《包装系统课程设计》指导书(正式)

1、包装系统综合课程设计指导书一、课程设计内容与设计步骤日常用品、饮品、食品系统包装设计 1日常用品、饮品、食品系统包装设计的基本要求与方案设计1.1日常用品、饮品、食品系统包装设计的基本要求主要介绍：在流通领域及使用过程中，影响日常用品、饮品、食品质量（损坏）的因素，以及对日常用品、饮品、食品包装保护（防潮、防氧、防霉等）提出来的基本要求。1.2 日常用品、饮品、食品包装方案设计主要介绍：1、日常用品、饮品、食品的销售包装的定位：根据销售定位（价格定位、用户定位、包装定位、市场定位等）确定所设计的日常用品、饮品、食品包装的包装档次和用户群体；2、设计日常用品、饮品、食品的包装方案：设计日常用品、

2、饮品、食品的保护包装方案（应至少给出三个以上的设计保护方案或包装方法，然后进行对比确定一种设计方案）。设计中应注意：对于产品来说，可能不只一个方面的包装保护要求，此时，在设计包装保护方案时，要综合考虑，给出一种最佳的设计方案。1.3 日常用品、饮品、食品包装的保存期计算主要介绍：根据日常用品、饮品、食品包装保护的保存期要求和包装保护设计方案，计算确定包装保护所需的包装材料。2 日常用品、饮品、食品保护的结构设计与设计计算2.1内包装容器结构设计主要考虑：1）内包装容器的结构设计：确定内包装容器的类型，根据日常用品的质量大小确定包装容器的结构尺寸；2）内包装容器的装潢设计；3）绘制包装容器结构设

3、计图。2.2中包装设计主要考虑：1）中包装容器的结构设计：确定中包装容器的类型，设计计算包装容器的结构尺寸；2）绘制中包装容器结构设计图。2.3运输包装设计主要考虑：1）运输包装容器的结构设计：确定运输包装容器的类型，设计计算包装容器的结构尺寸；2）绘制运输包装容器结构设计图。2.4托盘化集装设计主要考虑：1）集合包装容器的结构设计：确定集合包装容器的类型，设计计算包装容器的结构尺寸；2）堆码强度分析；3）分析确定包装产品托盘的最优装载方案；4）绘制集合包装容器装载效果图。2.5装运设计主要考虑：1）确定装运运输工具的类型，设计计算装运工具的结构尺寸；2）堆码强度分析；3）分析确定装运的最优装

4、载方案；4）绘制装运装载效果图。二、课程设计基本要求与设计说明书撰写规 1、课程设计的基本要求 1）按照设计内容与步骤写出设计说明书，应不少于8000字；设计绘图用A4幅面的纸打印，所绘设计图必须符合国家制图标准（含尺寸标注完整、技术要求全面、标题栏填写完整、制图符合国家标准等）2）说明书最后列出参考文献不少于15篇；3) 课程设计说明书用A4打印装订（其中，各类图纸可用打印件）。2、设计说明书撰写规范1） 目录:按三级标题编写；2）正文；3）正文页眉：“武汉理工大学 课程设计说明书”，居中。 例如: 目 录1 11.1 1.1.1 . .参考资料附录教师批阅意见及成绩 5）说明：*目录内列出

5、的标题、页码均应与正文中所列的标题、页码一致。*正文:按指导教师要求认真撰写各项,用蓝(黑)笔书写,字迹工整。*参考资料:书写格式按国家最新规定标准执行。*附录(如无可不写)6）说明书装订顺序:封面任务书目录正文参考资料附录教师批阅意见及成绩封底三、课程设计中的有关设计计算方法1 干燥剂用量的计算方法a. 采用较低透湿率材料： （1）式中：W是干燥剂用量，kg；A是包装的总面积，m2 ; R是包装材料的透湿率，g/(m2.24h) ; M是包装期限，月；D是衬垫材料的质量，kg；K是干燥剂吸湿率关系系数；K1是储运地区温、湿度关系系数；K2是衬垫材料关系系数。 b. 采用透湿率为零的材料： （

6、2） （3）式中：W是干燥剂用量，kg；e是包装场所的绝对湿度，kpa；V是包装件的容积，m3；K2是衬垫材料关系系数；K是干燥剂吸湿率关系系数；a是包装场所的绝对湿度，g/m3。2 防潮包装储存期的计算方法 （4）式中：K是塑料薄膜在不同温度下的系数；A是包装的总面积，m2 ; W是包装件的质量，g；(C2-C1)是包装件的含水率差；（h1-h2）是相对湿度差。Q40是温度400C下的透湿率，g/m2.24h。3气相缓蚀剂用量计算方法因包装材料、包装方法和防锈要求不同而异。一般VPI260为35g/m3; CHC为10g/m3。也可用下式估算： （5）式中：Q是用量g；K是安全系数（1.52

7、）；V是250C时一年漏损的剂量，木箱为9.6g/年；是容器内饱和气相防锈剂量，一般为1g/m3。4真空、充气包装储存期计算方法储存期计算是指包装外O2渗透过包装材料，达到包装内物品容许的吸氧量所经历的时间。渗透量计算公式： (6)式中；是气体渗透量，；是气体渗透系数，；是包装材料两側气体分压差；A是包装材料表面积，; t是储存时间，s；d是包装材料厚度，cm。5、纸盒、纸箱尺寸的设计计算方法 管式折叠纸盒的尺寸计算 内部尺寸 纸盒的内部尺寸计算公式为： 式中，Xi是纸盒的内部尺寸（mm）；Xmax是被包装物最大外形尺寸（mm）；kXi是纸盒内部尺寸修正系数（mm）。 对于折叠纸盒，在长、宽方

8、向kXi =35mm；在高度方向kXi =13mm。当被包装物是弹性物体如服装，kXi取小值；若被包装物是刚性物体如仪表，kXi则应取大值。 制造尺寸 纸盒的制造尺寸计算公式为： 式中，X是纸盒制造尺寸（mm）；Xi是纸盒内部尺寸（mm）；n是在某方向上的纸板层数；t是纸盒的纸板厚度（mm）；kX是纸盒制造尺寸修正系数（mm）。 制造尺寸修正系数kX包含以下几方面的影响： a纸板湿度变化的影响 纸板具有吸水性，湿度大会造成纸板尺寸增大，干燥则会使纸板尺寸缩小。 b加工工艺的影响 机械的加工精度及工艺条件对纸板尺寸变化会产生作用。 c纸板纵横向纤维的影响 纸板纵横向纤维组织的差异，促使纸板尺寸在

9、环境湿度变化时在纵向和横向出现变化差异。 d尺寸方向差异的影响 由于折叠纸盒的成型特点及考虑包装被包装物后承重方向问题，纸盒在长、宽、高方向上纸板的尺寸变化是有差异的。 考虑以上影响因素，一般在长度和宽度方向上kX取2mm，在高度方向上kX取1mm。在严格控制纸板湿度和加工工艺条件的情况下，kX则可以忽略不计。 外部尺寸 纸盒的外部尺寸计算公式为： 式中：X0是纸盒外部尺寸（mm）；X是纸盒制造尺寸（mm）；t是纸盒的纸板厚度（mm）。对于复杂结构形式的折叠纸盒，其内部尺寸、制造尺寸和外部尺寸则应根据具体情况来具体分析。 罩盖盒的有关尺寸计算公式为：盒体 盒盖 式中，Xi是盒体内部尺寸（mm）

10、；X是盒体制造尺寸（mm）；X0是盒体外部尺寸（mm）； X是盒盖制造尺寸（mm）；是盒盖外部尺寸（mm）；n是盒体纸板层数；m是盒盖纸板层数；t是纸板厚度（mm）；kX是盒体制造尺寸修正函数（mm）；kX是盒盖制造尺寸修正系数（mm）。粘贴纸盒内部尺寸、外部尺寸和制造尺寸的设计计算方法 对于单壁结构，粘贴纸盒结构尺寸如以内部尺寸为计算依据有： 式中，X是粘贴纸盒制造尺寸（mm）；Xi是粘贴纸盒内部尺寸（mm）；Xo是粘贴纸盒外部尺寸（mm）；t是纸板厚度（mm）。 对于双壁结构，粘贴纸盒结构尺寸各层的结构尺寸计算公式为： 式中，X是内框制造尺寸（mm）；X是外框制造尺寸（mm）；Xi是内部尺

11、寸（mm）；Xo是外部尺寸（mm）；t是内框纸板厚度（mm）；t是外框纸板厚度（mm）。 式中，H是内框高度（mm）；H是外框高度（mm）；t1是顶板厚度（mm）。 粘面纸设计尺寸 由于粘面纸要折入盒盖或盒体内壁，故其设计尺寸要比盒坯的制造尺寸大，其计算公式为： 式中，X1是粘面纸设计尺寸（mm）；X是盒坯制造尺寸（mm）；b是贴面纸放样系数（mm）；对于手工制盒，b13mm，对于机械化生产则b22mm（即每边11mm）。瓦楞纸箱的尺寸设计 1）瓦楞纸箱的内部尺寸 瓦楞纸箱的内部尺寸，由被包装商品的最大外形尺寸，商品的组装和个数以及隔衬与缓冲装置的尺寸有关。当被包装商品为单件时，其计算公式为：

12、 式中，Xi是瓦楞纸箱某一方向的内部尺寸（mm）; xmax是被包装商品某一方向的最大外形尺寸（mm）； kXi是纸箱内部尺寸修正系数（mm），其数值见表1。表1纸箱内部尺寸修正系数（mm）kLikBikHi小型箱中型箱大型箱3737133457 注：尺寸大者取大值，尺寸小者取小值。 当被包装商品为多件时，瓦楞纸箱的内部尺寸计算公式为： 式中，Xi是瓦楞纸箱某一方向内部尺寸（mm）; xmax是单个被包装商品某一方向最大外形尺寸（mm）；n是沿瓦楞纸箱某一方向的排列数目;是被包装商品尺寸变动系数（mm）; kXi是瓦楞纸箱内部尺寸修正系数（mm）;T是衬格或缓冲件厚度（mm）。 被包装商品尺寸

13、变动系数为：具有可压缩性的针棉织品=±3mm/打，中包装纸盒=±12mm/个；不可压缩性商品，如玻璃瓶罐，=12mm/个。 2）瓦楞纸箱的制造尺寸 瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸计算公式为： 式中，X是瓦楞纸箱长、宽或高的制造尺寸（mm）; Xi是瓦楞纸箱某方向的内部尺寸（mm）；kX是瓦楞纸箱制造尺寸修正系数（mm）；02类纸箱制造尺寸修正系数见表2表2 02类纸箱制造尺寸修正系数（mm）名称纸箱结构单瓦楞（A）双瓦楞（AA）三瓦楞（AAA）一块成型二块成型一块成型二块成型四块成型二块成型四块成型长度 l1 l266688881010宽度 B1 B26448668高度 H8

14、81616162020 注：表中l2和B2是瓦楞纸箱接合部分两侧面的长和宽，l1和B1是瓦楞纸箱另外两侧面的长和宽，一般有l1l2，B1B2。 3）瓦楞纸箱的外部尺寸 瓦楞纸箱的外部尺寸计算公式为： 式中，X0是瓦楞纸箱某一方向的外部尺寸（mm）；X是瓦楞纸箱某一方向的制造尺寸（mm）； kX0是瓦楞纸箱外部尺寸修正系数（mm）；其数值见表3。表3 瓦楞纸箱外部尺寸修正系数（mm）瓦楞纸板结构单瓦楞（A）双瓦楞（AA）三瓦楞（AAA）kX079101212 4)瓦楞纸箱的尺寸偏差通用瓦楞纸箱尺寸偏差见表4。出口产品包装用瓦楞纸箱尺寸偏差见表5。重型瓦楞纸箱内部尺寸偏差见表6。表4 通用瓦楞纸箱

15、尺寸偏差（GB6543-86）纸箱类型1类纸箱2类纸箱和3类纸箱单瓦楞箱双瓦楞箱综合尺寸不大于1000(mm)综合尺寸大于1000(mm)单瓦楞箱双瓦楞箱单瓦楞箱双瓦楞箱尺寸偏差（mm）±3±5±3±5±4±6表5 出口产品包装用瓦楞纸箱尺寸偏差（GB5033-85）综合尺寸（mm）14001400尺寸偏差（mm）+43+53 注：表中的偏差值均是分别指箱体长、宽、高的偏差值。表6 重型瓦楞纸箱内部尺寸偏差（GB/T16717-96） 综合尺寸纸箱类型1000(mm)10002500(mm)2500(mm)四层复合重型瓦楞纸箱

16、7;4±5±6五层重型瓦楞纸箱±5±6±7六层复合重型瓦楞纸箱±5±6±7七层复合重型瓦楞纸箱±6±8±10七层重型瓦楞纸箱±6±8±10注：表中的偏差值均是分别指箱内长、宽、高的偏差值。6、瓦楞纸箱的抗压强度计算 1）瓦楞纸箱抗压强度计算 瓦楞纸箱的抗压强度可以通过实际测试获得，但也可以通过瓦楞纸板或所用原纸的环压强度采用计算公式得到。在此介绍一种常用的凯里卡特（K.Q.Kellicutt）瓦楞纸箱抗压强度计算公式。 凯里卡特瓦楞纸箱抗压强度计算公式，是

17、以原纸环压强度值，结合瓦楞纸箱的外周长和瓦楞种类综合计算出瓦楞纸箱的抗压强度。其计算公式如下： 式中，p是瓦楞纸箱的抗压强度（N）；px是瓦楞纸板的综合环压强度（N/cm）；Z是瓦楞纸箱外周长（cm）；aXZ是楞型常数；J是瓦楞纸箱常数； 其中，瓦楞纸板的综合环压强度px的计算公式为： 式中，Rn是面纸环压强度测试值（N）；Rmn是瓦楞芯纸环压强度测试值（N）；L是测试试样长度（cm）；C是瓦楞收缩率。 对上式有：对单瓦楞纸板 对双瓦楞纸板 纸箱的外周长计算公式为： 式中，B0是瓦楞纸箱外宽（cm）；L0是瓦楞纸箱的外长（cm）； Z是瓦楞纸箱的外周长（cm）；凯里卡特公式中的常数aXZ、J、

18、C见表7。由于凯里卡特公式中没有考虑到瓦楞纸箱的长宽比以及高度的影响。在计算中存在约±5%的误差，属于工程经验计算公式。 2.瓦楞纸箱抗压强度校核 瓦楞纸箱的抗压强度应大于瓦楞纸箱在实际堆码贮存中所承受的最大负荷，即： 式中，p是瓦楞纸箱的抗压强度（N）； ps是瓦楞纸箱堆码中承受的最大负荷（N）。 ps的计算公式为： 式中，ps是瓦楞纸箱堆码中承受的最大负荷（N）；kp是瓦楞纸箱抗压强度安全系数；G是瓦楞纸箱所装物品的质量（N）；H是瓦楞纸箱堆码高度（cm），一般为300cm；h0是瓦楞纸箱的高度（cm）。 抗压强度安全系数kp根据瓦楞纸箱所装物品的贮存期和贮存条件决定： a 贮存

19、期小于30天，kp=1.60；b 贮存期30100天，kp=1.65； c 贮存期100天以上，kp=2.00。表7凯里卡特公式中的常数值常数楞型A型B型C型AB型BC型AC型aXZ8.36506.113.3611.114.46J0.590.680.680.6350.680.635C1.5321.3611.4772.8932.8383.009四、课程设计中的有关参数表格1 列车的振动、冲击加速度表8 列车的振动、冲击加速度运行情况加速度系数G上下方向左右方向前后方向行走时的震动（3060KM）钢轨上0.10.40.10.20.10.2钢轨接头处0.20.60.120.10.2启动、停车时的冲击

20、一般情况0.10.5急刹车0.60.90.10.81.51.6紧急刹车时的冲击2134车辆编组时的冲击0.10.20.10.20.20.7减速时的震动0.61.70.21.00.20.5货车碰撞时的冲击0.50.80.10.31.02.6 2 汽车振动加速度表9 汽车振动加速度行车情况加速度系数G上下方向左右方向前后方向一般公路（2040km/h）道路良好0.40.70.10.20.10.2道路不良1.32.40.41.00.51.5车速为35km/h刹车0.20.70.60.7铺装公路（1050km/h）满载0.61.00.20.50.10.4空载1.01.60.61.40.30.9大于2c

21、m的障碍1.62.51.02.41.12.2车速为5060km/h的刹车0.20.30.10.83 一般包装件的最易落下高度表10 一般包装件的最易落下高度重量（公斤）装卸方式落下高度（米）09.1投掷1.089.222.8一般搬运0.8422.9114二人搬运0.7115228一般机械装卸0.56229454一般机械装卸0.42>455大型机械装卸0.374 一般产品的允许加速度表11一般产品的允许加速度产品名称Gm大型电子计算机、导弹的制导装置、高级电子仪器<10石英晶体振荡器、精密测量仪器、航空仪表1525大型电子管、精密指示仪表、电子仪器、大型工业机器2540小型电子计算机

22、、录音机、彩色电视机、一般仪表、飞机备件4060电视机、发报机、照相机、光学仪器、鸡蛋、热水瓶、流动无线电装置6090一般无线电装置、收音机、小型钟表、90120机械类、小型真空管、陶瓷器>120 5防湿包装等级表12 防湿包装等级等级包装储运条件储运期限(T)气候种类内装物性质11年< T<2年A贵重、精密、对湿度敏感、易生锈、长霉变质20.5年<T<1年B较贵重、较精密、对湿度轻度敏感3T<0.5年C对湿度不大敏感6 储运环境气候类别表13 储运环境气候类别气候种类ABC气候特征高温高湿中温中湿常温常湿气候条件温度( C)>303020<20

23、相对湿度（%）>909070<70绝对湿度（kpa）>3.83.61.6<1.67 几种复合薄膜的透湿率表14 几种复合薄膜的透湿率序号复合薄膜的组成透湿率（g/m2.24h）1玻璃纸（30g/m2）/聚乙烯（2060um）1235.32防潮玻璃纸（30g/m2）/聚乙烯（2060um）10.518.63拉伸聚丙烯（1820um）/聚乙烯（1070um）4.39.04聚酯（12um）/聚乙烯（50um）5.09.05聚碳酸酯（20um）/聚乙烯（27um）16.56玻璃纸（30g/m2）/纸（70g/m2）/偏二氯乙烯（20g/m2）2.07玻璃纸（30g/m2）/铝箔

24、(7um)/聚乙烯（20um）<1.0表15 几种塑料薄膜在不同温度下的透湿率与透湿系数序号塑料薄膜种类厚度mm40 0C,(90-0)%RH25 0C,(90-0)%RH5 0C,(90-0)%RHQ40P40Q25P25Q5P51聚苯乙烯0.031299.0255.28.9615.69.202软聚氯乙烯0.031006.9728.04.554.52.653硬聚氯乙烯0.03302.0911.01.792.31.374聚酯0.03171.194.80.650.770.455低密度聚乙烯0.03161.124.00.650.50.306高密度聚乙烯0.039.00.632.20.360.

25、260.167聚丙烯0.03100.702.30.370.240.148聚偏二氯乙烯0.032.50.710.50.089聚乙烯牛皮纸复合0.0338.11.7710.61.1610聚乙烯牛皮纸复合0.0420.51.916.11.3311聚乙烯玻璃纸复合0.0319.01.325.10.8412偏氯乙烯牛皮纸复合0.01548.71.7115.71.2913偏氯乙烯牛皮纸复合0.02512.00.704.10.568 储运地区温、湿度关系系数表16 储运地区温、湿度关系系数K1(10-2)气候种类ABC温度 0C403530252015105相对湿度（%）958.25.63.52.21.40

26、.800.490.29907.95.13.22.01.30.750.450.26857.24.62.81.91.10.680.410.24806.54.22.61.71.00.620.370.22755.83.72.31.50.910.550.330.19705.13.22.01.30.800.480.290.17654.32.71.71.10.690.420.250.14603.62.31.50.930.570.340.200.12气候种类ABC9 几种塑料薄膜在不同温度下的K值（10-2）表17几种塑料薄膜在不同温度下的K值（10-2） 温度 0C4035302520151050薄膜种类聚

27、苯乙烯1.110.850.640.480.350.2570.1840.1310.092软聚氯乙烯0.730.490.310.200.1260.0780.0460.028硬聚氯乙烯0.800.580.410.290.1990.1360.0900.061聚酯0.730.480.310.200.1290.0810.0480.029低密度聚乙烯0.700.450.280.180.1050.0630.0360.021高密度聚乙烯0.690.440.270.170.1000.0590.0330.019聚丙烯0.690.430.250.160.0920.0530.0290.017聚偏二氯乙烯0.650.39

28、0.220.130.0740.0400.0210.01110 大气中饱和水蒸气的含水量表18 大气中饱和水蒸气的含水量温度 0C含水量(g/m3)温度 0C含水量(g/m3)温度 0C含水量(g/m3)温度 0C含水量(g/m3)25.611210.62219.13232.846.431412.02421.43436.467.331613.52623.93640.288.311815.12826.63844.3109.402017.03029.64048.6表19 大气中饱和水蒸气的压强值（kpa）温度 0C0.00.40.8温度 0C0.00.40.8-100.2870.2780.26945

29、9.5839.7819.983-50.4220.4090.3975012.33412.58612.839-00.6100.5930.5765515.73716.03916.34500.6100.6290.6476018.71620.27820.66550.8720.8970.9226525.00325.45125.904101.2281.2611.2957031.15731.69132.237151.7051.7491.7957538.54339.19739.837202.3382.3962.4568047.34348.12948.903253.1673.2433.3218557.80858.

30、71559.662304.2434.3414.4419070.09571.16772.254355.6235.7485.8779584.51385.76687.035407.3767.5347.695100101.325102.782104.25811、衬垫材料关系系数K2表20 衬垫材料关系系数K2毛织物、皮革制品0.35棉、麻、刨化等植物纤维0.30瓦愣纸板、牛皮纸、印刷纸等0.20泡沫塑料和橡胶0.02其他有关数据可查阅包装工艺学、运输包装（印刷工业出版社）。六、主要参考文献1、潘松年.包装工艺学 印刷工业出版社 2004。82、马桃林.包装技术 武汉测绘科技大学出版社1999.63、唐

31、志祥.包装材料与实用包装技术化学工业出版社 1996.84、肖 禾.包装造型与装潢设计基础印刷工业出版社 2000.85、宋宝峰.包装容器结构设计与制造印刷工业出版社 1999.86、吴 波. 包装结构设计化学工业出版社，2001.77、曾宪楷. 视觉传达设计 北京理工大学出版社 1992.8、彭国勋. 运输包装印刷工业出版社 1999.89、杨福馨,吴龙奇. 防伪包装技术机械工业出版社1998.1210、杨福馨等. 纸包装设计与加工技术. 北京：物资出版社，1998.11、宋世斌. 影响瓦楞纸箱抗压强度的因素及改进措施. 包装工程，1996，17（5）：2224.12、唐志强等. 包装材料与

32、实用包装技术. 北京：化学工业出版社，1996.13、GB129861991，纸箱制图.14、GB50331985，出口产品包装用瓦楞纸箱.15、GB50341985，出口产品包装用瓦楞纸板.16、GB/T167171996，包装容器 重型瓦楞纸箱.17、GB/T167181996，重型瓦楞纸箱纸.18、GB65431986，瓦楞纸箱.19、GB65441986，瓦楞纸板.20、GB130241991，瓦楞纸箱纸.21、GB/T69801995，钙塑瓦楞箱.22、包装材料 瓦楞纸板GB/T6544-1999，国家质量技术监督局发布，北京：中国标准出版社，1999，8页，CNY6.00，71.383078/46723、包装材料、容器与选用，尹章伟主编，北京：化学工业出版社材料科学与工程出版中心，2003，419页，CNY30.00，TB48/1424、食品包装实用新材料新技术，杨福馨, 吴龙奇编著，北京：化学工业出版社，2002，443页，CNY30.00TS206/125、特种包装技术，钱俊 . 等 编著，北京：化学工业出版