運輸包裝課程設計 (1)

1、 電磁爐的運輸包裝設計微電腦電磁爐的運輸包裝設計課程名稱: 運輸包裝技術課程設計 設計作者： 專業(yè)班級： 包裝工程08-1 指導教師： 設計日期： 2011年7月4日至11日 目 錄（一）設計說明2（二）設計內(nèi)容2一、產(chǎn)品特性簡介及市場定位2二、產(chǎn)品運輸流通環(huán)境分析及脆值的選擇21.確定產(chǎn)品流通環(huán)境條件32.流通過程圖33.選擇產(chǎn)品脆值4三、緩沖材料特性分析、確定緩沖材料4四、緩沖墊尺寸和結構設計，并簡單校核41.緩沖襯墊面積與厚度計算42.緩沖襯墊校核43.緩沖襯墊的結構設計5五、設計瓦楞紙箱并校核其抗壓強度6六、紙箱結構圖及裝潢圖71.紙箱結構展開圖72.紙箱外觀裝潢設計8（三）包裝件測試

2、實驗大綱10（四）課程設計總結10（五）主要參考文獻11（一）設計說明一、設計題目：格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐的運輸包裝系統(tǒng)設計二、設計任務：1設計緩沖包裝墊尺寸與結構2設計外包裝瓦楞紙箱的尺寸與結構3設計包裝件測試實驗大綱三、設計要求：1運輸包裝符合包裝模數(shù)（查國標）；2緩沖襯墊結構應合理；3繪圖比例：（1）紙箱結構圖：1:N（A4標準圖紙，比例需標明）（2）紙箱三維效果圖：1:N（A4標準圖紙，比例需標明）（二）設計內(nèi)容一、 產(chǎn)品特性簡介及市場定位電磁爐作為廚具市場的一種新型灶具，它打破了傳統(tǒng)的明火烹調(diào)方式采用磁場感應電流（又稱為渦流）的加熱原理。具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵

3、、無有害氣體、對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱輻射、體積小巧、安全性好和外觀美觀等優(yōu)點，能完成家庭的絕大多數(shù)烹飪?nèi)蝿?。因此，人們譽之為“烹飪之神”和“綠色爐具”。作為第一家生產(chǎn)電磁爐的廠家格蘭仕，一直以來都以高性價比高品質(zhì)在激烈的競爭中始終處于領先地位，其市場銷量也是名列前茅的。格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐更以其優(yōu)美的外觀，觸摸靈敏，功能檔位多，火力大等深受消費者喜愛。然而，由于電磁爐外部結構主要是陶瓷板和塑料底板組成，且內(nèi)部有大量電路板結構等，所以在包裝時要滿足其要求并設計緩沖包裝襯墊來加強固定。 二、產(chǎn)品運輸流通環(huán)境分析及脆值的選擇1.確定產(chǎn)品流通環(huán)境條件包裝件在運輸流通中所經(jīng)歷的一切外部因素統(tǒng)稱為

4、流通環(huán)境條件。包裝技術就是要確保產(chǎn)品由一地向另一地運送時不受經(jīng)濟上和功能上的意外損失。對產(chǎn)品可能遭遇的條件作考察與評價，是包裝設計中的重要內(nèi)容。流通過程的基本環(huán)節(jié)有：裝卸搬運環(huán)節(jié)（分人工和機械兩種方式）、運輸環(huán)節(jié)、貯存環(huán)節(jié)。而對于格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐來說，其流通環(huán)境分析如下：（1）在裝卸搬運環(huán)節(jié)中，由于此電磁爐的銷售遍及全國乃至全球任何地方，其銷售范圍非常的廣泛，所以既可能有短流程運輸也可能包括較長流程的運輸。以為流程越長，中轉環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運次數(shù)就越多，所以對此商品的包裝件造成的損害就越大。裝卸作業(yè)中既可能有人工裝卸也有機械裝卸，所以要中和考慮到拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機

5、的突然啟動和過急的升降都會造成電磁爐的跌落損害。（2）運輸環(huán)節(jié)中，由于此微波爐的銷售范圍廣，既要有長途運輸也要有短途運輸，所以涉及到的交通工具種類比較多，包括汽車、火車、船舶、飛機和電瓶拖車、鏟（叉）車、手推車等。運輸過程對貨物包裝件造成的損害原因有：沖擊、振動、氣候條件和其他原因等。一般此產(chǎn)品從包裝車間要經(jīng)鏟車、電瓶車運送到倉庫中，此時運輸工具的啟動、變速、轉向、剎車會使產(chǎn)品改變速度，導致沖擊損壞；當產(chǎn)品有倉庫運送到鐵路上及鐵路運輸過程中，由于交通工具會受到路面狀況、路軌接縫、發(fā)動機振動、等因素影響，會產(chǎn)生振動。而且此過程中還會受到氣候變化的影響等等。 （3）貯存環(huán)節(jié) 貯存方法，堆碼重量、高

6、度、貯存周期、貯存地點、貯存環(huán)境（如光、風、雨、蟲、霉、鼠、塵、有害氣體等）直接影響產(chǎn)品包裝件的流通安全性。倉庫的建筑結構型式對貯存環(huán)境中溫度、濕度、氣壓等因素影響甚大。 2.流通過程圖：此圖可以是格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐實際流通過程中的一種有效途徑，在此流通鏈中包括卡車、火車等交通工具的運輸，多次人工或機械搬運，若干次倉貯堆碼作業(yè)。商店鐵路終點站0.58km商店貨棧鐵路貨場成品倉庫包裝車間鏟車貨車卡車混放電瓶車卡車堆4層堆碼6層卡車混放柏油路水泥路 石子路6040015km商店0.5km6kmkm人力車混放堆8層貯存4周 3.選擇產(chǎn)品脆值脆值是產(chǎn)品經(jīng)受振動和沖擊時表示其強度的定量指標

7、，又稱產(chǎn)品的易損度。此值表示產(chǎn)品對外力的承受能力。確定脆值的方法有脆值實驗法和經(jīng)驗估算法等，由于條件不允許，在此只能通過查閱相關產(chǎn)品的數(shù)據(jù)來估計產(chǎn)品的脆值。由書P88表4-2和表4-3查得電磁爐的G值取80g。 三、緩沖材料特性分析、確定緩沖材料緩沖包裝材料的性能在很大程度上取決于所選用的緩沖材料的力學特性。因此，要設計出一個優(yōu)良的緩沖包裝系統(tǒng)的邏輯結構，需要在緩沖包裝的系統(tǒng)結構分析中，充分了解緩沖材料的力學性能，根據(jù)待包裝產(chǎn)品特性和流通環(huán)境的輸入影響，合理選用緩沖包裝材料。對于小型家電類產(chǎn)品常用的緩沖包裝材料一般為泡沫塑料，包括泡沫聚苯乙烯（PS）、泡沫聚乙烯（PE）、泡沫聚氨酯塑料（PU）

8、、泡沫聚氯乙烯(PVC)等。本設計中格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐的質(zhì)量為4.1kg，外形尺寸為354.5×299.5×65mm，包裝尺寸為375×200×405mm,選擇的脆值為80g。 四、緩沖墊尺寸和結構設計，并簡單校核（撓度，蠕變） 1.緩沖襯墊面積與厚度計算產(chǎn)品質(zhì)重4.1kg，脆值為G=80，設計跌落高度為h=90cm , 底面積354.5×299.5mm。（1）假設采用全面緩沖，即襯墊面積為A=1061.722。襯墊最大應力為：m=GW/A=80×4.1×9.8/1061.72=3.03(N/cm2)=30.3

9、（kPa）在書P88圖5-10的橫軸上取m=30.3kPa的點，并向上作垂線，C-m曲線最低點在這條垂線上的材料為泡沫聚苯乙烯塑料，其密度為0.014g/cm2，C=4.2，最低點的m=28kPa，故襯墊厚度為：T=CH/G=4.2×90/80=4.725（cm）（2）若采用局部緩沖，因為Cmin=4.2，m=28kPa=2.8N/cm2。所以，緩沖襯墊的面積為： A=WG/m=4.1×9.8×80/2.8=1148（cm2）此面積大于容器底面積，無法裝入，說明本設計不合理。若選用密度大一倍的聚氨酯泡沫，其密度為0.03 g/cm2，則它的最小緩沖系數(shù)為C=3.3

10、，對應的最大應力值為m=70k Pa=7N/cm2，此時的承載面積為： A=WG/m=4.1×9.8×80/7459.2（cm2） 襯墊的厚度：T=CH/G=3.3×90/80=3.7125（cm） 2.緩沖襯墊校核（1）撓度校核。襯墊尺寸的面積與厚度之比超過一定比值時，襯墊容易撓曲線或變彎，大大降低襯墊的負重能力。襯墊的最小承載面積Amin與厚度應滿足： Amin/（1.33T）2>1 或Amin>（1.33T）2 因為Amin=A/4= 114.8（cm2）（1.33T）2=24.38（cm2），可知計算所得襯墊面積是穩(wěn)定的，合理的。（2）蠕變量校

11、核。緩沖材料在長時間的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時間的增加而增加，這種蠕變使襯 墊厚度變小，緩沖能力下降，所以設計襯墊尺寸應加一個蠕變補償值，稱為蠕變增量Cr。Tc=T(1+Cr)= 4.725×（1+10%）=4.08（cm）式中：Tc修正后的厚度cm;T原設計厚度cm;Cr蠕變系數(shù)%（這里取10%）經(jīng)過以上校核，最后計算所得緩沖襯墊尺寸為厚度T=4.08(cm)，面積A=459.2（cm2）。3.緩沖襯墊的結構設計（用Pro/E軟件設計結構圖）因產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀和尺寸不同，緩沖包裝的緩沖墊的結構形式可分為全面緩沖包裝、局部緩沖包裝和懸掛式緩沖包裝三種方法。由于電磁爐屬于尺寸、

12、結構規(guī)則的小型包裝件，考慮到節(jié)約材料降低成本等因素，所以其緩沖包裝選用局部緩沖形式。 五、設計瓦楞紙箱并校核其抗壓強度格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐的質(zhì)量為4.1kg，最大尺寸354.5×299.5×65mm，在國內(nèi)外均有銷售，儲存期在半年以上，除電磁爐外，箱內(nèi)還有泡沫緩沖襯墊，內(nèi)裝物外廓外廓尺寸為375×200×405mm。(1)選用箱型為0201型瓦楞紙箱。(2)瓦楞紙板。因為可能用于出口，所以選用第一類瓦楞紙板，內(nèi)裝物質(zhì)量為4.1kg，最大綜合尺寸為980mm，根據(jù)瓦楞紙板表（GB6543-86），其代號為S-1.2，即應選用第一類第二種雙瓦楞紙

13、板，S-1.2的技術指標為耐破強度784kPa，邊壓強度為5880N/m,戳穿強度為4.9J。第一類瓦楞紙板用于出口包裝，因此選用A等和B等箱板紙，A等作外面紙，B等作內(nèi)面紙。雙層箱板紙取相同的耐破強度，根據(jù)經(jīng)驗公式每層箱板紙的耐破強度應為：bP/0.95×2413kPa 外面紙的耐破指數(shù)取2.75Pa·/g（表7-1），要求的定量為：Q=b/r=150g/， 內(nèi)面紙的耐破指數(shù)取2.65 Pa·/g，定量為：Q=b/r=156g/根據(jù)（表7-2）選用A等瓦楞芯紙，定量取160g/,粘合劑的定量為100g/,所以瓦楞紙板的定量為：150156160×1.5

14、100646g/(3)瓦楞紙箱的尺寸。內(nèi)裝物的外廓尺寸為 L0375 (mm) ，B0200 (mm) ，H0405（mm）公差X0在長度與寬度方向取35mm，高度方向取13 mm，由此確定的紙箱箱內(nèi)尺寸： L L0X03754379（mm） B B0X02004204（mm） H H0X04053408(mm)內(nèi)尺寸伸長量X按表7-10取值，搖蓋伸放量取2mm，接頭尺寸J取40mm，于是紙箱的制造尺寸 ： L1=L+6=385(mm) L2=L+4=383(mm) B1=B+6=210(mm) B2=B+3=207(mm) H=H+9=414(mm)外搖蓋制造尺寸： F=B1/2+X=210

15、/2+2=107（mm）對A型的單瓦楞紙板，加大值X取57mm，長度和寬度方向的加大值取7mm，高度方向取上限12mm，由此確定的紙箱外尺寸為: = L1+X=385+5=390（mm） = B1+X=210+5=215（mm） = H+X=414+7=421（mm）(4)瓦楞紙箱的結構。瓦楞紙板的面積：A=(L1+L2+B1+B2)×(H+F×2)+J×H=(385+383+210+207)×(414+107×2) +40×414×10-6=0.77（m2） 瓦楞紙板的重量：W=QA=646×0.76/1000=

16、0.49（kg）手孔設在外搖蓋上，其尺寸為100×40mm。選用粘合劑粘合，使用的粘合劑主要是具有速干性的醋酸乙烯粘合劑瓦楞紙箱的堆碼強度。瓦楞紙箱的周長為 Z=L1+L2+B1+B2= 118.5（cm）瓦楞紙箱的綜合環(huán)壓強度為=(9.7×150+8.4×156)+8.4×1.5×160=47.8(N/cm)楞常數(shù)取8.36，箱常數(shù)取0.59，瓦楞紙箱的的抗壓強度為 =1.86×47.8×(8.36×4/118.5)2/3×118.5×0.59 =2674.3(N) 貨物重量W是內(nèi)裝物重量和紙

17、箱重量之和，其值為：W=（4.1+0.49）×9.8 =45（N）堆碼高度取450cm，安全系數(shù)取2，紙箱的堆碼載荷為P=KW(h/H)-1=2×45×（450/414-1）=7.83(N) 因為抗壓強度比堆碼載荷大得多，所以這個瓦楞紙箱具有足夠的堆碼強度。 六、紙箱結構圖及裝潢圖1. 紙箱結構展開圖（用CAD軟件繪制并標明主要尺寸）2. 瓦楞紙箱的外觀裝潢設計（用PhotoShop軟件設計三維效果圖）（三）包裝件測試實驗大綱1.分析電磁爐在運輸過程中的主要影響因素有：（1）在從包裝間運出時，需用集合托盤叉車搬運，手工裝卸等，發(fā)生跌落的機會較多；（2）在運輸中可能

18、經(jīng)過較長距離的汽車運輸，包裝件會承受垂直方向的沖擊與振動；（3）運送途中也有一定距離的火車運輸，包裝件將經(jīng)受水平方向的沖擊；（4）倉庫存放期間，倉庫中的動物、蟲害等生物因素對包裝件的影響等；2. 所需進行的試驗項目主要有： （1）環(huán)境試驗：抵抗各種氣候環(huán)境的能力及包裝對產(chǎn)品保護性能的試驗。如：溫濕度試驗（在-18°C的條件下，放下置24h。）、噴淋試驗（噴淋0.5h）等。（2）振動試驗：抵抗振動的能力及包裝抗振性能的試驗。如：定頻振動，堆碼4m，連續(xù)加振1h。（3）沖擊試驗：抵抗各種沖擊的能力及包裝緩沖性能的試驗。如: 沖擊速度1.8m/s，兩相對側面各受沖擊一次。（4）壓力試驗：包裝件抵抗壓力的能力及包裝對產(chǎn)品保護性能的試驗。如：堆碼試驗，堆碼高度4m，持續(xù)1周。（5）機械搬運試驗：是否適應機械搬運的要求及包裝對產(chǎn)品保護性能的試驗。如：叉車搬運試驗，相同速度，相同距離，搬運1h。（四）課程設計總結本次運輸包裝課程設計，我選擇了格蘭仕CH2122F微電腦電磁爐作為設計產(chǎn)品。通過對產(chǎn)品特性分析和市場調(diào)查，根據(jù)運輸包裝課堂上老師所講的流通環(huán)境一章，我對此電磁爐在運輸過程中的流通條件進行了大致的分析和總結并確定了其脆值：接著為了保證在運輸過程中使產(chǎn)品盡可能能完整無損，對產(chǎn)品進行緩沖包裝設計，最終根據(jù)產(chǎn)品的性