度為 =1.8679.2(13.364/223.3)2/3223.30.66 =8368(N) 貨物重量W是內(nèi)裝物重量和紙箱重量之和，其值為：W=（20+3.12）9.8 =226.6（N） 堆碼高度取450cm，安全系數(shù)取2，紙箱的堆碼載荷為P=KW(h/H)-1=2226.6（450/46.8-1）=3904(N) 因?yàn)榭箟簭?qiáng)度比堆碼載荷大得多，所以這個(gè)瓦楞紙箱具有足夠的堆碼強(qiáng)度。六、紙箱結(jié)構(gòu)圖及裝潢圖1.紙箱結(jié)構(gòu)展開圖（用CAD軟件繪制并標(biāo)明主要尺寸，單位mm）圖5 紙箱結(jié)構(gòu)展開圖2.瓦楞紙箱的外觀裝潢設(shè)計(jì)（用PhotoShop軟件設(shè)計(jì)三維效果圖）圖6 紙箱外觀裝潢設(shè)計(jì)圖（三）包裝件測(cè)試實(shí)驗(yàn)大綱1.分析電磁爐在運(yùn)輸過(guò)程中的主要影響因素有：（1）在從包裝間運(yùn)出時(shí)，需用集合托盤叉車搬運(yùn)，手工裝卸等，發(fā)生跌落的機(jī)會(huì)較多； （2）在運(yùn)輸中可能經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離的汽車運(yùn)輸，包裝件會(huì)承受垂直方向的沖擊與振動(dòng)；（3）運(yùn)送途中也有一定距離的火車運(yùn)輸，包裝件將經(jīng)受水平方向的沖擊； （4）倉(cāng)庫(kù)存放期間，倉(cāng)庫(kù)中的動(dòng)物、蟲害等生物因素對(duì)包裝件的影響等；2. 所需進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目主要有： （1）環(huán)境試驗(yàn)：抵抗各種氣候環(huán)境的能力及包裝對(duì)產(chǎn)品保護(hù)性能的試驗(yàn)。 如：溫濕度試驗(yàn)（在-18C的條件下，放下置24h。）、噴淋試驗(yàn)（噴淋0.5h）等。（2） 振動(dòng)試驗(yàn)：抵抗振動(dòng)的能力及包裝抗振性能的試驗(yàn)。 如：定頻振動(dòng)，堆碼4m，連續(xù)加振1h。（3） 沖擊試驗(yàn)：抵抗各種沖擊的能力及包裝緩沖性能的試驗(yàn)。 如: 沖擊速度1.8m/s，兩相對(duì)側(cè)面各受沖擊一次。（4）壓力試驗(yàn)：包裝件抵抗壓力的能力及包裝對(duì)產(chǎn)品保護(hù)性能的試驗(yàn)。 如：堆碼試驗(yàn)，堆碼高度4m，持續(xù)1周。（5）機(jī)械搬運(yùn)試驗(yàn)：是否適應(yīng)機(jī)械搬運(yùn)的要求及包裝對(duì)產(chǎn)品保護(hù)性能的試驗(yàn)。 如：叉車搬運(yùn)試驗(yàn)，相同速度，相同距離，搬運(yùn)1h。（四）課程設(shè)計(jì)總結(jié) 此次所設(shè)計(jì)的緩沖包裝其最終目的是保護(hù)產(chǎn)品，使產(chǎn)品在運(yùn)輸和銷售的過(guò)程中不受損壞，本設(shè)計(jì)在選定緩沖材料之后，通過(guò)計(jì)算得到了緩沖件的有效接觸面積和厚度，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了緩沖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)產(chǎn)品尺寸和緩沖件尺寸計(jì)算出了外包瓦楞紙箱的尺寸，使產(chǎn)品在包裝、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)流通過(guò)程中收到最大程度的保護(hù)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，比如有很多自己不了解的知識(shí)要通過(guò)查找文獻(xiàn)或上網(wǎng)搜尋，要自己讀過(guò)有關(guān)知識(shí)在進(jìn)行總結(jié)變成自己的知識(shí)，消耗了大把的時(shí)間。經(jīng)過(guò)一系列的查找知識(shí)和與同學(xué)討論解決設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，終于完成了設(shè)計(jì)。 當(dāng)然，在設(shè)計(jì)中還存在一些問(wèn)題。比如，有些數(shù)值需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，但由于條件有限，只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值估算出來(lái)。再比如，由于選擇材料不是十分恰當(dāng)，造成用料過(guò)