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笔记本电脑运输包装设计 运输包装大作业2013-2014学年第2学期 题 目： 笔记本电脑运输包装设计 姓 名： 赵莎 班 级： 包装02班 学 号： 41102060225 指导教师： 张洪军 机电工程学院包装工程教研室 i摘 要此次设计对象是联想笔记本的运输包装设计，目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯（eps)与发泡聚乙烯（epe），此次设计选择发泡聚乙烯，并用cad、等软件绘图进行绘图，运输包装设计选用了0201型瓦楞纸箱进行尺寸和结构设计，并计算了该纸箱运输过程中需要满足的强度要求。集合包装设计进行了托盘和集装箱的选用和排列方式的分析。关键字：发泡聚乙烯； 缓冲包装； 校核；abstractthe object of design is lenovo laptop transportation packaging, it is widely used in computer packaging is expanded polystyrene (eps) and polyethylene foam (epe), this design choose foaming polyethylene, and the drawing software, such as cad, the transport packaging design choose the type 0201 corrugated carton to design the size and structure, and calculate the carton need to meet the requirements of the strength of the transport process. set packaging design for the tray and the selection and arrangement of the analysis of the container.key words: polyethylene foamed; cushion packaging; check目录摘 要i一、市场调研产品流通环境1（一）调研产品1（二）市场调研目的及结果1二、产品流通环境1（一）产品的流通区间1（二）主要运输方式1（三）卸载与搬运2（四）贮存环节3（五）流通环境的气象条件3三、产品特性分析3（一）产品外形尺寸3（二）产品重量4（三）易损件4（四）产品的脆值4（五）产品的固有频率4（六）包装要求5（七）内包装设计5四、缓冲包装设计5（一）缓冲材料的选择5（二）缓冲衬垫基本尺寸计算6（三）缓冲衬垫的校核6（四）缓冲结构设计7（五）缓冲结构设计图7（六）产品包装装配图7五、运输包装设计7（一）瓦楞纸板、瓦楞纸箱的选择7（二）内尺寸计算8(三)制造尺寸计算8（四）外尺寸计算10（五）堆码强度校核10（六）盒形展开图12六、集合包装设计12（一）托盘的选择12（二）包装件在托盘上的排列、堆码、固定方式12（三）托盘的表面利用率计算13（四）单个托盘包装的外尺寸13（五）集装箱的选择13（六）包装托盘在集装箱里面的排列14（七）利用率计算14七、总结14参考文献15附图16一、市场调研产品流通环境（一）调研产品联想ideapad s415 （二）市场调研目的及结果 随着经济持续发展，电脑在居民生活中的使用率越来越高，生产电脑的企业也越来越多。每个企业所应用的包装形式不尽相同，其目的，都是为保证产品在出厂到销售物流过程中免受损坏，并且吸引消费者购买本公司的产品，刺激消费者的购买欲望等。 调查结果显示，联想的包装使用eps作为缓冲衬垫的占调查总数的80%，使用纸浆膜作为缓冲衬垫的占调查总数的20%。使用提手和易开结构的销售包装占调查总数的40%，使用普通0201型瓦楞纸板的销售包装占调查总数的60%。二、产品流通环境（一）产品的流通区间 产地：北京 目的地：全国各地（二）主要运输方式运输是货物流通中的必要环节。笔记本在运输过程中主要采用三种运输方式：汽车运输、铁路运输、海运。汽车运输的冲击如下表2-1所示，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。表2-1汽车运动的冲击加速度内容最大加速度上下方向左右方向前后发现平坦道路0.40.70.10.20.10.2不平坦道路1.32.40.41.00.51.5满载0.61.00.20.50.10.4空载1.01.60.61.40.30.9铁路运输时产生的冲击如下表2-2所示。一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击。表2-2火车运动的冲击加速度内容最大加速度上下方向左右方向前后发现火车连挂的冲击0.10.20.10.20.20.7启动停车0.10.5货车之间的碰撞的冲击0.50.80.10.31.02.6海运受到的外部干扰主要是振动，一般说来，海运中有两个不同的振动级别较平静海面上稳定航行时的低强度振动；大风浪中或紧急操作航行时的高强度振动（三）卸载与搬运装卸作业包括人工与机械两种方式。一般说来，流通越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。一般产品的跌落高度如下表2-3所示，此次试验取产品的跌落高度定为80cm。表2-3包装件跌落试验规定高度运输方式包装件质量/kg跌落高度/mm公路铁路空运100100装卸搬运的影响：（1）装卸搬运是使货物产生垂直和水平方向上的位移，货物在移动过程中受到各种外力作用，如振动、撞击、挤压等，容易使货物包装和货物本身受损，如损坏、变形、破碎、散失、流溢等。（2）装卸搬运特别是装卸作业，货物要发生垂直位移，不安全因素比较多。实践表明物流活动中发生的各种货物破失事故、设备损坏事故、人身伤亡事故等，相当一部分是装卸过程中发生的。（3）在货物运输过程中，完成一次运输循环所需的时间，在发运地的装车时间和在目的地的卸车时间占有不小的比重，特别是在短途运输中，装卸车时间所占比重更大，有时甚至超过运输工具运行时间，所以缩短装卸搬运时间，对加速车船和货物周转具有重要作用；在仓储活动中，装卸搬运效率对货物的收发速度和货物周转速度产生直接影响。（四）贮存环节储存是商品流通链中重要的一环。储存方法、堆码重量、堆码高度、储存周期、储存地点、储存环境等，会直接影响产品的流通安全性。影响：商品在储存期间，质量会不断发生变化，特别是在不利的环境因素的作用下，劣变的速度会加快，如不能及时发现和处理，会造成严重损失，因此，对于贮存的商品要做定期和不定期、定点和不定点、重点和一般相结合的质量检查制度，并根据检查结果随时调节储存条件，减慢商品的劣变速度。（五）流通环境的气象条件温度影响：产品在流通过程中，虽然产品在北京，销售范围为全国各地，含盖了几个气候带，温度随地域的变化比较平缓，但包装件常常在较短时间经历较剧烈的温度变化，在这种温度变化下，泡沫缓冲衬垫的缓冲系数随温度变化而有显著变化。湿度的影响：纸塑类包装产品对湿度有为敏感，计算机显示器为电子产品，为防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂以达到防潮的目的。水的影响:露天存放时，雨、雪在货物表面连续渗透，水运中波浪飞溅会打湿会打湿货物，暴风使雨水极易渗进货物内部，因此在进行包装产品设计时，应考虑流通环境条件，应有严密的防水措施和较好的防雨能力。三、产品特性分析 （一）产品外形尺寸 产品的外形如图1所示，其长333mm，宽241mm, 高8.521mm. 图1（二）产品重量 1.8kg （三）易损件 屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。也就是显示器内部的显像管和玻璃屏 幕。（四）产品的脆值 脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。在课程设计中我们通过查资料、比较同类产品的脆值来确定。通过比较日本、英国同类产品的脆值，依据下表3-1确定本次的产品脆值取g=70g。表3-1 常见产品脆值的选择g品名10以下大型电子计算机1120高级电子仪器、晶体振荡器、精密测量仪器2140大型电子管、变频装置、一般电子仪器、一般精密仪器、洗衣机4160飞机装备品、小型电子计算机、自动记录仪、大型电讯装置、电视机、电冰箱、一般计算器、室内空调、清洁取暖器、大型录音机、挂钟、手表6180煤油热风扇、缝纫机、直管灯、电动圆盘记忆装置、lp、灯泡、真空管、磁带录音机、荧光灯、暖水瓶、照相机81100吸尘器、舞台灯光控制器、音频放大器、音频播放器、光学仪器、移动式无线电装置、飞机装备仪器、收音机、立体声、电风扇、ic装备品101120扬声器、汽车空气滤清器、调谐器、电烤箱、一般仪器、携带式无线电装置121以上机械类、小型真空管、一般器材（五）产品的固有频率 产品的固有频率也设缓冲包装设计中的重要参数，应通过实验测得。合理的缓冲包装应该能够包装件的固有频率远离产品得固有频率，使其免受共振。（六）包装要求防潮，防静电、防振动、防止包装内产生结露现象以及防止划伤电脑。（七）内包装设计聚乙烯气垫塑料泡膜四、缓冲包装设计（一）缓冲材料的选择1、常见缓冲材料目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯（eps)与发泡聚乙烯（epe），epe是一种低密度、半硬质的、闭孔结构的、耐候性好的、无毒的、耐腐蚀、阻水和易回收的聚乙烯聚合物。epe的优点： 缓冲性能好，能耐多次冲击，动态变形小； 抗拉强度高； 抗静电性能好；缺点： 比eps贵； 不能模塑。 应用场合： 较贵重和易碎产品的缓冲包装。eps（发泡聚苯乙烯）的优点： 抗压强度大，成本低，加工性能好（可制成复杂形状，节约成本）； 光滑的略带弹性的模塑表面不会磨损内装物； 振动阻尼大，即抗振性能好； 不吸水；耐腐蚀、耐油、耐老化； 隔热和绝缘性好； 可接触食品； 热敏感性低，2秒内可自熄； 抗蠕变性能极好； 重载下的缓冲性能好；每立方分米体积内含有300-600万个独立密闭气泡，内含空气体积为98%以上， 密度可低至10-30kg/m3,其防潮、防震、隔音、保温之功能是传统纸类包装材料难以达到的效果。2、缓冲材料确定对比上面两个材料，聚乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软，有较好的缓冲与机械性能，压缩不易断裂，高低温环境下不易老化，可与产品直接接触不会产生化学变化与腐蚀现象。因epe具有很好的加工性能，只要工艺合理，包装制品生产便于大规模作业；因其质轻使得包装产品运输费用大大降低；因其具有防震回弹性，使得产品包装有很好的抗冲击性，特别是多次冲击缓冲效果几乎保持不变。epe的环保特性，在世界已经得到公认。epe在生产过程中没有其它化学成份产生，废弃的epe可回收造料再利用，对环境无污染，符合环保标准。而eps发泡胶破坏生态环境的现状日益显现出epe在环保方面的优势，所以选用比重为0.032的泡沫聚乙烯。（二）缓冲衬垫基本尺寸计算缓冲衬垫的厚度及面积的计算，在本次设计中，依据下面图2进行计算，已知参数w为1.8kg，g为70，h为90cm。在曲线图中作一条水平线，很据最低点选取原则，那么切点的纵坐标对应最小缓冲系数值c为5.6，而横坐标就对应最大应力值m 为 0.17105pa。 图2由上面的缓冲系数最大应力曲线，计算公式,可以求出衬垫厚度t，由公式可以求出衬垫面积a， 根据公式和可得 =5.690/70=7.2cm； =1.89.870/ 0.17105=726.410-4m2=726.4cm2 （三）缓冲衬垫的校核（1）、挠度校核：衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲，其中衬垫的承载面积与厚度之间应符合以下规定: amin (1.33t)2，由上面计算可知符合挠度要求。（2）、蠕变量校核：缓冲材料在长时间的静压力作用下，其塑性变形量会随时间的增加而增加，这种蠕变使衬垫厚度变小，缓冲能力下降，所以设计衬垫尺寸应加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量cr。蠕变增量按下式计算式中： t_c修正后的厚度cm； c_r蠕变系数，%（这里取10%）； t原设计厚度，cm；所以：=7.2（1+10%）=7.92cm经过各项校核后，以及考虑的衬垫的外观要求，确定最后衬垫尺寸为t=8cm（四）缓冲结构设计为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，降低包装成本，所以本设计选用局部缓冲包装方法对该产品进行包装，根据显示器的承载部位和易损部位，设计缓冲衬垫的结构，由于显示器的重心位于中前部，所以缓冲衬垫的主要承载部分在前部；易损件玻璃屏幕也位于前部，又因为显示器的外形和重量均左右对称，所以缓冲衬垫也设计成左右对衬结构。（五）缓冲结构设计图缓冲衬垫的工程图见附图1（六）产品包装装配图产品装配的装配图见附图2装配工程图见附图3 五、 运输包装设计（一）瓦楞纸板、瓦楞纸箱的选择对于笔记本电脑的包装一般是用单体包装的本设计选择标准箱型020l型为了保持侧面的印刷面不被破坏接头设计与侧面连接由于笔记本电脑重量轻。故实际中可使用胶黏剂粘合接头。 uv形瓦楞纸板分为a、c、b和e型四种。a楞型的纸箱承受平面压力性能比b和c楞型差，但其承受垂直压力性能较高：b楞型的瓦楞低又密故耐垂直压力性能较差但平面耐压性能较高；c楞型性能，介于a和b楞型之间既具有良好的缓冲保护性能，又具有一定的刚性：e楞型的纸板具有重虽轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷，综合考虑，由于本设计对象笔记本电脑再流通过程中是堆码运输，因此对其纸箱要求要有较强的平面耐压性能；此外，电脑是高精密产品，所以对缓冲垫的要求较高一般不承担了电脑的缓冲要求。即外包装无须承担缓冲功能，所以综合考虑选择b单瓦楞纸板设计。（二）内尺寸计算 公式中： xi纸箱内尺寸（mm） xmax内装物最大外尺寸（mm） t衬隔或缓重的总厚度（mm） k内尺寸修正系数内尺寸修正系数如图5-1所示：表5-1内尺寸修正系数长度方向宽度方向高度方向小型箱中型箱大型箱3737133457 =333+280+5=498mm =241+280+5=406mm =21+280+3=184mm纸箱的内尺寸为：498mm406mm184mm (三)制造尺寸计算 式中：x瓦楞纸箱制造尺寸mm； xi纸箱内尺寸mm； k制造尺寸修正系数；f纸箱对接摇盖宽度；b1纸箱非结合端面制造尺寸；x1摇盖伸长系数；瓦楞纸箱制造尺寸修正系数k的选择如下表5-2所示： 表5-2 02类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数k名称楞形l1l2b1b2ha64639b32326c53538e21213单瓦楞纸箱摇盖伸长系数的选取如下表5-3所示： 表5-3 02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数x1名称楞型 02010203020402050206a2302230202b1.52011.520101c1.52.501.51.52.501.501.5e000100由上表得出020l型、b单瓦楞纸板，长度方向上k1=3；k2=2；宽度方向k1=3；k2=2；高度方向k=6；单瓦楞接头尺寸j=38；伸长系数x1=2；所以有 =498+3=501mm； =498+2=500mm； =406+3=409mm； =406+2=408mm；=184+6=190mm；=409/2+2=206.5mm；（四）外尺寸计算由以下公式可以得出其外尺寸： 式中：x0瓦楞纸箱外尺寸；xi 纸箱内尺寸；t-纸板计算厚度纸板厚度的选择如图5-4所示：表5-4瓦楞纸板就算厚度楞型abce瓦楞纸板厚度5.33.34.32.3设计中选择瓦楞纸板厚度t=4，所以由公式得；=498+8=506mm；=406+8=414mm；=184+8=192mm；瓦楞纸箱的外尺寸为：506mm414mm192mm；（五）堆码强度校核1、适用于估算0201型瓦楞纸箱的抗压强度公式：其中 px综合环压值 ax2瓦楞常数 j楞形常数 z纸箱周长 p纸箱抗压强度纸箱周长=2（498+406）=1808mm瓦楞常数 ax如下表5-5所示：表5-5瓦楞常数 ax2楞形abc数值8.365.06.1楞形常数j的选择如下表5-6所示：表5-6楞形常数j楞形abc数值0.590.680.68 综合环压强度式中： px瓦楞纸板的综合环压强度r箱板纸的环压系数 q箱板纸的定量 m瓦楞原纸的环压系数 qm瓦楞原纸的定量c瓦楞原纸的展开系数 瓦楞原纸的展开系数c的取值如下表5-7所示： 表5-7瓦楞原纸的展开系数瓦楞楞型abce展开系数1.51.61.41.51.351.41.21.3所以px=5.2250+5.2250+1.47.1160=42(n/cm)纸张抗压强度=5163n2、 堆码性能系数校核 校核公式其中：spf堆码性能系数 z纸箱周长nmax纸箱最大堆码层数g单个纸箱重量kg瓦楞纸板的面积=（500mm408mm) (190mm +206.5mm2) 210-6 =2.46m2 瓦楞纸板的重量（瓦楞纸板每m2为1180g）：=11802.46/1000=2.90kg货物重量g是内装物重量和纸箱重量之和，即w=内装物重量内装数量+瓦楞纸板的重量9.8其值为： g=1.8+2.99.8=46.06n=3.9，因为23.95，所以满足要求。（六）盒形展开图瓦楞纸箱展开图见附图4六、 集合包装设计（一）托盘的选择托盘是用于按一定的形式堆码货物，可进行装卸和运输的集装平台，常与叉车配合使用。按制作材料可分为：木托盘、塑料托盘、金属托盘、复合材料托盘。木托盘是以天然木材为原料是当前最理想的材料，性价比高，因而占到整个托盘市场的85%。选择的依据是托盘的表面利用率要高。我国木制联运平托盘的类型如下表6-1所示。表6-1我国木制联运平托盘的类型类型代号结构特征单面使用型da双面铺板，单面使用，两面进叉db双面铺板，单面使用，纵梁两端有吊槽翼，两面进叉d4双面铺板，单面使用，纵梁中部没有辅助插孔双面使用性s双面铺板，双面使用联运通用平托盘的主要尺寸有：1200mm1000mm,1200mm800mm,1219mm1016mm,1140mm1140mm,1100mm1100mm,1067mm1067mm几种规格。这次设计的瓦楞纸箱的外尺寸为：loboho506mm414mm192mm。根据我国联运平托盘外部尺寸系列选择代号为tp3的双面使用型（s型）联运托盘，公称尺寸lb1200 mm1000mm，叉孔高度为100 mm。（二）包装件在托盘上的排列、堆码、固定方式瓦楞纸箱在托盘上的排列方式。排列方式选择p型即为b0b；l0l。托盘l方向上排列瓦楞纸箱的数目为2；b方向上排列瓦楞纸箱的数目为2。托盘高度方向的排列数目为15。托盘的堆码方式及特点如下表6-2所示：表6-2 托盘的堆码方式及特点项目稳定性耐压性利用率操作性交错式好较高较高较简单纵横式好较高较高简单旋转式最好较高低较简单简单重叠较差高高简单通过比较瓦楞纸箱在托盘上的堆码方式，此次采用简单重叠堆码方式，因为它承载能力大，强度高，利用率高。该托盘包装的固定用压敏胶带并加抗滑夹层的方式加以固定。（三）托盘的表面利用率计算表面利用率托盘的使用面积/货物占有的面积100=(5062+