GB 8166-1987 緩沖包裝設(shè)計(jì)方法.pdf

U DC 6 7 8 A 8 3 0 7 6 :6 5 8 . 7 8 8 中 華 人 民 共 和 國(guó) 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) G B 8 1 6 6 一 8 7 緩 沖 包 裝 設(shè) 計(jì) 方 法 P a c k a g e c u s h i o n i n g d e s i g n me t h o d 1 9 8 7 一 0 8 一 2 4 發(fā)布1 9 8 9 一 0 3 一 0 1 實(shí)施 國(guó)家才 示 準(zhǔn)局發(fā)布 中華 人 民 共 和 國(guó) 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) U DC 6 7 8 . 5 . 0 7 6 1 6 5 8 . 7 8 8 緩沖包 裝設(shè)計(jì)方 法 G B 81 66一 87 P a c k a g e c u s h i o n i n g d e s ig n me t h o d 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定丫在流通過(guò)程中為保護(hù)爾品IN 實(shí)施的緩沖包裝設(shè)計(jì)的方法。 本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于使用非撥性彈性打料的緩沖包裝廳法， 不適用于彈簧吊裝形式的包裝方法.， 術(shù)語(yǔ) 1 . 1 重力加速度的倍數(shù) ( G) i ip 速度“ : f q 單位的亞 F i 加速) ff 的比值。 以符號(hào) “友示。在緩沖包裝 設(shè)計(jì)中. 加速度表示為。 二G 夕 ， 其中 1 為加速度。 ，為重力加速度。 1 . 2 脆值( “ ， ) 產(chǎn)品不發(fā)生物理?yè)?dān)傷或功能失效所能承受的最大加速度值， 以 ， 表示 13 許用脆佰 曰川恨據(jù)產(chǎn).鉆的脆流.號(hào) 慮到產(chǎn)品的價(jià)值、 強(qiáng)度偏差、重要程度等而規(guī)定的產(chǎn)品的 許用最大加速度值， 以 表示。 1 . 4 等效跌落高度( 11 ) 為了比較流通凌界中產(chǎn)生的沖擊強(qiáng)度. 將沖擊速度視為自由落體的碰撞速 f k由 此 而 推 算 的自 由 跌 落 高 度， 以11表示 1 . 5 最大應(yīng)力(、) 單位面積緩沖材料所受到的外力的最大值， 以o m 表示。 1 . 6 緩沖系數(shù) ( C) 作用于緩沖材料上的應(yīng)力與該應(yīng)力下單位體積緩沖材料所吸收的沖擊能量之 比， 以C表示。 1 . 7 緩沖包裝成本 ( C . ) 緩沖包裝相關(guān)的費(fèi)用( 如緩沖材料的成本、 緩沖材料的加工及包裝件的運(yùn) 輸?shù)荣M(fèi)用) 的總和， 以C . 表示。 要求 2 1 一般要求 緩沖包裝的目的是在運(yùn)輸、 裝卸過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)、 沖擊等外力時(shí)， 保護(hù)被包裝產(chǎn)品的性能和形態(tài)。 緩沖包裝設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求。 a . 減小傳遞到產(chǎn)品上的沖擊、 振動(dòng)等外力。 b . 分散作用在產(chǎn)品上的應(yīng)力。 c . 保護(hù)產(chǎn)品的表面及凸起部分。 d . 防止產(chǎn)品的相互接觸。 e防止產(chǎn)品在包裝容器內(nèi)移動(dòng)。 t . 保護(hù)其它防護(hù)包裝的功能。 2 . 2 緩沖包裝設(shè)計(jì)考慮因素 2 . 2 . 1 產(chǎn)品的許用脆值、 形狀、 尺寸、 重量、 體積、 重心、 數(shù)量及產(chǎn)品的其它特性。 2 . 2 . 2 流通過(guò)程中的環(huán)境條件， 如運(yùn)輸區(qū)間、 運(yùn)輸方式、 裝卸次數(shù)、 等效跌落高度、 沖擊方向、 氣候條 件、 貯存條件等。 2 . 2 . 3 包裝材料的特性。 2 . 2 . 4 外包裝容 器的 結(jié)構(gòu)、 形狀、 材質(zhì)及強(qiáng)度。 2 . 2 . 5 封 緘材 料的 特性。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局 1 9 8 7 一 0 8 一 2 4 批準(zhǔn)1 9 8 9 一 0 3 一 0 1 實(shí)施 GB 8 1 6 6 一 87 2 . 2 . 6 包裝的T - 藝性。 2 . 2 . 7 其它的包裝方法 如防潮、 防水、 防銹、 防塵等。 2 . 2 . 8 緩沖包裝的經(jīng)濟(jì)效果 23 緩沖材料的選擇 2 . 3 . 1 緩沖材料的性能應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定. 2 . 3 . 2 考慮下列有關(guān)因素 根據(jù)使用的目的選擇緩沖材料。 二材料的沖擊、 振動(dòng)隔離性能好. 能夠有效地減小傳遞到產(chǎn)品上的沖擊與振動(dòng); b . 壓縮蠕變小; c . 永久變形小; d . 夸 沖 擊和 振 動(dòng)作 用 下， 不 易 發(fā) 生 破 碎 ; e . 可耐受較強(qiáng)烈的折曲; f . 在運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)作用下， 與產(chǎn)品直接接觸的材料不應(yīng)擦傷產(chǎn)品的表面; 咎材 料的使用溫濕度范圍寬; h . 材料的p H值為6 . 0 - 8 . 0 ， 在較濕的環(huán)境中與產(chǎn)品直 接接觸， 不發(fā)生 腐蝕現(xiàn)象; i . 長(zhǎng)期在高濕環(huán)境中存放， 材料不生霉; 1 . 材料不因吸濕、 吸水而使緩沖性能發(fā)生變化， 且不使產(chǎn)品生銹、 腐蝕; k . 材料不與產(chǎn)品的涂覆層、 表面處理層等發(fā)生化學(xué)反應(yīng); 1材料不易產(chǎn)生靜電; m . 材料不因與油脂類(lèi)接觸而發(fā)生變質(zhì); n . 材料容易制造、 加工及進(jìn)行包裝作業(yè): 。 . 材料的價(jià)格低廉; p . 其它有關(guān)性能。 2 . 4 緩沖包裝的考核 根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法設(shè)計(jì)的緩沖包裝件， 應(yīng)按照第 4 章的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)， 出現(xiàn)下述情況之一時(shí)為 不合格。 : : 試驗(yàn)后產(chǎn)品發(fā)生了物理?yè)p傷或功能失效， 或緩沖材料已不能保護(hù)產(chǎn)品。 試驗(yàn)中作用在產(chǎn)品上的加速度超過(guò)產(chǎn)品的許用脆值。 緩沖設(shè)計(jì)方法 3 . 1 設(shè)計(jì)程序 3 . 1 . 1 根據(jù)第2 章的 要求、 按照第3 章的 方法選擇 緩沖 材料、 進(jìn)行緩沖包裝設(shè)計(jì)并計(jì)算出緩沖包裝 的成本， 、從中求出最佳的方案。 7 i緩沖包裝成本的汁算方法可參考附錄A C 參考件) 3 . 1 . 2 根據(jù)緩沖包裝設(shè)計(jì)的結(jié)果， 按照第2 . 4條的要求進(jìn)行考核， 必要時(shí)予以修正。 3 . 2 沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)方法 沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)， 應(yīng)首先確定下列條件: 產(chǎn)品的重量、 尺寸、 外觀及結(jié)構(gòu)特征等; 卜 . 產(chǎn)品的許用脆值; c . 包裝件在流通過(guò)程中的等效跌落高度。 沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)有第3 . 2 . 1 款和第3 . 2 . 2 款兩種方法可供選擇， 優(yōu)先選用第 3 . 2 . 2 款的方法。 3 . 2 . 1 緩沖系數(shù)一最大應(yīng)力曲線的應(yīng)用 利用緩沖系數(shù)一最大應(yīng)力曲線設(shè)計(jì)緩沖包裝時(shí)的計(jì)算程序如下。 3 . 2 . 1 . 1 計(jì)算緩沖材料所受到的最大應(yīng)力。 GU 81 66一8 7 。 nl 二 ( ( ;) 牛 : , N 點(diǎn) 交為7I O c m 銀據(jù)第3 . 止 ， 。 二 :二 絲 一 、 ， (， 了，、. 為H, 八 點(diǎn)位于給出 的曲 線族之外. 因此過(guò)刀 點(diǎn)作 條平 選擇崢I(yè) Q f 1 小的 1) , E兩點(diǎn)進(jìn)行計(jì)3 ? 其靜應(yīng)力分M為 兮欲的要求tX l : 點(diǎn)汁? 7 材料的受力面積: . 1U9 0 0 61 0 = ? 67 c m GB 81 6 6一 87 采用邊墊或角墊的緩沖結(jié)構(gòu)時(shí) . 應(yīng)滿 足 下述關(guān)系: 4 , 、 ( I . 3 3 T) 二 ( 1 . 3 3X 1 0 ) 一 = 1 7 7 e m 顯然， 對(duì) 于 厚度 I O c m的邊墊或角墊， 各襯舉Z力面積I ( 大于 1 7 7 c m 。而 n點(diǎn)的靜應(yīng)力對(duì)應(yīng)的面 積為: A (, _ 1Y 、 .。2 1 029 0 () x 1 0 = 8 2 8 c m 所以 可以采用各襯墊受力面積之和在 2 6 7 . 8 2 8 c m 之間。 各襯墊的受力面積大于 ! 7 7 c m ， 的邊墊 或角墊的結(jié)構(gòu) 例5 產(chǎn)品的形狀為正方體，重力為2 0 O N ， 許用脆值為8 5 9 ,根據(jù)等效跌落高度為9 0 c m, 選擇的 緩沖材料的特性曲線如圖C 2所示。采用角墊結(jié)構(gòu)進(jìn)行包裝， 考慮面跌落和角跌落的情況， 求需要的尺 寸 解: 在圖C 2中 8 5; 的加速度 與厚度T二5 c m的曲線交干 , 1 1 點(diǎn)。按 H點(diǎn)的靜應(yīng)力考慮，a ， ， 二 5 k P a.平面跌落的怪力而積為: A= 竺 一 X! 。 -2 0 0 5 110 () X 1 0 ，二 1 0 0 c m 1 個(gè)角墊中征個(gè)角墊的受力面積為: ， 一 十 x 4 0 。 一 。 。 。 。 。 因?yàn)楦鹘菈|的受力面積， 4 =1 0 0 ( 1 . 3 3 f ) 一 ( 1 . 3 3 X 5 ) 二n n， 所以角墊不會(huì)被壓彎。如果采用 正方一 形的角墊. 則其邊長(zhǎng) 為: 1 00 =I Oc m 山、 6 ) 式得， 角跌落時(shí)的有效受力面積為: A . 二、 3 l . 二 ， 7 3 X 1 0 =1 7 3 c m 此時(shí)的靜應(yīng)力為: 一 牛 x “ -2 0 0 1 7 3 X 。 = I . 6 k P a 將該位代入到圖C 2中可知. 此時(shí)的加速度超過(guò) r 產(chǎn)品的許用脆值 因此， 需將角跌落時(shí)的有效受力而積 n作為打點(diǎn)對(duì)應(yīng)的受力面積計(jì)算角墊的尺寸， 即令 A . = 1 0 0 c m 銀據(jù)( 6 ) 式得襯墊邊長(zhǎng)為: GB 816 6一87 : 一 丫 : ,J 7_ A 7 3 一 、 1 40 01. 73 今1 5 . 2c m 則面跌落時(shí)的受力面積和掙應(yīng)力為: A= 4 L = 4 X 1 5 . 2 = = 9 2 5 e m 嘰 一 4 - X 1 0 2 0 09 2 5 1 0 = 2 . l 6 k P a 將該值代入圖C 2 中可知， 此靜應(yīng)力對(duì)應(yīng)的加速度為 7 2 g. 小于產(chǎn)品的許用脆值。 所以， 角 墊的 厚度為5 c m邊長(zhǎng)為1 5 . 2 c m 例 6 產(chǎn)品重力為3 6 N, 底面尺一寸為2 5 c m:X 2 5 c m ， 許用脆值為3 0 9 。沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)采用 1 全面緩 沖方法， 選用的緩沖襯墊厚度為5 c m 。產(chǎn)品在運(yùn)輸中受到的振動(dòng)輸入如圖C 3 所示。求包裝件的共振頻 率和產(chǎn)品的最大響應(yīng)加速度。 。 、 一 Iq X 1 ()一25 要 2 5 X 1 0 一 。 5 7 6 k P a 根據(jù)靜應(yīng)力。及材料厚度 ?， 查出材料的振動(dòng)傳遞率一頻率特性曲線如圖C 1 所示 曲線的 峰值對(duì) 應(yīng)的 頗率為f , = 4 6 H z ， 傳遞率。 二6 ， 由圖C 3 可 知， 4 6 H z 時(shí)的加速度為1 . 7 9 . 即包裝件在 共振時(shí)受到的振動(dòng)輸入為。 、 二 的最大響應(yīng)加速度為: 由圖 C1得. 7 g。 則產(chǎn)品 “ 。 =q a , =6X . 7 = 1 0 . 2 ( 9 ) 所以. 包裝的共振頻率為4 6 H z ， 產(chǎn)品的最大響應(yīng)加速度為 1 0 . 2 9， 小于產(chǎn)品的許用脆值( 3 0 9 ) G B si ss -8 7 1J1卜1 墓 獷 一J 一 一 月 舀 一一一一_J一 1 II 1一于份 一- 一I U U U u 毛 h 日口 匡 三 日 匕 二習(xí) 二 工二 二 二仁三二二 _ 止: 二 享一 匕 一 州 一 寸 一 一 氣 一 一州 一 一 一一 月 一士 夕 一 節(jié). 卜- - 一一 丁 一 昌全 巨云三二二 丁 二 習(xí)- 二二二 _ 二 二 二 二 卜 一 - - 一 一 一 一 一 卜- 一一一 寧 - 一一一一一- 一 一 11_一一一 草 -一-戶 J甲 曰 找 ， 戶 , 卜 圖 (I P ill產(chǎn).n , 的Ij r 力R j 3 0 0 N . 底而尺寸為3 0 c m ; 3 0 c m . i L 上的脆弱部件具有Z S H ， 的固有頻率、 II . U 0 的阻記系數(shù).，叮承受的最犬沖擊加速度為 1 5 y，“ : .話的沖擊防護(hù)設(shè)l 十 采用了全面緩沖方法， 選用 的緩沖襯墊厚度為1 0 C .“ z 品在運(yùn)輸過(guò)程中受到的振勸輸入如圖C l) 所示，忽略疲勞作用. 確定這樣 的襯n能否提供足夠的振動(dòng)防護(hù)。 解 : I ) 確定 ( I : 包裝 件其振時(shí)脆弱 部件的響 I,v加速度 Gil 81 66一 8 7 一 H A “ 。 二 3 0 0 3 0 義 30X 1 0 , = 3 . 3 3 k P a 根據(jù)靜應(yīng)力。 : 及材料厚度T, 查出材料的振動(dòng) 傳遞率一頻率特 性曲線如圖C 6 所示 由 圖C 6 得. 曲線的峰值對(duì)應(yīng)的頻率為7 H z， 傳遞率為2 . 5 。由圖C 5可知， 7 H z時(shí)的振動(dòng)輸入加速度為1 9 , 則產(chǎn)品 的最大響應(yīng)加速度為: a , 二， a 、 二2 . 5X1=2 . 5 ( g ) 當(dāng)脆弱部件的固有頻率明顯高于包裝件的共振頻率時(shí)， 它基本上受到與產(chǎn)品相同的峰值加速度。 因此， 這時(shí)脆弱部件的響應(yīng)加速度為 2 . 5 g ， 該值小于其可承受的最大沖擊加速度( 4 5 9 ) ， 部件不會(huì)損 壞。 溉勺側(cè)州搜 傾Y - ( Hz 1 圖 C 5 GB 8166 一 87 ( . f m 下 - 一 一 : 日 一 ， 一- 門(mén) 州r r T T一 一門(mén) I I I l 一一 門(mén) 麗 映 竺洲 一 州 口 ，探 rr 汀 叮 了 下月 . 一 一I一勺 l一一 一r- 門(mén) 廠 - 盆 己 11 】 、 一 - 廣 r 州 l一r 一 r一r 尸r ， 丫 lr 一 叫 一牛 11 廠一 1 iT丁 丁 一- ，可 一 ， 一 TI,T fl閃日 一 價(jià)場(chǎng)名 0 ， “ , 1, , , 1 :y ( 6 ( 2 1 確定脆弱部件共振時(shí)的響應(yīng)加速度 山圖C S ., 圖( 6得 在頻 書(shū)為2 5 r l z 時(shí)的振動(dòng)輸入I II : 速度為0 . 5 5 . 緩沖材料的振功傳遞率為0 . 2 5 . 則產(chǎn)品的最大加速度響應(yīng)為: “ 。 二妞、 “0 . 2 5 X 0 . 5 5“ Il . 1 4 ( 婦 對(duì)于線性系統(tǒng). 當(dāng)陽(yáng)尼系數(shù) y O . I 時(shí)，