緩沖防振包裝設(shè)計(jì)

1、緩沖防振包裝設(shè)計(jì)一.緩沖材料1、緩沖材料基本性能要求所謂緩沖材料是指能吸收沖擊和振動(dòng)的機(jī)械能，并將其轉(zhuǎn)化為變形能的材料。它能把施加于包裝貨物上的沖擊和振動(dòng)力緩和地傳遞于內(nèi)部產(chǎn)品上，為此緩沖材料既要有彈性又要有粘滯性。為了應(yīng)對各種惡劣工況和有利于環(huán)保，它還需要其他一些基本特性?？傮w而言，必備的基本特性有：對沖擊能量的吸收性緩沖材料對沖擊能量應(yīng)具有良好的吸收性能，從而有效地減小傳遞到內(nèi)裝產(chǎn)品上的沖擊，這一點(diǎn)是選擇緩沖材料首先應(yīng)考慮的因素。對振動(dòng)能量的吸收性緩沖材料對振動(dòng)的傳遞除與材料的成分、密度、工藝條件以及溫度有關(guān)外，還與阻尼有關(guān)。阻尼將材料的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能和塑性形變能，形成對振動(dòng)的衰減。一

2、般情況下，材料的阻尼越大，對振動(dòng)的衰減也越大。在振動(dòng)系統(tǒng)中，材料的阻尼特性常用阻尼比來描述,阻尼比是一個(gè)與阻尼成正比的物理量。下面是國外資料介紹的幾種緩沖材料的阻尼比(見表1):其他還有：回彈性：蠕變性、溫度穩(wěn)定性、濕度穩(wěn)定性、耐破損性、；化學(xué)穩(wěn)定性等。表1常用緩沖材料的阻尼比緩沖材料名稱阻尼比聚乙烯或聚苯乙烯泡沫塑料0.080.2聚氨酯泡沫塑料0.10.5橡膠0.020.16硅橡膠0.1180.23鋼質(zhì)螺旋彈簧0.008-0.0162、緩沖材料的變形特性緩沖材料的變形特性，大致分為兩大類：彈性型(resilienttype)和壓潰型(collapsibletype),而彈性型又可分為兩大類：

3、線性型(lineartype)和非線性型（non-lineartype）。目前工程上廣泛使用的緩沖材料大多是非線性彈性材料。1）線性彈性體（圖1）在反復(fù)壓縮過程中不產(chǎn)生塑性變形，有如金屬彈簧。載荷與變形成正比關(guān)系剛度系數(shù)k為常數(shù)。其載荷一變形表達(dá)式為圖ibt畿性彈性體剛度圖線圖13-2分段線性彈性體剛度曲線2）雙直線彈性體（圖2）又稱分段線性材料，它具有兩種不同的剛度系數(shù)值0當(dāng)變形達(dá)到某一臨界值（ds）時(shí)，材料變得堅(jiān)硬（ki）,可避免產(chǎn)品受到大的沖擊力時(shí)發(fā)生觸底現(xiàn)象。其載荷一變形表達(dá)式為瓦乩十鬲（工一乩）工學(xué)&3）三次函數(shù)彈性體（圖3）通常無壓縮極限，當(dāng)受到相當(dāng)高壓力時(shí)還可測到其壓縮變

4、形的變化。具變形與載荷函數(shù)關(guān)系可近似表達(dá)為這類材料多為纖維性材料，如木絲、干草、醋酸纖維絲、發(fā)泡塑料草等，組合拉伸吊裝彈簧也屬此類。圖13-3三次函數(shù)彈性體剛度曲線4）正切型彈性體（圖4）又稱硬特性材料。當(dāng)變形量較小時(shí)，變形圖線近似于一直線（公）當(dāng)載荷到達(dá)某一特定點(diǎn)后，剛度突然急劇增大，需要極大的載荷才能產(chǎn)生很小的變形（db為變形極限），此時(shí)接近于一種堅(jiān)固型材料。這種情況類似于材料受壓硬化或觸底現(xiàn)象。載荷-變形關(guān)系可近似表達(dá)為F=也4衿當(dāng)L/，F(xiàn)-8此類材料多為高分子發(fā)泡材料、泡沫橡膠、海綿、紙條、棉花等。5）雙曲正切型彈性體（圖5）又稱軟特性材料。當(dāng)在某一點(diǎn)前，壓力呈直線上升（ko）,過了此

5、點(diǎn)后，載荷增加不大時(shí)變形量卻增加很大，甚至載荷幾乎可以不增加（載荷極限Pc）。此時(shí)載荷變形關(guān)系可近似用雙曲線的切線函數(shù)來表達(dá)。這是一種最佳形式的緩沖材料。F=AqXith-H當(dāng)HfF->Pq1F-Foth答工此類材料如充氣袋、壓縮橡膠氣枕、瓦楞紙板（未壓垮時(shí)）。圖蔣-5雙曲正切型彈性體剛度曲線6）不規(guī)則彈性體（圖6）這種材料的載荷變形關(guān)系很難用較確切的函數(shù)式來表達(dá)，但可用試驗(yàn)方法繪出材料彈性曲線。實(shí)際上大多數(shù)高分子發(fā)泡材料皆屬于不規(guī)則彈性體。7）組合型材料的力學(xué)特性常見的多種緩沖材料組合的方法有很多，最基本的是疊置和并列兩種方法。k1k2k1k2緩沖材料的疊置一一類似于彈簧的串聯(lián)形式，其

6、剛度組合系數(shù):-1±k1k2緩沖材料的并列一一類似于彈簧的并聯(lián)，其剛度組合系數(shù):k=k1+k2式中k1、k2分別為兩種線彈性材料的彈性系數(shù)3、緩沖系數(shù)C材料緩沖系數(shù)C,表征了襯墊材料吸收產(chǎn)品動(dòng)能并轉(zhuǎn)化為變形能的能力，具表達(dá)式為式中（Tm為對應(yīng)于最大應(yīng)變時(shí)的最大應(yīng)力（MPa）A為材料的單位體積應(yīng)變能（N-cm/cm）P為作用載荷（N）t為材料厚度（m）E為材料變形能（Nm或J）顯然,緩沖系數(shù)越小，表明在同樣變形條件下應(yīng)力越小，傳遞到產(chǎn)品上的力也越小。在靜態(tài)載荷作用下和在動(dòng)態(tài)載荷作用下材料緩沖性能是不同的，故緩沖系數(shù)C也有靜態(tài)與動(dòng)態(tài)之分（圖7）。圖13-7動(dòng)靜態(tài)緩沖系數(shù)曲線靜態(tài)載荷是指材

7、料壓縮變形速度在12土3mm/min勺情況，模擬倉儲(chǔ)堆碼中材料受到的靜壓力。動(dòng)態(tài)載荷是指材料壓縮變形速度在3.4m/s的情況,模擬運(yùn)輸過程中受到的沖擊力。工程設(shè)計(jì)中用到的材料靜態(tài)緩沖系數(shù)Cf最大應(yīng)力（Tm曲線，如圖8所示。（Ts與最大沖擊加速工程設(shè)計(jì)中還常用到表示材料動(dòng)態(tài)緩沖性能的最大應(yīng)力度G曲線，如圖9所示14O.QI0,030J030.5hSXIQ-2MPa35，1030材料品名密度材料品名密度粘結(jié)纖維0.04聚乙烯泡沫盥料0.037粘結(jié)纖維.必0S聚氯乙煙泡沫般解0.031雅銘舒城0,0625聚聚乙烯泡沫燮料凡口】2粘結(jié)纖維Q.07S景聚乙烯泡沫塑料0.025粘給纖維0.1木鋰0,04氣

8、泡盥料薄膜0.0方泡沫物揩理0.01泡沫壕膠0.13蔚酸纖維素尊聚氨酯泡沫段科0.152圖13-E各種緩睥材料的緩沖系數(shù)-最大應(yīng)力曲線圖圖8中各材料緩沖系數(shù)C隨最大應(yīng)力6而變化規(guī)律呈開口向上的山谷形，其谷底一點(diǎn)的坐標(biāo)表示了最小緩沖系數(shù)Cmin和對應(yīng)的最大應(yīng)力。由于在不同最大應(yīng)力下材料具有不同的緩沖系數(shù)，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇最?。ɑ蜉^?。┚彌_系數(shù)值及對應(yīng)的最大應(yīng)力值。同時(shí)，不同品種材料具有不同的緩沖能力，故設(shè)計(jì)時(shí)，對應(yīng)于不同應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)選擇具有不同緩沖能力的材料。圖9表示某種材料（如聚苯乙烯）在一定跌落高度下所測出的最大靜應(yīng)力（7s和最大沖擊加速度G的值，每種厚度襯墊可得一根曲線。對特定材料,如有足夠數(shù)

9、量群組的曲線，緩沖包裝設(shè)計(jì)時(shí)就很方便。卜表（13-1）為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)緩沖系數(shù)圖線作緩沖設(shè)計(jì)的常用方法與步驟。圖13-9聚苯乙烯的最大沖擊加速度一般應(yīng)力曲線為跌落高度）表13-1為應(yīng)用靜態(tài)與動(dòng)態(tài)緩沖系數(shù)圖線作緩沖設(shè)計(jì)的常用方法與步驟口131常用緩沖設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法AE|CD巳知條件產(chǎn)品重量印，產(chǎn)品脆值a等效跌落高度h使用稅圖曲線Gut<fa曲線設(shè)計(jì)要求指定使用某種密度的材料援沖承壓所租A已定緩沖承壓面積A已定緩沖沙料最省設(shè)計(jì)步輯從c一.圖直取指定M料曲找最低點(diǎn)坐，Guin.）計(jì)算承壓面枳A=WGm/o計(jì)算時(shí)整季度f=CtuinH?Gg計(jì)算最大應(yīng)力j=WG"從C%圖查取對立于新的具有

10、敕小C值的材料計(jì)算襯墊厚度t=CH/Ga計(jì)算悔應(yīng)力=卬/乩從相應(yīng)跌落高度H下的某材料Gfcr,圖中查取小與Ge交點(diǎn)我忠相應(yīng)的曲級（厚度）選定合理的襯他厚度，以G.值在某Gn-gc圖中畫一水平線找出水平線與每根曲線的交點(diǎn).即一個(gè)（值和兩個(gè)E,值以小中賴大老計(jì)算承壓面積,wA計(jì)算援沖材料體積對每根曲線重復(fù)選定卜最小者作襯墊材料二.緩沖包裝設(shè)計(jì)緩沖包裝設(shè)計(jì)需要考慮的因素如下：產(chǎn)品的許用脆值、形狀、尺寸、重量、體積、重心、數(shù)量；流通過程中的環(huán)境條件，如運(yùn)輸K問、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；包裝材料的特性；外包裝容器的結(jié)構(gòu)、形狀、材質(zhì)及強(qiáng)度；封緘材料的特性；包裝的工藝

11、性；其它的包裝方法，如防潮、防水、防銹、防塵等。1、緩沖包裝結(jié)構(gòu)形式緩沖包裝結(jié)構(gòu)有多種形式。一般分為三種：全面緩沖包裝、局部緩沖包裝、懸浮式緩沖包裝。全面緩沖包裝法全面緩沖包裝法是指包裝容器內(nèi)所剩余的空間，全部用緩沖材料填充固定，對產(chǎn)品周圍進(jìn)行全面保護(hù)的方法。局部緩沖包裝法局部緩沖包裝法是對被包裝產(chǎn)品或內(nèi)包裝件的拐角、棱及側(cè)面進(jìn)行襯墊緩沖的方法。這種方法主要使用泡沫塑料成型緩沖墊、充氣塑料薄膜緩沖墊、橡膠彈簧等作為緩沖體。局部緩沖可以根據(jù)包裝產(chǎn)品的特點(diǎn)，在受力部位或易損壞部位進(jìn)行緩沖，并可采用不同厚度的緩沖材料，用最少的緩沖材料取得最好的緩沖效果，降低包裝成本。是目前應(yīng)用最廣的一種包裝方法。懸

12、浮式緩沖包裝法懸浮式緩沖包裝是用彈簧把被包裝物品懸吊在外包裝容器內(nèi)，使包裝件在遭受外力作用時(shí)，產(chǎn)品在各個(gè)方向都能得到緩沖保護(hù)。這種包裝方法特別適用于精密、脆弱產(chǎn)品，如大型電子管、大型電子計(jì)算機(jī)、制導(dǎo)裝置等。針對包裝產(chǎn)品的特點(diǎn)，根據(jù)彈簧的各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.緩沖襯墊的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)緩沖襯墊的基本要求是在保護(hù)產(chǎn)品免遭破損的前提下，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，確定出合理的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，除了產(chǎn)品重量和尺寸以外，還應(yīng)包括：代表流通環(huán)境條件的等效跌落高度；代表產(chǎn)品特性的脆值；代表材料性能的緩沖特性曲線。等效跌落高度的確定等效跌落高度代表包裝件在流通過程中跌落沖擊能量的大小。它的確定方法有兩種：一

13、是經(jīng)驗(yàn)公式法，另一種是標(biāo)準(zhǔn)量值法。一般在人工裝卸中，有如下關(guān)系：300H二W式中：H-跌落高度，cm；W-重量，kg。標(biāo)準(zhǔn)量值法，就是根據(jù)我國、日本、美國等一些國家的標(biāo)準(zhǔn)，以及一些產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來確定跌落高度值。如日本標(biāo)準(zhǔn)JIS10202中規(guī)定的自由跌落試驗(yàn)條件，美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-P-116H規(guī)定自由落高的試驗(yàn)條件，我國標(biāo)準(zhǔn)GB4857.5-84規(guī)定的跌落試驗(yàn)高度，都可根據(jù)產(chǎn)品重量、最大尺寸范圍、運(yùn)輸條件，由表格直接查到跌落高度值。以上兩種方法是由經(jīng)驗(yàn)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)得到，要根據(jù)產(chǎn)品價(jià)值、特性、運(yùn)輸條件綜合確定，若采用集合包裝運(yùn)輸（托盤或集裝箱），等效跌落高度取值就要小很多。產(chǎn)品脆值的確定商品的脆

14、值或稱易碎性，是指商品在環(huán)境流通危險(xiǎn)因素的作用下產(chǎn)生破壞的臨界限度。具體地說，商品在物理上或功能上不發(fā)生破損所能承受的最大允許加速度值,在包裝工程中常以重力加速度倍數(shù)球表示,定義為商品的脆值。脆值的確定可通過三種途徑來得到：試驗(yàn)法；脆值標(biāo)準(zhǔn)法（由各國標(biāo)準(zhǔn)所推薦的產(chǎn)品脆值表查?。?；理論估算法。表13-2基于以上定義，通過對各類產(chǎn)品作破壞性試驗(yàn)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理，形成了各種商品脆值的標(biāo)準(zhǔn)量值，作為包裝設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。綜合日本防衛(wèi)廳NDS美國軍用MIL、美國ASTMHDBK304英國綜合防護(hù)手冊和我國國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各類產(chǎn)品的脆值標(biāo)準(zhǔn)范圍如表13-2中所列。Gv1012525404060各種產(chǎn)品Gf

15、i品種大型電子計(jì)算機(jī)制導(dǎo)裝置，雷達(dá)，高級電子儀器，精密測量儀器，航空儀表大型精密機(jī)械，大型工業(yè)機(jī)械，電子電控裝置，變頻裝置，一般電子精密儀器微型電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)記錄儀，錄音機(jī)，航空精密零件，電視機(jī)，通訊裝置，般儀器照相機(jī)，光學(xué)儀器，電聲設(shè)備，玻璃制品，工藝品，易碎小商品6090電冰箱，洗衣機(jī)，收音機(jī)，鐘表，空調(diào)機(jī)，電熱器，一般機(jī)器，便攜式無線電90120一般機(jī)械零配件，機(jī)械材料>120日本NDS把商品的易損性劃分為三個(gè)等級：脆值在40gz下的商品歸為A級一一脆弱級；脆值在40g-90g勺商品歸為EB一一較弱級；脆值在90gz上的商品歸為C級一一普通級。緩沖墊尺寸的確定A.應(yīng)用緩沖系數(shù)-最

16、大應(yīng)力（C-<rm）曲線應(yīng)用C-Dm曲線設(shè)計(jì)緩沖襯墊時(shí)，有以下幾類基本問題：1）對指定的材料計(jì)算尺寸；2）選擇最適當(dāng)?shù)牟牧喜Q定其尺寸；3）比較不同材料的優(yōu)劣。解決這些問題最常用的公式是T=CH,Om=WG;Ga當(dāng)緩沖材料確定后（即緩沖系數(shù)曲線已選定），常用的設(shè)計(jì)步驟如下。對于全面緩沖包裝來說，由于緩沖墊面積A等于產(chǎn)品表面積，已經(jīng)確定，那么就剩下確定襯墊厚度T,求解過程：先由公式0m=WG求出最大應(yīng)力，再找出緩沖系數(shù)最大應(yīng)力（C-Dm）aH曲線中對應(yīng)最大應(yīng)力值的緩沖系數(shù)C,然后根據(jù)公式：T=C口求出緩沖襯G墊的厚度To對于局部緩沖包裝來說，其襯墊設(shè)計(jì)方法有兩種：i.最小緩沖系數(shù)法；ii.

17、最省材料設(shè)計(jì)法。由公式T=C且可以看出，當(dāng)C值最小時(shí)厚度T就最G小，那么外包裝容器的尺寸就最小，但緩沖材料并不是最省的。在此主要介紹最小緩沖系數(shù)設(shè)計(jì)法。最小緩沖系數(shù)法的設(shè)計(jì)程序?yàn)?，在C-Dm曲線中作一條水平切線，那么切點(diǎn)的縱坐標(biāo)對應(yīng)最小緩沖系數(shù)值Cmin,橫坐標(biāo)就對應(yīng)一個(gè)最大應(yīng)力值仃m,由公式T=CH可以求出襯墊厚度T,由公式GA=WG可求出襯墊面積A。m除了緩沖系數(shù)一最大應(yīng)力（C-%）曲線外，還可得到緩沖系數(shù)-應(yīng)變（Ct）曲線，緩沖系數(shù)-變形能曲線。根據(jù)C-名曲線及緩沖系數(shù)-變形能曲線也可進(jìn)行緩沖襯墊設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)思想也是用最小緩沖系數(shù)法，求解公式為T=CoGB,應(yīng)用最大加速度靜應(yīng)力（G-仃）

18、曲線利用G-仃曲線進(jìn)行緩沖設(shè)計(jì)（全面緩沖法；局部緩沖法）時(shí)，設(shè)計(jì)步驟分別如下。W/A圖10最大加速度靜應(yīng)力曲線對于全面緩沖來說，由于緩沖材料面積已確定，只需求厚度了，第一步計(jì)算緩沖材料所受的靜應(yīng)力仃=Wxl04（Pa）；第二步根據(jù)等效跌落高A度，在G-仃曲線上找出對應(yīng)的許用脆值與靜應(yīng)力的交點(diǎn)，若此交點(diǎn)位于兩條厚度曲線之間，可用比例插入法確定出緩沖材料厚度T。對于局部緩沖來說，首先根據(jù)等效跌落高度找到所對應(yīng)的曲線（見圖10）,然后在曲線上找出對應(yīng)的許用脆值，并作一條水平直線，它與緩沖曲線有很多交點(diǎn)。為節(jié)省材料，一般取與之相交的厚度較小的緩沖材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么就可得出緩沖材料厚度T,脆值與該厚度的

19、緩沖曲線就有兩個(gè)交點(diǎn)。在兩個(gè)交點(diǎn)之間的曲線上的每一點(diǎn)所對應(yīng)的加速度值都小于脆值，在設(shè)計(jì)時(shí)都可選用。但是選擇最右邊一個(gè)交點(diǎn)（靜應(yīng)力較大的一個(gè)交點(diǎn)）進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，用料面積最省，所用公式為A=W><104（cm2）,。表示交點(diǎn)對應(yīng)的靜應(yīng)力值，單位為Pa。cr緩沖襯墊的校核以上介紹的兩種曲線應(yīng)用方法，都是基于緩沖保護(hù)這一基本要求的，稱為基本設(shè)計(jì)。事實(shí)上，材料的性能是多方面的，襯墊除了緩沖以外，也還有其它多方面的要求。因此，必須對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行多方面性能的校核，作某些調(diào)整和補(bǔ)充，基本設(shè)計(jì)才能獲得滿意的使用效果。襯墊基本設(shè)計(jì)的校核，一般包括以下幾個(gè)方面。A.產(chǎn)品強(qiáng)度校核在緩沖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)校核產(chǎn)品在載

20、荷方向上與緩沖材料的接觸部分的強(qiáng)度。如果該部位不能承受沖擊中的最大應(yīng)力，則應(yīng)重新計(jì)算尺寸。二二m式中：仃-產(chǎn)品許用應(yīng)力，Pa；<im-沖擊時(shí)最大應(yīng)力，Pa。B.撓度校核襯墊尺寸的面積與厚度之比超過一定厚度時(shí)，襯墊容易撓曲或變彎，其最小承載面積Amin與厚度T之比應(yīng)符合以下規(guī)定（克斯特那經(jīng)驗(yàn)公式）：Amin_2(1.33T)或Amin(1.33T)2式中：T-厚度，cm；A-面積，cm2。C.跌落姿態(tài)改變時(shí)緩沖能力的校核在襯墊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中所引用的一系列試驗(yàn)特性曲線和數(shù)據(jù)，都是以假定的理想姿態(tài)（試樣平直，底面著地）為前提的，但襯墊的實(shí)際工況遠(yuǎn)非標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)。實(shí)際的流通過程中，包裝件跌落時(shí)呈多種姿態(tài)

21、，有時(shí)一角著地（稱為角跌落），有時(shí)一棱著地（稱為棱跌落），較之一面著地（稱為面跌落）的標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)，受力情況變化較大，因而有必要對基本設(shè)計(jì)尺寸放作相應(yīng)的校核和調(diào)整。包裝件在角跌落沖擊時(shí)，一個(gè)角觸地，那么沖擊力就通過外包裝容器的角分散給組成此角三個(gè)面的緩沖襯墊上，其反作用力又通過緩沖襯墊的三個(gè)面再傳遞給產(chǎn)品。因此在角沖擊時(shí)，包裝件有三個(gè)面參與緩沖，由于傳遞到每一個(gè)緩沖襯墊上的沖擊力很難確定，就需要找到一個(gè)角沖擊時(shí)等效于面沖擊跌落時(shí)的等效面積，然后進(jìn)行校核設(shè)計(jì)。1）全面緩沖角跌落等效面積的確定在角沖擊時(shí)，全面緩沖角跌落等效面積取三個(gè)緩沖面在水平面上的投影面積Ae為：若產(chǎn)品為立方體，即l=b=d則：A=

22、，L=j3l2,3l2計(jì)算結(jié)果表明，在全面緩沖條件下，角跌落與面跌落相比，角跌落的等效負(fù)荷面積大，相當(dāng)于面跌落的1.73倍。2)局部緩沖包裝角跌落沖擊等效面積的確定在采用角襯墊角跌落情況時(shí)，角襯墊由三個(gè)面積為L2的面襯墊組成，角沖擊的等效面積即是構(gòu)成此角三個(gè)側(cè)面在水平面上的投影面積。A=L2(lbd)/,l2b2d2若產(chǎn)品為立方體：Ae=、,3L2根據(jù)前面分析，在角沖擊時(shí)不僅此角的襯墊參與緩沖，產(chǎn)品構(gòu)成此角三個(gè)側(cè)面上的其它襯墊也參與緩沖，應(yīng)當(dāng)把它們考慮進(jìn)去(共有12個(gè)L2面襯墊，相當(dāng)于4個(gè)角襯墊)，若外包裝容器為剛性，8個(gè)角的角襯墊尺寸都相同：A=4L2(lbd)/,l2b2d2由于實(shí)際包裝件

23、的外包裝容器不是剛體，在沖擊過程中要產(chǎn)生變形，使得傳遞到各個(gè)角襯墊上的作用力不相同。因此在計(jì)算角沖擊等效面積時(shí)就不能乘4,應(yīng)根據(jù)外包裝容器的性能，通過測試，在14之間選擇一個(gè)合適的系數(shù)K。Ae=kL2(lbd)/l2b2d2式中：Ae-等效面積cm2;L2-角襯墊面積cm2;l、b、d-產(chǎn)品的長、寬、高尺寸cm；K-系數(shù)，取l4。D.蠕變量校核緩沖材料在長期的靜壓力作用下，其塑性變形量會(huì)隨時(shí)間而增大，這種蠕變使得襯墊尺寸變小?？紤]到這一因素，初步設(shè)計(jì)的襯墊尺寸應(yīng)附加一個(gè)蠕變補(bǔ)償值，稱為蠕變增量，具大小按下式計(jì)算：Tc=T(1C)式中：Tc-修正后的厚度cm；C蠕變系數(shù)%;T-原設(shè)計(jì)厚度cmE.

24、溫濕度校核環(huán)境溫度和濕度的變化對襯墊的緩沖能力有明顯的影響；溫度的升高或降低，還會(huì)引起襯墊尺寸的變化。因此，應(yīng)根據(jù)流通過程中可能出現(xiàn)的環(huán)境條件修正緩沖襯墊的尺寸。緩沖襯墊結(jié)構(gòu)注意點(diǎn)緩沖襯墊最常見的結(jié)構(gòu)形式有平墊、角墊和棱墊。它們多適用于形狀規(guī)則的產(chǎn)品。對于形狀不規(guī)則的產(chǎn)品，例如有突出支臂的零部件等，其突出的部分，一般強(qiáng)度較低，在流通過程中易遭外力碰撞而損壞，在包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要采取適當(dāng)?shù)拇胧?）受壓面積的調(diào)整緩沖材料的使用要根據(jù)產(chǎn)品或內(nèi)包裝箱的尺寸，在保證產(chǎn)品不觸底的情況下，應(yīng)能吸收被壓縮時(shí)的變形能量，以減小產(chǎn)品所承受的加速度影響，為此要根據(jù)產(chǎn)品的形狀調(diào)整它的受力面積。2）形狀不規(guī)則物品的緩沖

25、包裝對于形狀不規(guī)則的商品，首先確定其最敏感的易損部位，采用專門方法，如現(xiàn)場發(fā)泡等，以加強(qiáng)緩沖保護(hù)。設(shè)計(jì)包裝容器及其內(nèi)部緩沖襯墊時(shí)，要依據(jù)物品的外形與重心位置，安排合理布局與尺寸，使產(chǎn)品在箱內(nèi)可靠定位，并有明顯重心標(biāo)示，保證堆碼與搬運(yùn)的可靠安全。3）緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它要求對于有可動(dòng)機(jī)件的機(jī)器，機(jī)器的表面不能承受沖擊時(shí)，要用硬質(zhì)材料，將其它部分固定住，使其全體來承受沖擊。產(chǎn)品底面的四棱如果只有很窄的受壓面積，運(yùn)輸裝卸過程中產(chǎn)品在緩沖材料之間就會(huì)發(fā)生移動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從受壓面積跌落，因此最好作成長的凸筋，產(chǎn)品即使發(fā)生一些位移，也不會(huì)影響受壓面積。緩沖材料的凸筋可以位于產(chǎn)品的一側(cè)，從緩沖效果來看，以位于外

26、側(cè)好。對于緩沖跨度較大的產(chǎn)品，不要只在兩端安放緩沖材料。要在跨度的中部設(shè)置受壓的緩沖塊，或使兩端緩沖塊往中央方向至少延伸1/4以上，才會(huì)有較好的緩沖效果。對于重心偏向一側(cè)的產(chǎn)品，其受壓面積要根據(jù)重心位置按比例地進(jìn)行分配。有突出部分的產(chǎn)品，緩沖材料的厚度應(yīng)以該部分的最外側(cè)到外包裝容器的內(nèi)側(cè)的尺寸為準(zhǔn)。不規(guī)則形狀的產(chǎn)品可以用模制的襯墊進(jìn)行緩沖，也可以將產(chǎn)品固定或支承在內(nèi)包裝容器中，再用緩沖材料加以保護(hù)。大型產(chǎn)品，如果其中某些部件較為脆弱而又可以拆卸，可將該部分拆下另行包裝。為了防止在運(yùn)輸中產(chǎn)品的表面被擦傷，可使用緩沖材料對表面加以保護(hù)，對體積、重量較大的產(chǎn)品進(jìn)行緩沖時(shí)，可將其連接在一個(gè)緩沖基礎(chǔ)上。

27、當(dāng)運(yùn)輸中產(chǎn)品的各方向受到的載荷不同時(shí)，或產(chǎn)品各方向的脆值不同時(shí)，各方向可以采用不同程度的緩沖包裝。3.防振包裝設(shè)計(jì)振動(dòng)和沖擊一樣，是包裝件在流通過程中受到的另一種主要的環(huán)境載荷，在共振情況下，產(chǎn)品的響應(yīng)加速度可能會(huì)超過其脆值導(dǎo)致破損。止匕外，長期振動(dòng)會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生疲勞損壞和內(nèi)裝物同容器間的摩擦損傷。因此，防振對于包裝產(chǎn)品的可靠性來說，不亞于緩沖，尤其在裝卸搬運(yùn)操作技術(shù)日趨平穩(wěn)的條件下，防振更加必要。一般的緩沖材料都具有阻尼，因而緩沖襯墊都具有隔振或防振的作用。通常，襯墊總是先按緩沖要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后校核具防振能力，這就是防振包裝設(shè)計(jì)的基本原則。防振設(shè)計(jì)的目的在于調(diào)節(jié)包裝件的固有頻率，并且通過選擇

28、恰當(dāng)?shù)淖枘岵牧?，把包裝系統(tǒng)（即外包裝-襯墊-內(nèi)裝產(chǎn)品）對振動(dòng)的傳遞率控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。1、包裝系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞特性（1）傳遞率曲線產(chǎn)品、容器、襯墊（泡沫塑料、彈簧及其他填襯材料）構(gòu)成了包裝系統(tǒng)，可簡化為圖13-33所示的模型。設(shè)激勵(lì)來自于底座。0）.單自由度模型八）二自由度模型圖im-招包裝系統(tǒng)的力學(xué)模型對單自由度模型,令方為為傳遞率,以T表示。根據(jù)振動(dòng)基本理論可推得傳遞率表達(dá)式為丁=三=1t叫/”一（式中小為包裝系統(tǒng)的衰減系數(shù)或稱阻尼比（t=C/Cc）C為彈性支承白阻尼系數(shù)，Cc為臨界阻尼系數(shù)，2、."一2為激振頻率；GJn為系統(tǒng)固有頻率，7小。806OM4O3OOQOOOOooo

29、oooO14&5.4.3,2.Ls8,6,4J.2ooooO.由表達(dá)式繪出傳遞率曲線如圖13-34。該曲線體現(xiàn)了以下特點(diǎn)：（里）61）只有當(dāng)時(shí)，T才小于1。以減振隔振為目的所設(shè)計(jì)的彈0J00.080.060.040.03。也性系統(tǒng)或緩沖襯墊系統(tǒng)的固有頻率選擇時(shí)必須0.100.200300.400.6000VT203,04,06,08.010頻率比曲小（空）注滿足.的條件B13-34傳遞率曲線隨著/CDn的不斷增大，傳遞率砒來越小，也即防振隔振效果越來越好。但當(dāng)'孫,過大時(shí)，并不有利，因系統(tǒng)若過于柔軟，材料撓度增大，所以要求變形空間增大，且結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。3）當(dāng)"孫'>5后,T的變化趨于平緩，其隔振效率II=（1-7）X100%曲線幾乎趨于水平（數(shù)值為1）。故'切'=5時(shí)，隔振效果幾乎已到達(dá)極限。tcrr7一工,m,門口占八七一r（產(chǎn)）口,、t,、心一4）工程上隔振效果較明顯的頻率比'肛是在2.54.5之間，此時(shí)隔振效率