显示器运输包装课程设计

1、运输包装大作业2013-2014学年第2学期题 目：三星S24D360HL显示器运输包装设计姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 目 录摘 要I一、市场调研1二、确定产品流通环境2三、产品特性分析3四、内包装设计5五、缓冲包装设计5六、运输包装设计9七、集合包装设计12八、总结15附图16参考文献19摘 要通过分析三星显示器产品的流通环境和产品本身特性，选择了合适的缓冲包装材料EPS，进行了缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计，并进行了校核，完成了缓冲包装设计。运输包装设计选用了适当的瓦楞纸箱箱型，并计算了尺寸和强度。集合包装设计进行了托盘和集装箱的选用和利用率计算。得出较好的三星S24D360H

2、L显示器运输包装的设计。关键词：流通环境；缓冲包装；瓦楞纸ABSTRACTThrough the analysis of the circulation environment of Samsung display products and the product itself characteristic, has chosen the suitable EPS cushion packaging material, the calculation and the size of the cushion structure design, and checking, completed th

3、e cushioning packaging design. Transport packaging design to choose the appropriate corrugated carton box, and calculate the size and strength. Set packaging design for selection and utilization of pallet and container was calculated. Draw a good Samsung S24D360HL display packaging design.Key words：

4、The flow of the environment； cache packaging； Corrugated Box三星S24D360HL显示器运输包装设计一、市场调研1、 调查背景随着电脑市场越来越广阔，越来越多种类的电脑显示器问世，为此本人对不同的液晶显示器运输包装设计市场进行调查和研究，以满足并解决电脑制造商在制造过程中的和运输过程中的运输包装方面的问题。2、 调查分析（1） 瓦楞纸板缓冲包装a) 瓦楞纸板材质分析优点：包装废弃物无需焚烧处理，可任其自动降解或回收利用，其回收技术及成本较EPS泡沫塑料要简单和低的多；加工性能好，裁切、模切、粘合均容易；储存、运输成本低，节省空间，使用

5、时再折叠成型较为方便；可与外包装瓦楞纸箱配合使用，一起处理。缺点：表面较硬，缺乏柔韧性，主要限制于平面使用，包装商品时容易对商品表面造成损伤；湿度对其应较大，湿度愈大其性能会随之愈显劣化；复原性差，一旦受载荷变形，各项性能数值下降迅速。b) 瓦楞纸板性能分析瓦楞纸板一般先从最弱部分被压坏，然后由这部分开始连续破坏。例如，当瓦楞纸板叠层进行静压试验时，当压缩量小于35%时，主要显示出弹性和部分塑性；当压缩量大于35%时，叠层逐渐破坏，表现出蠕变状态；当压缩量达到80%以上时，载荷急剧上升。动态压缩试验时，当变形量达到一半时，便出现弹性破坏。（2） 充气气垫式缓冲包装充气气垫式缓冲包装外包装为纸箱

6、，内包装主要是由两块塑料薄膜中间夹入空气热合而成。全面性包覆的缓冲保护，与产品及纸箱紧密贴合而成。充气气垫式缓冲包装耐腐蚀、耐霉变、化学稳定性好、不易破碎、无尘、防潮、不吸水、透明、柔软而不磨损内装物、缓冲性能优良。该包装良好的防护性使得包装气囊能够承受各种运输环境。而且包装材料本身的柔软性也保证了在运输和储存条件下对产品的保护。但气垫内部为气体，易被尖锐的物体戳破以致缓冲保护效果完全丧失。（3） EPS缓冲衬垫式缓冲包装此种包装形式，外包装为纸箱，内包装为EPS制成的泡沫塑料缓冲衬垫。利用两侧的泡沫塑料缓冲衬垫全面或是局部包裹加紧而起到对产品的保护作用。优点：抗压强度大，成本低，加工性能好（

7、可制成带肋的复杂形状，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300600万个独立密闭气泡，内含空气体积为98%以上， 密度可低至1030kg/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。缺点：不耐多次冲击；性脆，拉伸强度低；EPS无法自然分解，体积大，不易回收；焚烧时易烧坏焚烧炉部件，而且产生黑烟和一氧化碳等。欧盟禁用EPS寻求性价比与EPS相当的环保型缓冲出来是一大世界难题！ 3、 设计动

8、向根据以上分析，大多的的包装衬垫以传统的EPS泡沫塑料为主，很多电子产品在推向市场的过程中受到绿色环保壁垒的影响，产品出口受到限制。基于这一情况，对产品包装提出了向减量化、轻量化和绿色环保方向发展的策略，要求在产品包装中使用新型、节能、环保的包装材料。二、确定产品流通环境表2.1铁路、公路运输时所产生的振动运输种类运行情况最大加速度/g上下左右前后铁路货车运行时的振动（3060 km/h ）0.20.60.10.20.10.2减速时的振动0.61.70.21.20.20.5汽车一般公路2040km/h良好路面0.40.70.10.20.10.2不良路面1.32.40.41.00.51.5铺装公

9、路50100 km/h满载0.61.00.20.50.10.4空载1.01.60.61.40.20.91、 产品的流通区间产地：北京 目的地：全国各地2、 产品的主要运输方式（1） 公路：由于路面的起伏和不平度造成运输振动（可参考表2.1）。（2） 铁路：由于路基和铁轨接头等的作用而产生的周期性强迫振动（可参考表2.1）。3、 装卸与搬运装卸与搬运的作业分为人工装卸和机械装卸两种方式，一般以机械搬运为主，人工搬运为辅，采用卡车运输。一般来说，流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多,对产品造成的破损也就越多。装卸搬运环节的主要危害是跌落。由于该包装件的质量小于10kg，可预订跌落高度为60c

10、m（依据表2.2）。4、 贮存环节贮存周期越短，越有利于保护产品。贮存环节的主要危害是堆码载荷及气象条件、生物化学等因素的影响。货物储存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境等直接影响产品包装间的流通安全性。仓库的建筑结构型式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。该产品储存过程中还应该特别注意防磁防静电等。表2.2包装间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<10800102060020305003040400405030050100200>1001005、 流通环境的气象条件（1） 温度的影响：a) 高温：金属材料吸热快，升温高；防水

11、材料出现熔化现象；使包装件产生水汽凝结现象，加速内装物发生变质、受潮和腐蚀。b) 低温：使橡胶与塑料等材料变脆，易断裂。c) 温差：使含水量适当的包装材料发生结露现象，造成其性能发生变化；使某些易溶品、易熔品、易挥发品以及有生理机能的产品发生质与量的变化。（2） 湿度的影响：a) 高湿度：伴随高温，有利于霉菌繁殖，破坏产品的外观和标志，包装材料（瓦楞纸箱）吸湿后发胀、变形、起泡，性能降低。b) 低湿度：使包装材料（瓦楞纸箱）因干燥收缩、变形或龟裂。（3） 电磁型环境条件：电子产品易受到电场和磁场的影响。三、产品特性分析1、 产品外形尺寸（如表3.1）：表3.1外形尺寸宽高深含底座547.3mm

12、400.9 mm163.3 mm不含底座547.3 mm332 mm80.1 mm2、 产品重量（如表3.2）：表3.2产品重量净重含包装重量5 kg6kg3、 设计（如表3.3）：表3.3设计颜色底座类型底座功能冰醇蓝 + 白色圆形倾斜 -1°至+20°4、 产品形状：不规则形状（如图3-1所示）图a 图b 图c 图d 图e图3-1产品形状5、 易损件显示器内部的显像管和玻璃屏幕为主要易损件。显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲击可能会造成显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，由易破损的玻璃构成，所以屏幕也是显示器包装的重点保护对象。6、 产品

13、的脆值脆值的含义是产品经受振动与冲击时用以表示其强度的定量指标，又称为产品的易损度。此值表示产品对外力的承受能力，一般用重力加速度的倍数G来表示。G值愈大，表示产品对外力的承受能力愈强，在设计防震包装时，可以选择刚度大些的材料，反之，则意味着产品对外力的承受能力愈差，设计时应慎重考虑。因此，在不影响产品性能的条件下，努力提高产品本身对外力的承受能力，即提高产品的脆值，可以大大简化防震包装，节约缓冲材料，减少劳动量，降低包装成本。通过比较日本（表3.4）、英国（表3.5）同类产品的脆值，本设计中的产品即移动硬盘的脆值取G=60g（据表3.4）。表3.4日本得出的产品脆值G值产品<10大型电

14、子计算机1025导弹跟踪和装置、高级电子仪器、晶体振荡器、精密测量仪、航空测量仪2540大型电子管、安频装置、精密指示仪、电子仪器、大型精密仪器4060小型电子计算机、现金出纳机、大型磁带录音机、彩色电视机、一般测量仪器6090黑白电视机、磁带录音机、照相机、真空泡光学仪器、可移式无线电装置90120洗衣机、电冰箱>120机械类产品、小型真空管、一般器材表3.5英国得出的产品脆值G值产品40雷达和其他电器设备、真空管、自动控制仪、瞄准仪、回旋仪4060制动回旋仪、马赫表、有防冲击支承的仪器6080量油计、压力计、一般电气装置80100牢固的真空管、阴极射线管、冰箱100120热交换器、油

15、冷却器、取暖电炉、记忆装置、散热器7、 产品的固有频率固有频率指的是物体作自由振动时，其位移随时间按正弦规律变化，又称为简谐振动。简谐振动的振幅及初相位与振动的初始条件有关，振动的周期或频率与初始条件无关，而与系统的固有特性有关，称为固有频率或者固有周期。 固有频率可通过振动系统固有频率的测试得到固有频率值。其计算公式为：。固有频率 - 影响因素：物体频率与它的硬度、质量、外形尺寸有关，当其发生形变时，弹力使其恢复。弹力主要与尺寸和硬度有关，质量影响其加速度。同样外形时，硬度高的频率高，质量大的频率低。8、 包装要求在保护产品前提下，节省材料，对环境污染小。具有防潮、防锈、防静电等功能。四、内

16、包装设计对于内包装的设计，主要作用就是起到对产品的防潮、防静电、防锈等作用。防潮、防锈主要用阻隔性能较好的材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）,防静电材料主要有聚乙烯醇（PVA）。将两者混合形成塑料薄膜对产品进行内包装设计。五、缓冲包装设计1、 缓冲包装材料的选择EPS（发泡聚苯乙烯）其优点是：抗压强度大，成本低，加工性能好（可制成带肋的复杂形状，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300600万个独立密闭气

17、泡，内含空气体积为98%以上， 密度可低至1030kg/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。其缺点是：不耐多次冲击；性脆，拉伸强度低；EPS无法自然分解，体积大，不易回收；焚烧时易烧坏焚烧炉部件，而且产生黑烟和一氧化碳等。EPE(发泡聚乙烯) 俗称珍珠棉是一种低密度、半硬质的、闭孔结构的、耐候性好的、无毒的、耐腐蚀、阻水的和易回收的聚乙烯聚合物。其缺点是： 比EPS贵； 不能模塑。其应用场合为：较贵重和易碎产品的缓冲包装。综合考虑之后，为了保证产品在复杂的外部环境条件下仍能保持其完好性，对环境适应性强、缓冲性能良好以及降低成本，故选择发泡聚苯乙烯作为缓冲材料。

18、2、 缓冲衬垫基本尺寸计算已知：产品重量5kg，脆值为60g，等效跌落高度为60cm，显示屏底面面积为54.73cm×33.2cm，两侧厚8.01cm。则W=5×9.8=49(N)，根据图5-1选择泡沫聚苯乙烯（比重0.024），可以查出衬垫最大应力m= 0.04N/ cm2，缓冲次数C=4.7。采用局部缓存，根据： （式5.1）可以求出缓冲垫的面积：衬垫厚度： （式5.2）式5.1和式5.2中：A缓冲衬垫面积W产品质量G产品脆值或者冲击加速度T缓冲衬垫厚度H等效跌落高度m缓冲材料最大应力C缓冲系数图5-1各种常用缓冲材料的Cm曲线（1） 挠度校核当衬垫的面积与厚度之比超过

19、一定厚度时，衬垫容易挠弯或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠弯，衬垫的最小承载面积与厚度T之比应符合以下规定： （式5.3）因，则故符合挠度要求。（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即为蠕变增量Cr。 （式5.4）式5.4中：修正后的厚度cm原设计厚度cm蠕变系数%（这里取10%）则，经过各项校核后，定衬垫的厚度。（3） 缓冲衬垫结构设计图缓冲衬垫厚为5.17cm。将缓冲衬垫左右分为两部分，将产品整体嵌套包装起来，从缓冲垫侧面的横截面看，是的缓冲垫中间对称留出与显示屏厚

20、度相等的8.01cm，恰好将显示屏夹在两缓冲衬垫之间。在底座的位置以凸台拉伸切除的形式设计缓冲垫，凸台的高度设置为6.89cm，凸台分为两部分，一部分为a=75mm,b=40.05mm,厚度为48.9mm的椭圆；第二部分即就是最底部留出一个a=120mm,b=81.65mm，厚度为20mm的椭圆。为了更好的保护产品，可以沿着产品的长度方向加长缓冲垫的长度。3、 缓冲结构设计图5-2左侧缓冲垫 图5-3右侧缓冲垫图5-4左侧缓冲垫工程图 图5-5右侧缓冲垫工程图4、 产品包装装配图图a前视面 图b上视面图c斜视面 图d底面图5-6产品包装装配图六、运输包装设计1、 瓦楞纸板、纸箱箱型的选择瓦楞纸

21、板因无污染、可再生、具有良好的缓冲性能优点。在运输包装中得到广泛应用，本设计也采用此材料设计包装容器。（1） 瓦楞纸板的选择：A型：瓦楞高而宽，富有弹性，缓冲性能好。垂直抗压强度高，平压强度差。B型：瓦楞低而密，有良好的印刷性能。平压和平行强度高，缓冲性能差。C型：介于A与B型之间，防振性接近A型，平压性接近B型，原纸消耗比B型少，是欧美国家采用最多的楞型。E型：是常用中最细的一种楞型，可适应胶版印刷，平压强度好，垂直抗压强度与平行抗压强度接近，可代替硬纸板用于销售包装。由于显示器在流通过程中是堆码运输，所以对瓦楞纸箱的抗垂直压力要求较高；此外纸箱外表面需要印刷，因此必须具有良好的印刷性能，即

22、平压性好；另外，显示器是高精密产品，对缓冲衬垫的要求较高，而外包装无需承担缓冲功能。综合考虑以上需求，选择C型三层瓦楞纸板设计，且纸板厚度为4mm。（2） 箱型：0201型瓦楞纸箱。2、 内尺寸计算（1） 内装物尺寸：（2） 对于显示器的包装一般使用单体包装。所以纸箱内径尺寸计算如下： （式6.1）计算公式中：纸箱内尺寸（mm）包装物最大外径尺寸（mm）纸箱内径尺寸修正系数（加大量）（mm）缓冲件的厚度表6.1瓦楞纸箱内径尺寸的修正系数（加大量）（长）/mm（宽）/mm（高）/mm小型箱中型箱大型箱3737133457由于是小型箱，所以、的修正系数均取3，则由（式6.1）可计算纸箱内尺寸为：3

23、、 制造尺寸计算瓦楞纸箱制造尺寸的计算： （式6.2） （式6.3）上两个式中：纸箱长、宽、高的制造尺寸（mm）纸箱内尺寸（mm）制造尺寸修正系数（mm）纸箱对数据摇盖宽度（mm）纸箱非结合断面制造尺寸（mm）摇盖拉长系数表6.2 02类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数（mm） 名称楞型A型64639B型32326C型53538E型21213表6.3 瓦楞纸箱接头尺寸J纸板结构单瓦楞双瓦楞J35404550表6.4 02类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数箱型楞型02010203020402050206A型2302230202B型1.52011.520101C型1.32.501.51.52501.501.5D型

24、00000由表6.2、表6.3和表6.4可以知道：将相关数据代入式6.2可以得出：所以纸箱的制造尺寸为：4、 外尺寸计算瓦楞纸箱外尺寸的计算公式： （式6.4）式6.4中：纸箱外径尺寸mm纸箱制造尺寸mm纸箱外尺寸修正系数mm表6.5 瓦楞纸箱外尺寸修正系数楞型ABCE57354624由表6.5可知修正系数为=4，所以由式6.4可以计算出：所以瓦楞纸箱的外尺寸为：5、 堆码强度校核设置计算参数：计算堆码强度公式： （式6.5）上面式6.5中：堆码强度 安全系数瓦楞纸箱毛重 重力加速度堆码层数 纸箱高度表6.6 估算安全系数的参考数据抗压强度损失乘子载荷下堆放时间10天损失37%0.6330天损

25、失40%0.690天损失45%0.55180天损失50%0.5载荷下相对湿度RH（RH周期性的变化会进一步加剧损失）50%损失0%160%损失10%0.970%损失20%0.880%损失32%0.6890%损失53%0.48100%损失85%0.15托盘码垛方式高质量箱低质量箱柱型、对齐损失忽略柱型、错位9%15%损失0.90.85互锁式40%60%损失0.60.4超出托盘20%40%损失0.80.6托盘板间隙9%25%损失0.90.75野蛮装卸9%40%损失0.90.6印刷与开孔9%20%损失0.90.8安全系数的计算公式： （式6.6）式6.6中（根据表6.6）：载荷下堆放180天的乘子0

26、.5载荷下相对湿度90%的乘子0.48托盘间隙的乘子0.9印刷与开孔的的乘子0.9所以该堆码箱的安全系数为：则该堆码箱的堆码载荷为：6、 纸箱平面展图6-1纸箱平面展开图七、集合包装设计1、 托盘的选择瓦楞纸箱的外尺寸为：，根据表7.1一些国家的托盘尺寸标注选用单面使用型木质平托盘正方形2700mm×2200mm。2、 包装件在托盘上的排列、堆码、固定方式（1） 排列方式采用P型排列方式，P型（L=4;B=10）,即：P型；表7.1 一些国家的托盘尺寸标注美国ASA MH-11-1959法国NF H-50德国DIN 15141 15142英国BS-2926日本JISZ0603-197

27、5575×800 800×600500×800800×1000 1000×800800×1000800×1000800×1000800×1200800×1200800×1200800×1200800×1200900×900 1050×900900×1100900×1200900×1050 1200×8001000×10001000×1200900×1200 1200×

28、9001100×11001000×1200 1200×10001000×12001000×12001000×12001000×14001050×10501200×12001200×12001200×12001200×15001200×18001200×18002200×2700 2700×2200（2） 堆码方式常用堆码方式如表7.2，考虑到稳定性的问题，这里的堆码方式采用纵横式堆码。表7.2包装件的堆码方式比较项目稳定性耐压性利用率操

29、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（3） 固定方式常用到的固定方式如表7.3所示，这里选用非金属捆扎带捆扎，这里选用塑料捆扎带。塑料捆扎带宽度应不小于15mm,厚度应不小于0.8mm。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯和聚酸胺等塑料捆扎带质轻，不生锈，不吸水，具有一定的弹性，适合于纸箱、瓦楞纸箱的捆扎。综合考虑之后，选用聚乙烯作为塑料捆扎带。捆扎的顺序为：先进行横向捆扎，并应先从底层货物开始捆扎，然后进行纵向捆扎。表7.3托盘包装主要固定方法类型捆扎胶合裹包方法横向捆扎纵向捆扎黏合剂束缚胶带束缚拉伸包装收缩包装3、 托盘的表面利用率计算通过P型和Q型两种排列方式进行纵横式堆码，则：包装件占托盘的表面积为：托盘的总表面积为：故托盘的表面利用率为：4、 单个托盘包装的外尺寸包装件在托盘上排列、堆码（选择4层）、固定后，托盘的长、宽、高分别为。所以单个托盘包装的外尺寸为：。5、 集装箱的选择集装箱的外形和结构是多种多样的，由于通用集装箱是使用最广泛的集装箱，具有良好的防水性能，箱门设在端壁上，所以这里采用通用集装箱。我国集装箱规定尺寸如表7.4所示,根据表7.4和表7.5选择集装箱的型号