运输包装课程设计方太微波炉的运输包装设计

1、课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 方太微波炉的运输包装设计 初始条件：根据现有的方太家电的产品特性，在重量，尺寸不变的情况下，考虑出口包装的运输环境。（针对每款家电标明具体的产品尺寸，重量等基本参数）要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1 完成缓冲衬垫的设计计算并进行校核，画出缓冲衬垫的平面结构图和立体图；2 选择瓦楞纸箱的型号，对箱板纸进行选型，并对瓦楞纸箱的结构尺寸进行设计计算；3 对瓦楞纸箱进行强度校核；4 绘制瓦楞纸箱展开图和装潢图。5 说明书按武汉理工大学课程设计工作规范中的要求撰写。时间安排：201

2、2年6月23日 确定设计方案和基本参数2012年6月2425日 完成缓冲衬垫设计并绘制衬垫平面结构图和立体图2012年6月26-27日 设计瓦楞纸箱结构并绘制平面展开图和装潢图2012年6月28日 撰写设计说明书 2012年6月29日 交说明书和图纸，答辩指导教师签名： 2012年 6 月 21 日系主任（或责任教师）签名： 2012年 6 月 21 日目录设计内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 流通环境的分析及脆值的选择 . . . . . . . . . . . .

3、. . . . . . . . . . .2 1.1 产品介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 确定产品流通环境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 确定产品脆值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2 确定缓冲材料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . .43 缓冲衬垫尺寸和结构设计、校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 缓冲衬垫面积与厚度计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53.2 缓冲衬垫校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73.3 缓冲衬垫结构图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4 设计瓦楞纸箱. . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4.1 瓦楞纸箱型号材料的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4.2 瓦楞纸箱结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 4.3 瓦楞纸箱堆码强度校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.4 瓦楞纸箱结构图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、. . . . . . . .15 4.5 瓦楞纸箱的装潢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15主要参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17附件1：缓冲衬垫设计图纸附件2：瓦楞纸箱设计图纸附件3：瓦楞纸箱装潢设计图方太微波炉的运输包装设计1 流通环境的分析及脆值的选择方太W25800K-C2微波炉基本参数：属性数据外形尺寸（mm）590×380×360净重（kg）20产品容积（L

7、）25额定输出功率（W）800控制方式电子控制加热方式石英烧烤+微波均匀加热方式玻璃转盘 确定产品流通环境包装件在运输流通中所经历的一切外部因素统称为流通环境条件。包装技术就是要确保产品由一地向另一地运送时不受经济上和功能上的意外损失。对产品可能遭遇的条件作考察与评价，是包装设计中的重要内容。流通过程的基本环节与：装卸搬运环节（分人工河机械两种方式）、运输环节、贮存环节。对于方太微波炉来说，其流通环境分析如下：（1） 在装卸搬运环节中，由于产品销售范围广，所涉及到的运输流程可能会很长，对于流程较长的运输来说，所经历的装卸搬运环节可能就会比较多，对产品造成损害的可能性也比较大。装卸过程中包括有人

8、工装卸和机械装卸，所以要综合考虑到抛掷、堆垛倒塌、 脱落、装卸机的突然启动和过急的升降都会对产品造成损伤。（2） 运输环节中，由于产品销售范围广，长距离和短距离的运输都有，因此涉及到的交通工具也是多种多样的，包括汽车、火车、轮船、飞机等。运输过程中对货物包装件造成损伤的主要原因有：冲击、振动、气候条件和其他原因等。（3） 贮存环节中，贮存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境（如光、风、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体等）直接影响产品包装件的流通安全性。仓库的建筑结构形式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。方太微波炉的运输包装设计应做到包装紧凑、防护周密、安全可靠、便于装卸，并

9、具有科学性、经济性、牢固和美观，确保产品在正常装卸、运输条件下，和在储存有效期内，产品不得因包装原因发生损坏、长霉、锈蚀而降低产品的安全和使用性能。 确定产品脆值表1 日本得出的产品脆值G值产品10以下大型电子计算机1025导弹跟踪装置、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、变频装置、精密指示仪、电子仪器、大型精密机器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，可移式无线电装置90120洗衣机、电冰箱120以上机械类产品、小型真空管、一般器材脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的

10、定量指标，又称产品的易损度。确定脆值的方法有脆值实验法和经验估算法等，这次课程设计中，产品的脆值由查表估算得到。由表1查得方太微波炉的G值取80g。2 确定缓冲材料 缓冲包装材料的性能在很大程度上取决于所选用的缓冲材料的力学特性。因此，要设计出一个优良的缓冲包装系统的逻辑结构，需要在缓冲包装的系统结构分析中，充分了解缓冲材料的力学性能，根据待包装产品特性和流通环境的输入影响，合理选用缓冲包装材料。对于小型家电类产品常用的缓冲泡状材料一般为泡沫塑料，包括泡沫聚苯乙烯（PS）、泡沫聚乙烯（PE）、泡沫聚氨酯塑料（PU）、泡沫聚氯乙烯（PVC）等。以下是几种材料的比较：（1）发泡聚苯乙烯（PS） 聚

11、苯乙烯泡沫塑料是目前包装上用量最大的缓冲材料。它通常为硬质、闭孔泡沫结构，密度低，一般为一cm3；它的缓冲性能好；有优良的防潮性、防霉性、隔热性和电绝缘性;吸水率低；易于成型加工；且价格便宜。主要缺点是韧性较差，废弃物体积大，不易处理；且燃烧时产生的苯乙烯气体会污染环境等。所以近年来它在包装上的使用也逐渐受到限制。（2）发泡聚氨酯塑料（PU） 泡沫聚氨酯塑料是性能优良的缓冲包装材料。它具有极佳的回弹性，对冲击、振动能量的吸收性好；强度高，隔热性好；对环境温、湿度的稳定性好，并有良好的耐化学腐蚀性和加工性能。但因价格较高，所以主要用作精密仪器、电子产品、工艺品等高档易碎物品的缓冲衬垫材料。可以块

12、状、片状、泡沫衬垫模型等多种形式使用 。（3）发泡聚乙烯（PE） 泡沫聚乙烯也是包装上广泛使用的缓冲材料。它的缓冲、隔热性能好；强韧、有挠性、耐磨擦；吸水率低、耐低温；有优良的抗化学腐蚀性以及成型加工性，且成本较低。 因此它广泛用作小型机电产品、仪器、玻璃器皿以及食品的缓冲衬垫材料等低发泡的聚乙烯泡沫塑料可进行切削、钻孔、粘合等二次加工，制成护角、护棱等定型缓冲材料。（4）发泡聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯泡沫塑料是发展较早的一种泡沫塑料，它分软质和硬质两种，而以软质居多。 聚氯乙烯泡沫塑料也是一种缓冲包装材料。它具有良好的机械强度、缓冲防震性能和耐化学腐蚀性，吸水率低；不易燃烧，且价格便宜。但它

13、的热稳定性较差，其分解产生的氯化氢气体对某些包装产品有一定影响。综合比较以上材料最终选择发泡聚氯乙烯作为本次设计的缓冲衬垫材料。3缓冲衬垫尺寸和结构设计、校核3.1 缓冲衬垫设计3.1.1 跌落高度的确定 经验公式： （3-1） 由经验公式代入得：表2 装卸环境与跌落高度货 物装 卸 方 式跌 落 参 数重量，kg尺寸，cm姿 态高 度，cm9122一人搬运一端面或一角10792391一人携运一端面或一角912345122二人搬运一端面或一角614568152二人搬运一端面或一角536890152二人搬运一端面或一角4690272183机械搬运底 面612721360不限机械搬运底 面46&g

14、t;1360不限机械搬运底 面30根据产品参数查表2得跌落高度为91cm。综合经验公式与查表所得数据，本次设计跌落高度定为80cm。.2 缓冲衬垫面积与厚度的计算 常见材料的缓冲系数最大应力曲线发泡聚苯乙烯(比重0.014) 发泡聚苯乙烯(比重0.020) 发泡聚苯乙烯(比重0.033) 发泡聚乙烯(比重0.035) 人造纤维100(比重0.050) 人造纤维150(比重0.06) 人造纤维200(比重) 聚氨酯泡沫(比重0.03) 聚氨酯泡沫醚(比重0.03) 发泡聚氯乙烯(比重) 发泡氯乙烯(比重0.42) 泡沫橡胶 木屑(比重0.07) 发泡聚氯乙烯碎屑(比重0.08) 塑料碎屑(比重0

15、.087)根据上图可知，发泡聚氯乙烯在m=/cm2时对应有最小缓冲系数C=3.6。 （3-2） （3-3）带入式3-2 3-3得到衬垫的厚度T和面积A。衬垫与包装物单个接触面的面积为A1=444÷4=111cm2，边长为 。3.2 缓冲衬垫校核 产品强度校核。在缓冲设计时，应校核产品在载荷方向上与缓冲材料的接触部分的强度。如果该部位不能承受冲击中的最大应力，则应重新计算尺寸。产品与衬垫之间的作用力是相互的。在跌落冲击时，产品以惯性力和自重压缩衬垫，衬垫则以同样大小的弹力反作用于产品。在基础设计中，为了节省材料，常常设法减小衬垫的负载面积，由此带来的后果是产品支撑面的应力集中，可能导致

16、产品的局部破损。因此，必须校核产品支撑面的应力，控制在产品强度所允许的范围内。 m （3-4）式中：产品许用应力，Pa； m冲击时最大应力，Pa 1 。 （3-5）A=4L2 （3-6）由式（3-5）（3-6）求得：由图得=/cm2满足式（3-4），故强度校核合格。 挠度校核。衬垫尺寸的面积与厚度之比超过一定厚度时，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，其中最小承载面积Amin与厚度T之比应符合以下规定（克斯特那经验公式）： 或 （3-5）式中：T厚度，cm； A面积，cm2 1 。在本次设计中：Amin=111cm2 >（1.33T）2=22.9，故计算所得衬垫面积

17、是合理的。 跌落姿态改变时缓冲能力的校核在衬垫基础设计中所引用的一系列试验特性曲线和数据，都是以假定的理想姿态（试样平直，底面着地）为前提的，但衬垫的实际工况远非标准姿态。实际的流通过程中，包装件跌落姿态千变万化，有时一 角着地（称为角跌落），有时一棱着地（称为棱跌落），较之一面着地（称为面跌落）的标准姿态，受力情况变化较大，因而有必要对基本尺寸作相应的校核和调整。 （3-6） 代入式（3-6）求的角衬垫等效面积（K取1）： （3-7）代入式（3-7）求的： 通过查表可知s×105Pa，衬垫厚度在3-4cm之间时，对应的Gm值在40-60之间，小于产品的脆值，故可通过跌落姿态校核。

18、蠕变量校核。缓冲材料在长期的静压力作用下，其塑性变形量会随时间而增大，这种蠕变使得衬垫尺寸变小，在使用一段时间后容器内出现空隙，加剧内部产品的振动和摩擦擦伤，同时缓冲衬垫的缓冲能力有所下降。考虑到这一因素，初步设计的衬垫尺寸应附加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量，其大小按下式计算： Tc=T（1+Cr） （3-8）式中：Tc修正后的厚度，cm； Cr蠕变系数，%； T原设计厚度，cm。 1 在本次设计中，取蠕变系数为10%，故：Tc=4cm。经过以上校核，最后计算所得缓冲衬垫尺寸为厚度T=4cm，面积A=444cm2。衬垫与包装物单个接触面的面积为A1=444÷4=111cm2，边长为

19、。3.3 缓冲衬垫结构图 4 设计瓦楞纸箱 方太微波炉质量为20kg，外形尺寸为590×380×360mm，除微波炉外还包括缓冲衬垫，内装物外轮廓尺寸为670×460×440mm。4.1 瓦楞纸箱型号材料的选择 箱型的选择选用箱型为0201型瓦楞纸箱。采用单瓦楞纸板，AB型瓦楞。表3 国标GB6543-86中对于瓦楞纸箱的分类种类内装物最大重量kg最大综合尺寸mm代号纸板结构1类2类3类单瓦楞纸箱5102030407001000140017502000单瓦楞双瓦楞纸箱151030405510001400175020002500双瓦楞注：纸箱的综合尺寸，是

20、指其内尺寸长、宽、高之和。其中1类箱主要用于出口及贵重物品的运输包装；2类箱主要用于内销产品的运输包装；3类箱主要用于短途低廉商品的运输包装。由于方太微波炉销售范围较广，涉及到国外市场，故采用1类箱。内装物质量为20kg，最大综合尺寸为1354mm。差上表可知，应选用代号为的瓦楞纸箱。 瓦楞纸板的选择采用单瓦楞纸板，AB型瓦楞。表4：国标GB6543-86中对于瓦楞纸板的分类名称类别瓦楞纸箱代号瓦楞纸板代号单瓦楞纸箱1类2类3类双瓦楞纸箱1类2类3类表5种类优等品一等品合格品代号耐破度kPa边压强度kN/m代号耐破度kPa边压强度kN/m代号耐破度kPa边压强度kN/m单瓦楞纸板6387851

21、177157041068698013733925887841177双瓦楞纸板7851177157019606869801373176558878411771570通过表2、表3可查得，型瓦楞纸箱对应的瓦楞纸板代号为，楞型选AB型，其耐破度为1177kPa，边压强度为kN/m，最小综合定量为360g/m2。根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为：b =P/(0.95×3) （4-1）代入得：b =1177/(0.95×3)内外面纸的耐破指数由表6查得，取2.75 kPam2/g，要求的定量为： （4-2）代入式（4-2）得：根据表6的数据，选取定量为200 g/m2的A型箱板纸

22、作为内外面纸。表6 箱板纸技术指标（GB13024-91）指标名称单   位       规       定ABCDE定 量g/m2200±10.0     30230±11.5     250±12.5     280±14.0 

23、0;    420±21.0 紧度不小于g/cm2耐破指数不小于200-230 g/m2250g/m22/g(0.030)(0.028)  (0.027)  (0.015)  (0.011)  (0.0092)横向环压指数不小于200-230g/m2250g/m2N. m2/g (0.130)(0.150)   (0.130)   (0.093)   (0.080)&

24、#160;  (0.076)指标名称单位规定ABCD定量g/m2表7 瓦楞芯纸技术指标（GB13023-91）表8 瓦楞纸板的瓦楞展开系数瓦楞型式ACBE展开系数根据瓦楞芯纸技术指标的规定，瓦楞芯纸选用定量为112 g/ m2的B等芯纸, 其环压指数为5Nm/g。瓦楞纸板的综合定量:Q=外面纸、内面纸定量之和+(瓦楞芯纸定量*瓦楞展开系数)+粘合剂定量 =200+200+(112×1.4)+100 =656.8 g/ m24.2 瓦楞纸箱结构设计瓦楞纸箱的尺寸。内装物外轮廓尺寸为L0=670mm B0=460mm H0=440mm。公差X0在长度与宽度方向取37mm，高度方向取34mm，由此确定的纸箱箱内尺寸：L=L0+X0=673mm B=B0+X0=463mm H=H0+X0=444mm 表5 02型瓦楞纸箱内尺寸缩放量（mm）名称楞型ABEAB6329421663293215H96318内尺寸伸长量X按照表4取值，摇盖伸放量取4mm，接头尺寸J取40mm，得到纸箱的制造尺寸如下： L1= L+9=682mm L2= L+6=679mm B1= B+9=472mm B2= B