海爾電冰箱緩沖包裝設(shè)計概要(共20頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 天津科技大學(xué) 海爾冰箱緩沖包裝設(shè)計說明書學(xué) 院：班 級：姓 名：學(xué) 號：日 期： 專心-專注-專業(yè)摘要衣食住行是每個老百姓每天必須的四樣?xùn)|西，然而，“民以食為天”，而從小就伴隨我們成長的吃喝的東西可能會隨著溫度或者時間的變化而出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)的情況，隨著現(xiàn)代人對營養(yǎng)的越來越重視，冰箱企業(yè)推出多種的冰箱的模式和制冷方式，使得人們生活中的食物，得以長久的保存，冰箱的品種也是越來越多，銷售人群也越來越廣，但與此同時，冰箱制造商和銷售商得工作量也越來越大了，冰箱的市場也是越來越廣闊的，為了滿足客戶的需求，冰箱制造商更是加緊研究發(fā)明，海爾作為冰箱界龍頭老大或多或少的會考慮運輸時冰

2、箱的損壞，因此運輸包裝的合理性尤其重要，考慮到在運輸過程中會出現(xiàn)的沖擊震蕩野蠻裝卸，需要研究流通環(huán)境中的一些因素，比如溫濕度以及道路顛簸程度，通過分析其極限程度，研究相應(yīng)的緩沖材料主要性能，正確的選擇緩沖材料，計算相應(yīng)的造型尺寸，合理設(shè)計緩沖材料的形狀，設(shè)計相應(yīng)的緩沖包裝襯墊，是內(nèi)裝物在費用較低的前提下完好無損，從而達到此次設(shè)計海爾冰箱緩沖包裝的目的。關(guān)鍵詞 海爾冰箱 脆值 緩沖包裝第1章 海爾冰箱發(fā)展史1第2章 產(chǎn)品的流通環(huán)境分析1 （一）產(chǎn)品的流通區(qū)間1 （二）產(chǎn)品主要運輸方式1 （三）裝卸與搬運3 （四）貯存環(huán)節(jié)3 （五）流通環(huán)境氣象條件3第3章 產(chǎn)品的特性分析4 （一）海爾冰箱相關(guān)系數(shù)

3、4 （二）冰箱失效形式5 （三）防護措施5 （四）產(chǎn)品跌落重要指標(biāo)6第4章 緩沖包裝材料的選擇6 （一）緩沖材料分析7 （二）緩沖材料確定7第5章 緩沖襯墊的尺寸計算與校核9 （一）緩沖襯墊尺寸計算9 （二）緩沖襯墊校核10第6章 瓦楞紙箱設(shè)計11 （一）箱型11（二）計算瓦楞紙箱尺寸12第7章 實驗部分14 （一）主要用到的標(biāo)準(zhǔn)14 （二）沖擊實驗15 （三）振動實驗15結(jié)論16一、海爾冰箱發(fā)展史20年前，這還是一家通過引進德國冰箱生產(chǎn)線來制造中國冰箱填補國內(nèi)冰箱空白的小企業(yè)，20年后，它已經(jīng)發(fā)展成為全球擁有20個生產(chǎn)工廠，年生產(chǎn)能力超過10100萬臺的冰箱、冷柜生產(chǎn)企業(yè)，是全球最大、最先進

4、的冰箱制造商之一。經(jīng)過海爾人多年不懈努力，這一中國知名品牌，逐漸被挑剔的日本消費者認(rèn)可，知名度和銷售量不斷提升，在強手林立的日本市場占據(jù)了一席之地。海爾冰箱自創(chuàng)立至今始終為中國消費者提供最好的?！霸冶洹笔呛柋湎蛳M者提供的是質(zhì)量服務(wù)。在那個“紙糊的都能賣出去”的年代，海爾冰箱卻通過“砸冰箱”樹立起了員工“有缺陷的產(chǎn)品就是廢品”的質(zhì)量意識，制造出了高質(zhì)量的海爾冰箱。2012年12月21日,世界權(quán)威調(diào)研機構(gòu)歐睿國際公布2012年全球家電市場最新調(diào)查數(shù)據(jù),在大型家電市場的品牌占有率提升為8.6%,第四次蟬聯(lián)全球第一,同時獲得"全球大型家電第一品牌,全球,第一品牌&制造商&qu

5、ot;共9項殊榮.二、產(chǎn)品流通環(huán)境分析（一） 產(chǎn)品的流通區(qū)間1. 產(chǎn)地：山東青島2. 目的地：世界各地（二）產(chǎn)品的主要運輸方式鐵路、公路運輸、海運。由于產(chǎn)品銷往全國各地，既有長途運輸又有短途運輸。一般產(chǎn)品從出廠到發(fā)貨火車站使用汽車運輸，從發(fā)貨站到全國各地的代理商使用火車運輸，而從各地代理商到零售商和從零售商到消費者手中多使用汽車運輸。汽車運輸?shù)臎_擊，主要取決于路面狀況，車輛的啟動和制動，貨物重量及裝載穩(wěn)定性。汽車運輸振動加速度的大小也與路面狀況、行駛速度、車型和載重量有關(guān)，但主要因素為公路的起伏和不平。汽車運輸是包裝件的共振頻率一般小于25HZ，實驗測得，汽車運輸發(fā)生二次共振時其基頻為8.28

6、.5HZ，二次共振頻率范圍為17.318HZ，共振加速度增大為外界激勵的18倍。汽車運輸?shù)碾S機振動加速度垂直方向最大，汽車運輸振動能量絕大部分分布在0200HZ，其中能量最集中處于050HZ頻帶內(nèi)。汽車運輸隨機振動功率譜密度在2HZ和10HZ左右各有一個較大峰值。通常2HZ出的峰值為全頻帶內(nèi)最大值，所以公路運輸包裝件的固有頻率應(yīng)避開這兩個頻率值。 2-1汽車振動加速度頻率曲線 2-2火車振動加速度頻率曲線重量kg尺寸cm裝卸方式姿態(tài)高度H cm9122一人拋擲一端或一角1079-2391一人攜運一端或一角9123-45122二人攜運一端或一角6145-68152二人搬運一端或一角5368-90

7、152二人搬運一端或一角4690-272183機械搬運底面61272-1360不限機械搬運底面461360不限機械搬運底面30 2-3 跌落高度參考鐵路運輸時產(chǎn)生的沖擊有兩種。一種是車輪滾過鋼軌接逢時的垂直沖擊，在普通路軌上為80120次/分，加速度最高為1g；另一種是火車在掛鉤撞合時產(chǎn)生的水平?jīng)_擊，加速度可達24g。若速度為14.5km/h時作溜放掛鉤，車體撞合瞬間可能產(chǎn)生18g的沖擊加速度?；疖囻傔^鋼軌時受到?jīng)_擊，以正常速度70km/h駛過鋼軌時，垂直方向加速度峰值為58g。（三）裝卸與搬運裝卸作業(yè)包括人工與機械兩種方式。按常規(guī)產(chǎn)品的跌落高度定為60cm。（四）貯存環(huán)節(jié)采用一般倉庫貯存，堆

8、碼高度2.5m，堆碼層數(shù)1層。（五）流通環(huán)境的氣象條件由于產(chǎn)品在廣州，銷售范圍為全國各地，從華南到全國含蓋了幾個氣候帶，雖然溫度隨地域的變化，變化較平緩，但產(chǎn)品包裝件常常在短時間內(nèi)經(jīng)歷較劇烈的溫度變化。計算機顯示器為電子產(chǎn)品，為了防止包裝內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，應(yīng)嚴(yán)格控制包裝材料的含水量，并用塑料薄膜對產(chǎn)品進行包裹并放入干燥劑。用標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境條件，該產(chǎn)品的運輸條件可表示為2K2/2B1/2S1/2M1。此圖為冰箱可以假設(shè)為某一企業(yè)陶瓷包裝后的流通過程由圖可知陶瓷在出廠后要經(jīng)過火車汽車等交通工具運輸多次甚至通過集裝箱運往國外，此外還要經(jīng)過多次人工以及機械搬運和多次倉庫堆碼由此可知陶瓷在此過程中如果沒有一

9、個很好的運輸包裝很容易造成瓷器本身的損壞。 2-4 流通過程圖 3、 產(chǎn)品特性分析（一）海爾冰箱相關(guān)參數(shù)1、產(chǎn)品名稱海爾2、產(chǎn)品型號BC-96A3、產(chǎn)品外形尺寸 長545mm 寬490mm 高860mm4、產(chǎn)品重量240N5、產(chǎn)品重心產(chǎn)品的幾何中心 3-1 海爾BC-96A冰箱效果圖主體品牌海爾 Haier型號BC-96A顏色白色類別單開門開門方式左開門顯示方式不支持氣候類型亞溫帶型（SN）-溫帶型（N）-亞熱帶型（ST）功能制冷方式直冷控制方式機械式制冷類型壓縮機制冷除霜模式手動除霜定頻/變頻定頻總?cè)莘e(升)96冷凍室(升)13冷藏室(升)83能效等級1 級耗電量(KWh/24h)0.32運

10、轉(zhuǎn)音dB(A)40制冷劑R600a規(guī)格電壓/頻率220V/50HZ產(chǎn)品尺寸（深x寬x高）mm490*545*860產(chǎn)品重量（kg）24特性特性內(nèi)置冷凍室、迷你型 3-2 海爾 BC-96A的一些參數(shù)（二）冰箱失效形式 冰箱為易壞電器，需要盡可能降低運輸流通過程對產(chǎn)品造成的損壞，運 輸包裝或者稱緩沖包裝在這里所起的作用非常關(guān)鍵。（1）冰箱受振動或沖擊發(fā)生斷裂。（2）冰箱表面或邊角發(fā)生摩擦損傷。（3）長期堆碼導(dǎo)致中包裝產(chǎn)生蠕變。（4）冰箱長期處于潮濕、強光、酸堿環(huán)境材質(zhì)下發(fā)生變質(zhì)，影響使用壽命。（三）防護措施1、極限強度的考慮冰箱重力較大，因此內(nèi)外包裝、運輸包裝的合理設(shè)計對陶瓷制品非常重要。為保證

11、陶瓷制品在流通過程中不被破損，就要研究產(chǎn)品在流通過程中的外部環(huán)境條件以及產(chǎn)品在流通環(huán)境下能承受的強度極限，并要研究緩沖材料的主要性能。2、易損部位 瓷器的瓶頸作為凹進去的部位很容易因為不小心而出現(xiàn)斷裂。瓷器的底邊邊沿也屬于凸出部件，緩沖設(shè)計時也應(yīng)考慮到，不能夠承載，并要與外包裝容器離有一定的距離，以免沖擊是受損。（四）產(chǎn)品跌落重要參考指標(biāo)1、產(chǎn)品的脆值G值產(chǎn)品類型2540冰箱壓縮機6 H   x4 L" d9 u+ h6 S3 E4060彩色電視機、顯示器、雞蛋$ I3 $ B" A' k7 x0 k( h) Q6090黑白電視機、電冰箱( 0

12、R: B& R+ ' I! . d% T9 7 90120光學(xué)經(jīng)緯儀、熒光燈、陶瓷器皿、單放機、電動玩具 3-3 中國機械標(biāo)準(zhǔn)化研究所相關(guān)產(chǎn)品脆值表 產(chǎn)品的脆值是產(chǎn)品經(jīng)受震蕩和沖擊時表示強度的低昂量指標(biāo)，也稱產(chǎn)品的易損度這里根據(jù)中國機械標(biāo)準(zhǔn)化研究所表可以選取冰箱的脆值為G=70g2、產(chǎn)品的固有頻率產(chǎn)品的固有頻率也設(shè)緩沖包裝設(shè)計中的重要參數(shù)，應(yīng)通過實驗測得。合理的緩沖包裝應(yīng)該能夠包裝件的固有頻率遠離產(chǎn)品得固有頻率，使其免受共振。3、跌落高度的確定根據(jù)表給出的參考數(shù)據(jù)，冰箱產(chǎn)品的跌落高度一般都很低，所選瓷器綜合其質(zhì)量和價值，產(chǎn)生跌落的概率很低，結(jié)合M瓷器在實際流通環(huán)節(jié)中的運輸狀況，

13、所以確定其跌落高度選擇H=60cm。4、 緩沖包裝材料的選擇（一）緩沖材料分析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(xué)特性。因此，要設(shè)計出一個優(yōu)良的緩沖包裝系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，需要在緩沖包裝的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析中，充分了解緩沖材料的力學(xué)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）、泡沫聚氯乙烯(PVC)等。1、發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）特性發(fā)泡聚苯乙烯簡稱EPS，它是以聚苯乙烯為原料發(fā)泡制成的一種半硬質(zhì)的泡沫塑料，EPS具有封閉式的泡沫顆粒狀結(jié)

14、構(gòu)，其材料具有輕質(zhì)、透明、強度大、防潮、耐腐蝕易于加工模塑成型的特點，是一種很理想的緩沖材料，所以它是目前生產(chǎn)使用最廣泛的緩沖材料。最大弱點是用后不能自行分解，從而其廢棄物如果不回收處理則會適合對環(huán)境的大量污染。此外，它還有材料體積較大，堆置空間等缺點。2、紙漿模塑制品特性紙漿模塑制品的主要優(yōu)勢是原料資源豐富，具有一定的抗壓、防震能力，防靜電，吸附性較好，可堆疊存放，無毒，生產(chǎn)不復(fù)雜，用途較廣，印刷性好和易回收等特性。主要缺點是吸水、吸油，阻氣性較差，生產(chǎn)自動化程度不太高，成本比較高等。3、發(fā)泡聚乙烯（EPE）特性EPE俗稱“珍珠棉”，由30-40倍高發(fā)泡成形的產(chǎn)品，重量輕，有一定堅固性、柔軟

15、性、緩沖性能，受反復(fù)沖擊其特性不變，它是一種高強緩沖、抗振能力的新型環(huán)保材料，EPE的PH值為中性，不會對任何產(chǎn)品造成損傷，同時它的優(yōu)良特性能抵御外界的酸緘腐蝕，珍珠棉是一種易于加工和處理的新型保護型包裝材料，EPE柔韌、質(zhì)輕、富有彈性能通過彎曲來水材料。不受各種氣候條件影響，耐氣候性優(yōu)越。切割、粘合、層壓、真空成形、壓縮等的加工性優(yōu)秀。細(xì)微氣泡的泡沫材料、外表光滑、可著色，盡顯優(yōu)美效果。（二）緩沖材料確定目前普遍用于電器包裝的是發(fā)泡聚苯乙烯（EPS)與發(fā)泡聚乙烯（EPE），聚乙烯泡沫塑料發(fā)泡均勻、柔軟，有較好的緩沖與機械性能，壓縮不易斷裂，高低溫環(huán)境下不易老化，可與產(chǎn)品直接接觸不會產(chǎn)生化學(xué)變

16、化與腐蝕現(xiàn)象。故綜合考慮決定使用聚乙烯泡沫塑料（比重為0.032g/cm3）作為設(shè)計的緩沖材料。雖然發(fā)泡聚乙烯可以在自然環(huán)境中自動降解，包裝廢棄物會造成“白色污染”，所以近年來它的發(fā)展在一定程度上也受到了抑制，但我們可以通過在各地建立專門的回收站對其廢棄物進行回收，二次利用，來解決污染問題。 由于冰箱的脆性較大,緩沖材料需要慎重考慮。緩沖包裝材料的種類很多,有天然的、人工合成的、定形的和不定形的等。不定形包裝材料,由于緩沖性能不穩(wěn)定,回彈性能較差,已逐漸被淘汰。隨著工業(yè)的發(fā)展技術(shù)工藝水平的不斷提高以及各種新型合成材料的采用,定形緩沖材料已經(jīng)占據(jù)現(xiàn)代包裝中的絕大多數(shù)。而在定形包裝材料中,又有成型

17、紙漿、瓦楞紙板、紙棉材料、棕墊、彈簧以及泡沫、氣墊薄膜等各種人工合成材料。在選用材料時,綜合考慮動沖擊能量的吸收性、回彈性、壓縮蠕變性、耐破損性、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟性等各種材料性能參數(shù)。當(dāng)然,要選擇一種緩沖材料具備以上所有良好性能是難以辦到的,也是不科學(xué)的。只能根據(jù)陶瓷工藝品的主要特性,有側(cè)重地考慮緩沖材料的性能參數(shù)。發(fā)泡聚苯乙烯制品出來具有質(zhì)輕、價廉、防震等優(yōu)點外，還具有透氣性好、有利于生物保鮮的優(yōu)點，在商品流通中被廣泛運用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎品、易破、怕擠壓物品的周轉(zhuǎn)包裝上，是目前流行于市場的泡沫塑料的換代產(chǎn)品。聚苯乙烯原料，采用先進、科學(xué)的工藝模塑成型，可以作為冰箱的襯墊包裝材料。

18、4-1 聚苯乙烯塑料原料5、 緩沖襯墊的尺寸計算與校核（一）緩沖襯墊的尺寸計算因為A=49*54.5，W=240N，G=70g根據(jù)A=W/s *104 可得s =0.90kp而坐標(biāo)（0.90,70）在幾乎所有曲線的左側(cè)，因為冰箱質(zhì)量和尺寸較大，所以取T=5.0cm，它的兩個交點中取靠右邊的，取右邊的進行設(shè)計用材料最省，右邊的點對應(yīng)靜應(yīng)力為sd=0.12×105Pa，所需承載面積： = 200cm² 由圖中可知最低點對應(yīng)的加速度最小，緩沖性能最好，產(chǎn)品的安全率最高，若用最低點設(shè)計有：se=0.04×105PaA=600cm²由此可見，承載面積可做兩鐘選擇，

19、節(jié)約材料取A=200cm2，提高產(chǎn)品安全率取A=600cm2，該設(shè)計主要考慮安全取厚度T=5.0cm，A=600cm2的發(fā)泡聚苯乙烯泡沫墊。由于局部緩沖，初步設(shè)計為角襯墊形式，那么每塊承載面積為：L²=125cm²L=11.2cm 5-1聚苯乙烯動態(tài)緩沖特性曲線（二）緩沖襯墊校核1、產(chǎn)品強度校核(產(chǎn)品支承面的應(yīng)力校核) 角跌落時的有效受力面積為（若取K=1） =216.5 此時靜應(yīng)力為：= 0.11*105 pa 由圖3-1知許用應(yīng)力=0.12*105 pa 因為，所以強度校核通過。2、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(fù)重

20、能力。襯墊的最小承載面積Amin與厚度應(yīng)滿足另X= 因為X=2.83>1，所以計算所得襯墊面積是穩(wěn)定的，合理的。（3）蠕變校核緩沖材料在長期的靜壓力的作用下，其塑性變形會隨時間而增大，這種蠕變使得襯墊尺寸變小，在使用一段時間后容器內(nèi)出現(xiàn)空隙，家劇內(nèi)產(chǎn)品的振動和摩擦擦傷。蠕變補償值按下式計算1:Tc=T(1+Cr) (3-5)式中：Tc修正后的厚度cm； Cr為聚苯乙烯塑料泡沫蠕變系數(shù)10%； T 原設(shè)計厚度。由（3-5）得Tc=5.5cm。經(jīng)過以上校核，最后計算所得緩沖襯墊尺寸為厚度T=5.5cm，面積A=600cm2。襯墊與包裝物單個接觸面的面積為A1=600÷4=125cm

21、2，邊長為 L=11.2cm 5-2緩沖襯墊各個方位結(jié)構(gòu)圖 5-3 緩沖襯墊效果圖六、瓦楞紙箱的設(shè)計（一）箱型瓦楞紙板因無污染、可再生、具有良好的緩沖性能等優(yōu)點在運輸包裝中得到廣泛應(yīng)用，本設(shè)計也采用此材料設(shè)計外包裝。對于筆記本電腦的包裝一般是用單體包裝的本設(shè)計選標(biāo)準(zhǔn)箱型020l型為了保持側(cè)面的印刷面不被破壞接頭設(shè)計與側(cè)面連接由于筆記本電腦重量輕。故實際中可使用膠黏劑粘合接頭，又考慮到需要較強的緩沖效果所以選擇雙面C楞單瓦楞紙板內(nèi)外面均選用定量為250g/m²的本色牛皮箱紙板。（二）計算瓦楞紙箱尺寸1、瓦楞紙箱的內(nèi)尺寸 （4-2）式中：Xmax 內(nèi)裝物最大尺寸； nx 內(nèi)裝物排列數(shù)目；

22、 T襯隔或緩沖的厚度； d內(nèi)裝物公差：中包裝盒±1-2mm/件;針織品±3mm/12件； 硬質(zhì)剛性品 1-2mm/件 k1 內(nèi)尺寸修正值，在長度與寬度方向的取值為3-7mm； 高度方向：小型箱為1-3mm；中型箱為3-4mm；大型箱為5- 7mm。 內(nèi)裝物的外廓尺寸為=545mm，=490mm，=860mm，公差X0在長度與寬度方向取37mm，高度方向取34 mm，由此確定的紙箱箱內(nèi)尺寸： 對于下底有： L=545+55*2+5=660mm B=490+55*2+5=605 考慮到襯墊高度和冰箱的裝箱，下底高度取 H=970mm 2、瓦楞紙箱的制造尺寸 內(nèi)尺寸伸長量X按表4

23、-4取值，接頭尺寸J取50mm，于是紙箱的制造尺寸 ： X=Xi+k （4-3）式中：X瓦楞紙箱長、寬、高的制造尺寸mmXi紙箱內(nèi)尺寸mmK制造尺寸修正系數(shù)mm（查表）對于下底：L下=660+6=666mmB下=605+5=610mmH下=970+10=980mm3、瓦楞紙箱的外尺寸 外尺寸公式： X0 = Xmax + K （4-4）式中： X0紙箱外尺寸，mm Xmax紙箱最大制造尺寸，mmK紙箱外尺寸修正系數(shù)，mm對AB型的雙瓦楞紙板，加大值X取812mm，長度和寬度方向的加大值取10mm，由此確定的紙箱外尺寸為: 對于下底： L0=666+10=676mm B0=610+10=620m

24、m H0=980mm4、紙箱對接搖蓋的制造尺寸和搭接舌在0201型紙箱搖蓋對接封合的箱型中，搖蓋寬度的制造尺寸理論值為箱寬制造尺寸的2/1。但是，由于搖蓋的回彈作用，必然在搖蓋處產(chǎn)生空隙，因此需要加上修正值，這一修正值為搖蓋的伸長系數(shù)，用xf表示；既 F=B/2+xf 又Xf=3 所以F=313mm 紙板種類單瓦楞雙瓦楞J35-4045-50 6-1瓦楞紙箱接頭制造尺寸 又根據(jù)瓦楞紙箱接頭制造尺寸表取J=35 6-2 瓦楞紙箱結(jié)構(gòu)圖 6-3瓦楞紙箱的效果圖七、實驗部分（一）主要用到的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4857.2-2005運輸包裝件基本實驗溫濕度調(diào)節(jié)處理GB/T 8168-1987包裝用緩沖材料靜態(tài)壓縮試驗方法GB/T 8168-2008包裝用緩沖材料動態(tài)壓縮試驗方法（二）沖擊試驗(跌落試驗 ) 沖擊是造成包裝件破損的最主要因素。沖擊試驗就是通過模擬的手段再現(xiàn)流通過程中各種可能出現(xiàn)的沖擊現(xiàn)象，從而評定運輸包裝件在受到?jīng)_擊時的耐沖擊強度及包裝對內(nèi)裝物的保護能力。1、試驗的控制方法 一種方法是模擬實際流通過程中運輸包裝件可能遇到的各種沖擊現(xiàn)象，在試驗過程中主要控制沖擊的瞬時初速度?？刂频?/p>