第二章包裝件的流通環(huán)境

1、第二章 包裝件的流通環(huán)境 一、流通環(huán)境對包裝件的作用和影響 包裝件 消費者 搬運 儲存裝卸 運輸 包裝件流通包裝件流通 包裝車間 成品倉庫 鐵路貨場 鐵路終點站 貨棧 商店 商店 商店 典型的流通過程 外界外界 因素因素 損害包裝的原因損害包裝的原因 沖擊沖擊裝卸時跌落，滑道或輸送帶上跌落，包裝時滾動，搬運時翻倒、拋擲，車輛在坑洼路裝卸時跌落，滑道或輸送帶上跌落，包裝時滾動，搬運時翻倒、拋擲，車輛在坑洼路 面上行駛。面上行駛。 振動振動路基上有規(guī)則的缺陷（路軌接縫、瀝青剝落），車輪不平衡，結(jié)構上的振動。路基上有規(guī)則的缺陷（路軌接縫、瀝青剝落），車輪不平衡，結(jié)構上的振動。 靜壓力靜壓力加固拉緊或

2、其它約束力，倉儲堆碼，鏟型起重運輸。加固拉緊或其它約束力，倉儲堆碼，鏟型起重運輸。 動壓力動壓力火車轉(zhuǎn)軌，堆垛共振，在滑道或運輸帶上受其它包裝物阻擋?；疖囖D(zhuǎn)軌，堆垛共振，在滑道或運輸帶上受其它包裝物阻擋。 扎刺扎刺誤用釣鉤、裝卸設備。誤用釣鉤、裝卸設備。 變形變形支撐或起吊不平衡。支撐或起吊不平衡。 升溫升溫暴曬，高溫環(huán)境。暴曬，高溫環(huán)境。 降溫降溫天寒，運輸中未保暖。天寒，運輸中未保暖。 低壓低壓海拔高，飛機機艙未充壓。海拔高，飛機機艙未充壓。 光照光照日光直接照射，光化學作用。日光直接照射，光化學作用。 水水儲存裝卸運輸時雨淋，船上污水與海水濺淋，潮濕或有水蒸汽環(huán)境，由熱變冷。儲存裝卸運輸

3、時雨淋，船上污水與海水濺淋，潮濕或有水蒸汽環(huán)境，由熱變冷。 生物生物微生物、真菌、霉菌、昆蟲、鼠害。微生物、真菌、霉菌、昆蟲、鼠害。 時間時間材料老化，泄露。材料老化，泄露。 污染污染灰塵、砂粒等外來物，產(chǎn)品滲漏?；覊m、砂粒等外來物，產(chǎn)品滲漏。 盜竊盜竊竊啟、偷換。竊啟、偷換。 放射性放射性材料放射線污染。材料放射線污染。 流通環(huán)境條件流通環(huán)境條件 物理因素物理因素生化因素生化因素人為因素人為因素 沖擊沖擊振動振動壓力壓力水水 溫度、溫度、 濕度變化濕度變化 輻射輻射蟲害蟲害野蠻裝卸野蠻裝卸偷盜偷盜 一、流通環(huán)境對包裝件的作用和影響 包裝的相容性 對于被保護的內(nèi)容產(chǎn)品，包裝本身是一種小環(huán)境，

4、要注意襯墊材料、輔助包裝材料等本身的材料特 性，以免引起質(zhì)量問題 包裝的保護性 除了保護產(chǎn)品外，還要保護環(huán)境，包裝必須嚴密， 防止泄露和滲透 包裝的安全性 包括信息流動的安全性，保證標志、條碼的正確 采集和讀取 一、流通環(huán)境對包裝件的作用和影響： 一、流通環(huán)境對包裝件的作用和影響： 由此可見，包裝同環(huán)境的關系十分密切。環(huán) 境條件對包裝的影響是多方面的，有時是十 分嚴酷的。包裝的目的就是要采取一定的技 術措施，有效地克服環(huán)境條件的影響，或?qū)?這種影響的程度降低到可以承受的程度。 二、流通環(huán)境中的特性分析 流通環(huán)境的沖擊特性 流通環(huán)境的振動特性 流通環(huán)境的氣象特性 典型 流通 環(huán)境 特性 分析 流

5、通環(huán)境的沖擊特性 流通環(huán)境流通環(huán)境 中的沖擊中的沖擊 翻滾翻滾 路面路面 不平不平 運輸工具啟動運輸工具啟動 動、轉(zhuǎn)向、變動、轉(zhuǎn)向、變 速、制動速、制動 貨物跌落貨物跌落 固定固定 不善不善 野蠻野蠻 裝卸裝卸 流通環(huán)境的沖擊特性 機械沖擊現(xiàn)象是造成包裝件受損的重要因素 確定沖擊環(huán)境就是確定包裝件的設計跌落高設計跌落高 度度 裝卸作業(yè)的沖擊特性 運輸過程中的沖擊 packageWeight (pounds) Type of Handling Suggested Drop Test Heights (inches) 0-20 21-50 one man throwing one man carr

6、ying 42 36 51-250 two men carrying30 251-500 501-1000 light equipment light equipment 24 light equipment 1001-up heavy equipment12 ASTM D-3332 運輸方式運輸方式包裝件質(zhì)量包裝件質(zhì)量/kg跌落高度跌落高度/mm 公路公路 鐵路鐵路 空運空運 10 1020 2030 3040 4050 50100 100 800 600 500 400 300 200 100 水運水運 15 1530 3040 4045 4550 50 1000 800 600 500

7、400 300 GB4857.5-84 流通環(huán)境的沖擊特性 This table describes drop height as a function of package weight and indicates that light packages will fall farther because they can easily be picked up and tossed about. Heavy packages, on the other hand, usually require mechanical handling and therefore will not be d

8、ropped as far. 流通環(huán)境的沖擊特性 The probability of a package being dropped from a high height is minimal. Most Packages receive many drops at low heights while relatively few receive more than one drop from higher heights. Unitized loads are subjected to fewer and lower drops than individual packages. Most

9、 packages are dropped on their bases. In most studies, base drops have averaged over 50% of the total number of drops. The heavier the package, the lower the drop height. The larger the package, the lower the drop height. Handholds reduce the drop height by lowering the container relative to the flo

10、or during handling. Labels such as fragile and handle with care have some effect, but can be considered minor. 流通環(huán)境的沖擊特性 由于包裝件發(fā)生跌落沖擊的現(xiàn)象很多，情況 也很復雜，許多研究者企圖通過各種試驗數(shù) 據(jù)進行統(tǒng)計分析，研究概率、經(jīng)驗公式等來 描述跌落沖擊現(xiàn)象中有關跌落高度、物品重 量、包裝尺寸以及跌落次數(shù)之間的關系，但 其都是在一定的環(huán)境條件下獲得，缺少普遍 的規(guī)律性，但是可以為合理化運輸包裝設計 提供一定的參考價值，為下一步的深入探討 普遍規(guī)律創(chuàng)造條件。 目前的經(jīng)驗公式 人

11、工裝卸 跌落高度同包裝件重量的關系 WH/300 W-包裝件重量(kg)，一般W16kg； H-跌落高度(cm)。 流通環(huán)境的沖擊特性 目前的經(jīng)驗公式 沖擊加速度同包裝件重量的關系 Gm=W- Gm包裝件經(jīng)受的最大加速度 經(jīng)驗常數(shù)，三種類別分別由三類數(shù)據(jù) 高沖擊現(xiàn)象 =801，=0.704 中沖擊現(xiàn)象 =203，=0.306 低沖擊現(xiàn)象 =53.2，=0.100 流通環(huán)境的沖擊特性 目前的經(jīng)驗公式 產(chǎn)品脆值與重量之間的經(jīng)驗公式 Gs=102.22W-0.40 式中： Gs產(chǎn)品的脆值 W 產(chǎn)品重量kg 這個公式接近于中沖擊現(xiàn)象公式 此外還有書上的圖表 流通環(huán)境的沖擊特性 機械裝卸 作業(yè)內(nèi)容作業(yè)內(nèi)

12、容 吊鉤速度吊鉤速度 （m/minm/min） 沖擊加速度沖擊加速度 （g g） 起吊上升起吊上升101013130.10.10.150.15 下降時緊急下降時緊急 制動制動 0.90.91.21.2 正常著地正常著地9 913130.50.51.41.4 快速著地快速著地 （離地（離地1010 90cm90cm） 1.01.07.57.5 起重機作業(yè)沖擊加速度起重機作業(yè)沖擊加速度 流通環(huán)境的沖擊特性 機械裝卸 叉車作業(yè)沖擊加速度叉車作業(yè)沖擊加速度 上下上下左右左右前后前后 行駛中的振行駛中的振 動動6 67km/h7km/h 鋪修路鋪修路 非鋪修路非鋪修路 0.20.21.31.3 0.60

13、.61.61.6 0.20.20.30.3 0.30.30.40.4 0.10.10.20.2 貨叉貨叉 上升開始上升開始 下降開始下降開始 下降停止下降停止 由由30cm30cm高度高度 落下落下 1.71.7 0.20.2 0.40.41.01.0 3 34 4 0.10.10.20.2 0.30.3 0.40.40.80.8 0.60.61.11.1 傾斜動作（前、后傾）傾斜動作（前、后傾） 1.21.21.91.9 流通環(huán)境的沖擊特性 結(jié)論 影響裝卸沖擊加速度的相關因素：影響裝卸沖擊加速度的相關因素： 作業(yè)內(nèi)容（起重機、叉車的不同作業(yè)），作業(yè)內(nèi)容（起重機、叉車的不同作業(yè)）， 裝卸速度，

14、裝卸速度， 貨物重量，貨物重量， 包裝件體積，包裝件體積， 裝卸方式，裝卸方式， 跌落高度。跌落高度。 返回 流通環(huán)境的沖擊特性 運輸過程中的沖擊 汽車運輸汽車運輸 路面狀況柏油路，土路，碎石路等； 車輛的起動、制動， 裝載穩(wěn)定性； 運行速度； 貨物重量。 流通環(huán)境的沖擊特性 貨車底板上面貨車底板上面托盤上面托盤上面裝貨最上層裝貨最上層 左右左右 前后前后 上下上下 0.90.9 1.51.5 1.31.3 1.51.5 1.51.5 9.59.5 9.09.0 6.06.0 貨車行駛時底板上面、托盤上貨車行駛時底板上面、托盤上 面、裝貨上層的沖擊值面、裝貨上層的沖擊值G 流通環(huán)境的沖擊特性

15、運輸過程中的沖擊 火車運輸 火車車輪駛過鋼軌接縫處產(chǎn)生的垂直沖擊 車廂連掛編組作業(yè)和啟動時產(chǎn)生的水平?jīng)_擊， 這種瞬態(tài)沖擊是鐵路運輸是造成包裝件損傷最 嚴重的因素 編組的撞擊現(xiàn)象產(chǎn)生很高的沖擊加速度 流通環(huán)境的沖擊特性 運輸過程中的沖擊 火車運輸 垂直沖擊鋼軌接縫 水平?jīng)_擊 掛鉤撞合車輛掛接速度 車輛牽引裝置緩沖性能 貨物重量 貨物堆碼高度及滿載度 流通環(huán)境的沖擊特性 流通環(huán)境的沖擊特性 運輸種運輸種 類類 運行情況運行情況 最大加速度（最大加速度（g g） 上下上下左右左右前后前后 鐵路貨鐵路貨 車車 運行中運行中30-30- 60km/h60km/h 軌道上軌道上 軌道接頭軌道接頭 處處 0

16、.10.10.40.4 0.20.20.60.6 0.10.10.20.20.10.10.20.2 一般起動和停車一般起動和停車 0.10.10.50.5 急剎車急剎車 0.60.60.90.9 0.10.10.80.81.51.51.61.6 緊急剎車緊急剎車2 21 1 3 34 4 減速減速0.60.61.71.70.20.21.01.00.20.20.50.5 貨車編組掛聯(lián)貨車編組掛聯(lián) 0.50.50.80.80.10.10.20.2 1.01.02.62.6 汽車汽車 運行中運行中 3040km/h3040km/h 鋪修路鋪修路 非鋪修路非鋪修路 0.20.20.90.9 1 13

17、3 0.10.10.20.2 0.40.41.01.0 0.10.10.20.2 0.50.51.51.5 越過越過2cm2cm高障礙高障礙1.61.62.52.51.01.02.42.41.11.12.32.3 以以353540km/h40km/h車速剎車車速剎車 0.20.20.70.7 0.60.60.70.7 以以505060km/h60km/h車速剎車車速剎車 0.20.2 0.30.30.70.70.80.8 流通環(huán)境的沖擊特性 A AB BC CD DE E平均平均 連掛速度連掛速度km/hkm/h5.55.5 5.75.75.75.75.65.66.96.9 5.885.88

18、貨車底板面貨車底板面 左右左右 前后前后 上下上下 0.40.4 1.61.6 0.80.8 0.60.6 1.51.5 0.60.6 0.70.7 1.71.7 0.70.7 0.40.4 1.51.5 0.60.6 0.50.5 2.12.1 0.90.9 0.40.4 1.71.7 0.70.7 托盤上面托盤上面 左右左右 前后前后 上下上下 0.80.8 1.71.7 0.80.8 0.40.4 1.41.4 0.70.7 0.30.3 1.71.7 1.11.1 0.40.4 1.41.4 0.80.8 0.60.6 2.02.0 1.51.5 0.50.5 1.61.6 1.01.

19、0 裝貨最上層裝貨最上層 左右左右 前后前后 上下上下 4.54.5 5.95.9 6.06.0 5.35.3 2.42.4 7.07.0 4.34.3 2.92.9 4.54.5 4.44.4 4.34.3 6.06.0 貨車連掛時的沖擊加速度貨車連掛時的沖擊加速度 流通環(huán)境的沖擊特性 運輸過程中的沖擊 飛機運輸 當飛機實施空運作業(yè)時，其沖擊現(xiàn)象主要產(chǎn)生 在飛機起飛、降落條件下或飛行途中遇到惡劣 氣候 沖擊加速度的數(shù)值大小取決于飛機類型及操作 水平 飛行中最嚴重的動態(tài)載荷是在惡劣天氣時產(chǎn)生 的亂流狀態(tài)下的沖擊現(xiàn)象，這種狀態(tài)下的動態(tài) 載荷與一般瞬態(tài)沖擊載荷不同，持續(xù)時間長， 由于載荷的疊加效應

20、，可能會產(chǎn)生較大的加速 度幅值 流通環(huán)境的沖擊特性 運輸過程中的沖擊 飛機運輸 起降過程 機種 風力風向，風速 最大加速度 可達14g 載重 駕駛技術 流通環(huán)境的沖擊特性 運輸過程中的沖擊 船舶運輸 以輪船進行海運作業(yè)，貨物受沖擊的情況將與水 域、氣象條件、船舶類型、物品裝載狀態(tài)等直接 相關。在正常的海運過程中，除了在貨物裝卸作 業(yè)中易發(fā)生沖擊載荷外，一般來說海上貨物運輸 經(jīng)受的沖擊力并不嚴重，其實數(shù)值相對較小 返回 流通環(huán)境中的振動 發(fā)動機發(fā)動機 固有振動固有振動 減震彈減震彈 簧性能簧性能 流通環(huán)境流通環(huán)境 中的振動中的振動 路面不平路面不平 鐵軌接縫鐵軌接縫 風浪風浪 氣流氣流 行駛速度

21、行駛速度 載重量載重量 流通環(huán)境中的振動特性 振動是包裝件在流通過程中受到的主要危害 之一 包裝件在流通中遭受的振動情況十分復雜， 它隨運輸工具（車、船、飛機）、運輸環(huán)境 （路面、波浪、氣流）、包裝件本身結(jié)構狀 態(tài)（材質(zhì)、尺寸、固有頻率等）以及裝載情 況的變化而變化 大多數(shù)參量隨時間變化為非確定因素，因此 運輸過程中的振動幾乎都是隨即的 流通環(huán)境中的振動特性 重要參數(shù)頻率，加速度； 影響因素運輸工具、運輸環(huán)境狀況、包 裝結(jié)構、裝載量等； 包裝件的振動復合的隨機振動 流通環(huán)境中的振動特性 汽車運輸中的振動 0.1 00.1 0.001 0.0001 0.00001 1 10100 曲曲線線A A

22、 曲曲線線B B 曲曲線線C C 曲曲線線D D 頻頻率率H Hz z 功功 率率 譜譜 密密 度度 g2/Hz 所示的頻譜圖描繪了兩種車型在不同載荷下以時速88.5千米行駛在某高 速公路上時的振動情況。 曲線A和B：裝載9072kg和18144kg貨物的彈簧減振汽車的振動情況 曲線C和D：裝載2268kg和8165kg貨物的空氣減振汽車的振動情況 流通環(huán)境中的振動特性 汽車運輸中的振動 圖中所示為一種典型的功率譜密度曲線。橫坐標為振動 頻率，縱坐標為功率譜密度，其單位分別為Hz和g2/Hz。 功率譜密度的物理意義在于可以看出不同頻率范圍上振 動能量的分布情況。由于功率譜密度函數(shù)同時包括隨機

23、過程的頻率成分和振動幅值成分的信息，在評價汽車在 行駛中對包裝件作用時具有極重要的實際意義。 0.00001 頻率 0.01 0.001 0.0001 110100 0.1 功率譜密度Hzg / 2 Hz 0.00001 頻率 0.01 0.001 0.0001 110100 0.1 功率譜密度 0.00001 頻率 0.01 0.001 0.0001 110100 0.1 功率譜密度Hzg / 2 Hz 流通環(huán)境中的振動特性 Figure Typical source of truck-bed vibrations 汽車運輸中的振動 流通環(huán)境中的振動特性 汽車運輸中的振動 In stack

24、resonance, the entire stack is bouncing, creating a destructive condition 流通環(huán)境中的振動特性 火車運輸中的振動 火車行駛中的振動與汽車相比有明顯的差別，主 要原因在于火車是在鋼軌上運行的，所以火車振 動存在一個周期性強迫振動，這是由鋼軌的接縫 引起的，而汽車振動受到路面狀況的影響，可以 說是一種隨機載荷引起的 當火車以120km/h速度行駛時，如果形成的強迫 振動輸入頻率為20Hz左右，則很容易出現(xiàn)共振， 從而加劇車體的搖晃和跳動 流通環(huán)境中的振動特性 運輸種類運輸種類 運行情況運行情況 最大加速度（最大加速度（g g

25、） 上下上下左右左右 前后前后 鐵路貨車鐵路貨車 運行時的振動運行時的振動 303060km/h60km/h 0.20.20.60.6 0.10.10.20.20.10.10.20.2 減速時的振動減速時的振動0.60.61.71.7 0.20.21.21.20.20.20.50.5 汽車汽車 一般公路一般公路 2020 40km/h40km/h 良好路面良好路面0.40.40.70.70.10.10.20.20.10.10.20.2 不良路面不良路面 1.31.32.42.4 0.40.41.01.0 0.50.51.51.5 鋪裝公路鋪裝公路 5050 100km/h100km/h 滿載滿

26、載 0.60.61.01.00.20.20.50.5 0.10.10.40.4 空載空載1.01.01.61.60.60.61.41.40.20.20.90.9 鐵路公路運輸時產(chǎn)生的振動鐵路公路運輸時產(chǎn)生的振動 流通環(huán)境中的振動特性 飛機運輸中的振動 發(fā)動機振動對飛機結(jié)構的激振 沿飛機結(jié)構外部的氣流擾動引起的激振 由于飛機的機動飛行以及著陸滑行時引起的振動 總的來說，發(fā)動機的類型及工作狀態(tài)，通常具有 高頻振動的特點，且振動加速度穩(wěn)定，數(shù)值較小 在穩(wěn)定飛行階段，各種飛機的頻率范圍在 1001000Hz 流通環(huán)境中的振動特性 發(fā)動機啟動發(fā)動機啟動 0.450.450.10.10.20.20.040

27、.040.040.040.060.06空載空載 滑行滑行 0.380.380.050.050.030.03 空載空載 飛行飛行 0.360.360.100.100.040.040.290.29 0.160.16 0.170.17 裝載裝載 轉(zhuǎn)彎盤旋轉(zhuǎn)彎盤旋 0.600.600.080.080.030.030.190.190.150.150.170.17 裝載裝載 垂直垂直 （g g） 縱向縱向 （g g） 橫向橫向 （g g） 垂直垂直 （g g） 縱向縱向 （g g） 橫向橫向 （g g） 著陸著陸0.400.400.140.140.180.180.160.160.150.15 空載空載 機

28、型機型 振動量振動量 飛行振動加速度測量實例飛行振動加速度測量實例 0.40 流通環(huán)境中的振動特性 船舶運輸中的振動 航行中的船舶是個自由彈性體，當受到外部干擾 時，會產(chǎn)生一個或若干個調(diào)諧共振，其外部激勵 來自： 柴油機的振動； 螺旋槳與主傳動軸系的轉(zhuǎn)動不平衡力； 其他輔機的振動 在正常航行時，平靜的海面上輪船只出現(xiàn)低強度 的振動，即低頻振動，振動加速度相對較小，對 運輸包裝件造成共振破壞的可能性很小，海浪引 起的低頻振動為0.030.2Hz 流通環(huán)境中的振動特性 頻率（頻率（HzHz）加速度（加速度（m/sm/s2 2） 上下上下左右左右前后前后上下上下左右左右前后前后 機機 艙艙 1717

29、9595 3535 128128 49.549.5 0.170.17 8.28.2 0.110.11 3 3 0.030.03 尾甲板尾甲板 21219595 3030 132132 4343 148148 0.10.1 2.82.8 0.020.02 2.22.2 0.020.02 0.040.04 前前 艙艙 2121 145145 3535 153153 3131 121121 0.020.02 0.250.25 0.010.01 4 42.12.1 0.0030.003 0.0140.014 后后 艙艙 4141 207207 1212 153153 45454848 0.010.01

30、 0.740.74 0.010.01 1.71.7 0.0060.006 0.0070.007 貨船振動數(shù)據(jù)貨船振動數(shù)據(jù) 流通環(huán)境中的振動特性 三種不同運輸方式的隨機振動功率譜密度PSD曲線 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1101001000 頻率頻率 HzHz 功率譜密度 g功率譜密度 g2 2/Hz/Hz 公路運輸公路運輸 鐵路運輸鐵路運輸 空運空運 流通環(huán)境中的振動特性 公路運輸鐵路運輸空運 頻率 Hz 強度 g2/Hz 頻率 Hz 強度 g2/Hz 頻率 Hz 強度 g2/Hz 10.0000510.0000120.0002 40.0120.001120.

31、01 160.01500.0011000.01 400.001900.00043000.00001 800.0012000.00001 2000.00001 加速度均方 根 g rms 0.520.291.09 流通環(huán)境中的振動特性 中國地區(qū)典型隨機振動功率譜密度PSD曲線 曲線A，載重量小于1,000kg； 曲線B，載重量1,000kg； 曲線C， 載重量1,500kg； 曲線D， 載重量4,500kg 隨機振動隨機振動PSD曲線曲線 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 110100 頻率頻率 Hz 功率譜密度功率譜密度 g2/Hz 曲線A曲線A 曲線B曲線B 曲線C

32、曲線C 曲線D曲線D 流通環(huán)境中的振動特性 曲線A曲線B曲線C曲線D 頻率 Hz 功率譜密 度 g2/Hz 頻率 Hz 功率譜密 度 g2/Hz 頻率 Hz 功率譜密 度 g2/Hz 頻率 Hz 功率譜密 度 g2/Hz 0.6360.0001870.6360.000220.6360.0004980.6360.000498 1.910.001312.540.00542.540.01122.540.0112 2.540.001283.180.005343.810.01243.810.0124 9.549.94E-0510.20.0001358.260.001426.360.00191 12.10

33、.00040513.40.000185140.0041710.20.00172 20.37.97E-0515.96.45E-05210.0044314.60.01355 23.50.00012422.90.0012933.70.00039217.20.00211 34.33.36E-0526.70.00031357.20.000682210.00443 66.80.0011237.50.0006971010.0004011004.34E-05 1036.29E-0557.90.00023 87.80.0068 1020.00152 加速度均方根 g rms 0.180.380.460.38 流通環(huán)境中的振動特性 振動性碰撞 如汽車行駛途中，未捆綁好的物品連續(xù)地間斷性 跳離車廂底板等 首次沖擊脈沖結(jié)束后，將發(fā)生第二次脈