瓦楞纸箱结构设计.ppt

第四节 瓦楞纸箱强度设计,一、影响瓦楞纸箱强度的因素 基本因素包括： 原纸强度 瓦楞楞型 瓦楞纸板种类 瓦楞纸板含水率 流通领域中外界环境的影响 可变因素包括： 箱型与箱形（尺寸比例） 印刷面积与开孔位置 瓦楞纸箱制造技术 制箱设备缺陷 质量管理。,二、抗压强度 1、抗压强度,图5-72 瓦楞纸箱抗压试验曲线,2、瓦楞纸箱抗压强度计算 （1）凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式 A.凯里卡特公式：一般凯里卡特公式如下： 式中 瓦楞纸箱抗压强度，N 瓦楞纸板原纸的综合环压强度，N/ 瓦楞常数 瓦楞纸箱周边长， 纸箱常数,其中瓦楞纸板原纸的综合环压强度计算公式如下： 式中 面纸环压强度测试值，N/0.152m 瓦楞芯纸环压强度测试值，N/0.152m 瓦楞收缩率，即瓦楞芯纸原长度与面纸长度之比 对于单瓦楞纸板来说，公式（5-21）为： 对于双瓦楞纸板来说，公式（5-21）为：,B. 凯里卡特简易公式：凯里卡特公式的计算需要用到方根，所以显得非常复杂。为使计算简化，可将公式（5-20）中的常数项进行合并，而且，一旦纸箱尺寸确定，其周长也可以作为常数处理，即 式中 瓦楞纸箱抗压强度,N 瓦楞纸板原纸综合环压强度,N/ 凯里卡特简易常数,C . 06类纸箱抗压强度计算公式： 06类纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 06类纸箱抗压强度,N 主体箱板抗压强度,N 端板抗压强度,N 其中计算公式为: 式中 与主体箱板同材质0201纸箱抗压强度,N 与端板同材质0201纸箱抗压强度,N 瓦楞纸箱长度外尺寸, 瓦楞纸箱宽度外尺寸,D. 包卷式纸箱抗压强度计算公式 包卷式纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 包卷式纸箱抗压强度，N 用凯里卡特公式计算的0201纸箱抗压强度，N 摇盖长度， 纸箱宽度外尺寸， 另外，也有直接利用综合环压强度计算包卷式纸箱抗压强度的计算公式： 式中 包卷式纸箱抗压强度，N 瓦楞纸板原纸综合环压强度值，N/ 瓦楞常数 纸箱长度外尺寸， 纸箱宽度外尺寸， 纸箱高度外尺寸， 印刷影响系数,E.其他箱型抗压强度计算 部分箱型可按下式计算： 式中 其他箱型抗压强度，N 0201型箱用凯里卡特公式计算的抗压强度，N 箱型抗压强度指数 图5-73为纸箱箱型抗压强度指数值，以0201箱抗压强度指数为100%,图5-73 纸箱箱型抗压强度指数值 （注：WA为包卷式纸箱）,（2）马丁荷尔特（Maltenfort）公式 马丁荷尔特公式根据瓦楞纸板内、外面纸的横向康哥拉平压强度（CLTO）平均值来计算瓦楞纸箱抗压强度。 公式如下： 式中： 瓦楞纸箱抗压强度，N 纸箱长度外尺寸， 纸箱宽度外尺寸， 纸箱高度外尺寸， CLTO内、外面纸横向平压强度平均值，N 由于康哥拉平压强度测试仪的使用在国际上并不普及，所以马丁荷尔特公式未广泛应用,（3）沃福（Wolf）公式 沃福公式以瓦楞纸板的边压强度和厚度作为瓦楞纸板的参数，以箱体周边长、长宽比和高度作为纸箱结构的因素来计算瓦楞纸箱的抗压强度。公式如下： 式中 瓦楞纸箱抗压强度，N 瓦楞纸箱边压强度，N/m 瓦楞纸板厚度， 纸箱周边长， 纸箱长宽比 纸箱外高度尺寸，,（4）马基（Makee）公式 马基公式把瓦楞纸板的边压强度和挺度作为影响瓦楞纸箱强度的主要因素，而且认为纸箱抗压强度随纸箱周边长的平方根而变化。 式中 瓦楞纸箱抗压强度，N 瓦楞纸板边压强度，N/m 瓦楞纸板纵向挺度，mNm 瓦楞纸板横向挺度，mNm 纸箱周边长， 为了简化起见，又有将纸板厚度代替挺度的马基简易公式： 式中 瓦楞纸板厚度，cm 纸箱周边长， 类似的包卷式纸箱抗压强度计算公式如下： 式中 包卷式纸箱抗压强度，N/m 常数 瓦楞纸板边压强度，N/m 瓦楞纸板厚度， 瓦楞纸箱周边长， 纸箱长宽比 常数,（5）APM计算公式 从公式（5-33） 令 则 式中 纸箱抗压强度，N 纸箱强度系数 纸箱周边长， 因为纸箱的抗压强度可以考虑为各个垂直箱面所承担的抗压强度的组合，所以如果用各个独立的垂直箱面宽度来代替纸箱周边长，上式中的值误差不会大于5%。为方便计，上式可改为： 式中 箱面强度系数 垂直箱面宽度， 又令 同时考虑箱面印刷对抗压强度的影响，则上式又可变为 式中 纸箱抗压强度，N 印刷强度影响系数 箱面种类系数 纸板强度系数 垂直箱面宽度，,（6）由原纸强度计算纸板强度的公式 式中 瓦楞纸板边压强度，N/m 外面纸环压强度，N/0.152m 内面纸环压强度，N/0.152m 瓦楞芯平压强度，N/0.152m,三、载荷 1、载荷 载荷和抗压强度都是纸箱设计中的主要依据，而两者相比之下，载荷在现代包装中更有实用价值。 载荷计算公式如下： 式中 载荷，N 载荷系数 单件纸箱包装总质量， 流通过程中最大有效堆码高度， 瓦楞纸箱高度外尺寸， 根据流通条件（时间、湿度、振动等）不同，载荷系数可在1范围内变化。,2、最大堆码层数 商品在仓库内的保管费用，取决于商品在仓库内的占地面积，所以为了尽可能减少商品的占地面积，提高仓储面积利用率，就应该充分利用仓库的最大空间高度来堆码。为此，瓦楞纸箱结构就要具有一定的强度，使位于底层的瓦楞纸箱不致于在上层纸箱的重力作用下压坏变形。因此，最大堆码层数既决定了仓储的经济性，也决定了瓦楞纸箱的必要强度。 （1）无托盘堆码的最大堆码层数 如图5-78所示，在无托盘堆码时，最大堆码层数为 式中 最大堆码层数 流通过程中最大有效堆码高度， 纸箱高度外尺寸， 将上式代入公式 则 式中 纸箱载荷，N 载荷系数 单个纸箱包装总质量 最大堆码层数,图5-78 最大堆码层数,（2）托盘堆码的最大堆码层数 从图5-78可见，托盘堆码时，最大堆码层数的确定比较复杂。主要取决于下列因素： 流通过程中最大有效堆码高度， 托盘高（厚）度， 托盘包装的最大高度， 纸箱高度外尺寸， 由于涉及因素较多，所以采用逐步试算法。计算过程如下： a. 式中 单个托盘包装中最大纸箱堆码层数 b. 式中 流通过程中最大有效堆码高度下可堆码最少的托盘包装的层数,c. 式中 仓储中纸箱可能的最大堆码层数 d. 式中 仓储堆码可能的托盘包装层数 e. 式中 可以考