結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

1、瓦楞結(jié)構(gòu)設(shè)計常識本文主要介紹一些關(guān)于瓦楞本身的常識，包括它的楞型、物理性質(zhì)及其在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常用尺寸。1 瓦楞紙板的楞型瓦楞紙板的核心部分是瓦楞，因此瓦楞的形狀、種類和組合方式對于瓦楞紙的特性有很大影響。下面就談一下瓦楞楞型的基本要點。1.1楞型的種類瓦楞紙在結(jié)構(gòu)上的特征，是壓成波紋的瓦楞。瓦楞是瓦楞紙的主體。使用質(zhì)地相同的面紙和芯紙制成瓦楞紙板，如果瓦楞的形狀不同，瓦楞紙板的性能也不同?，F(xiàn)在，世界各國使用的瓦楞紙，常用的有：A型楞、B型楞、C型楞、E型楞。這四種楞型的用途可歸納如下：外包裝用A、B、C型楞 內(nèi)包裝用B、E型楞 小包裝用E型楞 首先，談一下外包裝用的A、B、C型楞的特點。楞型楞

2、高，mm楞數(shù)，個/300mm4.553423.543822.535021.12964A型楞A型楞的特點是單位長度內(nèi)的瓦楞數(shù)量少，而瓦楞最高。使用A型楞制成的瓦楞紙箱，適合包裝較輕的物品，有較大的緩沖力。B型楞B型楞與A型楞正好相反，單位長度內(nèi)的瓦楞數(shù)量多而瓦楞最低，其性能也與A型楞相反，使用B型楞制成的瓦楞紙箱，適合包裝較重和較硬的物品，多用于罐頭和瓶裝物品等的包裝。另外，還有一種傾向就是利用B型楞堅硬不易破的特點，經(jīng)過沖切后制成形狀復雜的組合箱。C型楞C型楞的單位長度的瓦楞數(shù)及楞高介于A型楞和B型楞之間。性能則接近于A型楞。近年來隨著保管、運輸費用的上漲，體積較小的C型楞受到人們的重視，現(xiàn)已

3、成為歐美國家采用的楞型。其次，談一下用于內(nèi)包裝和小包裝的E型瓦楞的特點。E型楞E型楞在30長度內(nèi)的楞數(shù)一般為95個左右，楞高約為1.1(我公司E瓦楞高為1.7)與外包裝用的A、B、C型瓦楞相比，具有更薄更堅硬的特點。因此，開發(fā)E型楞主要目的是將它作成折疊紙盒以增加緩沖性。用E型楞制成的瓦楞紙盒，外觀美觀、表面光滑，可進行較復雜的印刷，因此通常用于裝潢性瓦楞紙盒。2 瓦楞的波形形狀 構(gòu)成瓦楞紙板的波形瓦楞紙的楞形形狀分為形、形和形。形瓦楞波形的特征是：平面抗壓力值高，使用中節(jié)省粘合劑用量，節(jié)約瓦楞原紙。但這種波形的瓦楞做成的瓦楞紙板緩沖性差，瓦楞在受壓或受沖擊變霰后不容易恢復。形瓦楞波形的特征是

4、：著膠面積大，粘結(jié)牢固，富有一定彈性。當受到外力沖擊時，不象形楞那樣脆弱，但平面擴壓力強度不如形楞。根據(jù)形楞和形楞的性能特點，目前已普遍使用綜合二者優(yōu)點制作的形瓦楞輥。加工出來的波形瓦楞紙，既保持了形楞的高抗壓力能力，又具備形楞的粘合強度高，富有一定彈性的特點。目前國內(nèi)外的瓦楞紙板生產(chǎn)線的瓦楞輥均采用這種形狀的波形瓦楞輥。 3 瓦楞紙板的種類瓦楞紙板的種類，取決于各種楞型的組合方式。組合方式不同，瓦楞紙板的物性也就各有所異。通常瓦楞紙板可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)或用途進行分類。單面瓦楞紙板 雙面瓦楞紙板 (三層單瓦楞紙板)根據(jù)結(jié)構(gòu)分類雙芯雙面瓦楞紙板 (五層雙瓦楞紙板)三芯雙面瓦楞紙板 (七層三瓦楞紙板)

5、 內(nèi)包裝瓦楞紙板根據(jù)用途分類外包裝瓦楞紙板 所謂根據(jù)結(jié)構(gòu)分類，同樣地說就是根據(jù)使用幾張芯紙和面紙而進行的分類。3.1 單面瓦楞紙板 單面瓦楞紙板如上圖，是在波形芯紙的一側(cè)貼有面紙，其稱呼是根據(jù)面紙的使用張數(shù)定義的，單面瓦楞紙板一般不直接用來制作瓦楞紙箱，而是卷成筒狀或切成一定的尺寸，作為緩沖材料和固定材料來使用。3.2 雙面瓦楞紙板（三層瓦楞紙板）俗稱單瓦楞 雙面瓦楞紙板如圖是在波形瓦紙的兩側(cè)貼以面紙而制成的。楞型使用A、B、C、E哪一種都可以。目前，世界上制作紙箱使用最多的就是雙面瓦楞紙板。3.3 雙瓦雙面瓦楞紙板（五層瓦楞紙板）俗稱雙瓦楞 雙瓦雙面瓦楞紙板是使用兩層波形瓦紙加面紙制成的，即

6、由一塊單面瓦楞紙板與一塊雙面瓦楞紙板貼合而成。在結(jié)構(gòu)上，它可以采用各種楞型的組合形式，因此其性能也各不相同。由于它普通雙面瓦楞紙板厚，所以其各方面的性能都比雙面瓦楞紙板強（三層瓦楞紙板）特別是垂直方向的抗壓強度，有明顯的提高，由雙芯雙面瓦楞紙板(五層瓦楞紙板)制成的瓦楞紙箱，多用于易損物品，沉重物品以及長期保存的物品（如新鮮蔬菜水果之類含水分較多的物品）的包裝。3.4 三瓦雙面瓦楞紙板（七層瓦楞）俗稱三瓦楞 三芯雙面(七層)瓦楞紙板是使用三層波形瓦紙制成的，即在一張單面瓦楞紙上再貼上一張雙瓦雙面瓦楞紙制成。與雙瓦雙面(三層)瓦楞紙一樣，可采用A、B、C、E各種楞形的組合。在結(jié)構(gòu)上，這種使用三種

7、楞形組合而成的瓦楞紙板，比使用兩種楞形組合而成的雙瓦雙面(三層)瓦楞紙板要強，因此，用這種三瓦雙面瓦楞紙板制成的瓦楞紙箱，多用于包裝沉重物品，以取代過去的木箱，而且這種紙箱并不限于單獨使用，往往是與木制的托盤和拖板組合。兩者的結(jié)合處用鋼帶或?qū)ｉT的箱釘進行固定。4 瓦楞紙板的基本特性 如果對瓦楞紙板所具有的本質(zhì)特性沒有深刻的了解，要想搞好瓦楞紙包裝是不可能的，那么瓦楞紙的基本特性是什么？下面就談一下它的典型特性。4.1 含水率（電腦紙箱測濕儀）這里所說的水分，準確地說是指瓦楞紙板所具有的水分，即含有的水分嚴格地說，它不能算是一種特性，但如果對瓦楞紙板的含水分產(chǎn)生的影響沒有深刻的理解，往往會導致失

8、敗。從根本上說，瓦楞紙板有含有水分的規(guī)律與普通紙大致相同。根據(jù)放置的環(huán)境濕度，瓦楞紙板有時會吸收水分，有時會排放水分。在標準狀態(tài)下含水率大致為9-10%，它隨環(huán)境濕度的變化而變化。瓦楞紙板水分根據(jù)GB450和GB6543-86、GB6033-86方法測定，每塊紙板各測5個點進行平均，含水率的多少對下述各種強度有直接影響，因此在測定各種特性時必須測定其含水率。4.2 破裂強度（電腦測控壓縮儀）瓦楞紙的破裂強度與面紙的破裂強度一樣是瓦楞紙板質(zhì)量的一個重要評價標準，是各國公認的。如要確定耐破強度，可在瓦楞紙板的一定面積上加壓， 使瓦楞紙板伸長到某種限度發(fā)生破裂，試驗前后這種連續(xù)的對外力的抵抗能力，可

9、以說是瓦楞紙板的基本特性之一。測定瓦楞紙板的耐破強度時，需要注意由緊固壓力強弱而引起的數(shù)值變化，如果緊固壓力低，測定時瓦楞紙板的伸長率往往偏高。 不論雙面瓦楞紙板（三層）或雙瓦雙面瓦楞紙板（五層）緊固壓都應(yīng)達到0、3MPa。4.3 沖未穿孔強度（紙板戳穿強度測定儀）在美國、日本，戳穿強度與耐破強度一樣受到重視。戳穿強度用慣力穿透儀測定，我們叫戳穿強度試驗儀。它所測定是一個直角三角形錐穿透瓦楞紙板所耗費的功，單位“焦耳（J）”，當擺錘帶動直角三角形沖破瓦楞紙板時，所失去的能量就相當于這三條棱邊撕裂瓦楞紙板的抵抗力。擺錘最初抬高的角度與沖破紙板后揮起角度的差值，就與擺錘所失去的解量相當。也就是說，

10、根據(jù)擺錘起角的大小就可以計算出其的耐戳穿強度值。4.4 邊壓強度（電腦測控壓縮儀）邊壓強度試驗是在瓦楞方面上，一定厚度（寬度25）的瓦楞紙板，單位長度所能承受的垂直均勻增大的力，稱為瓦楞紙板的邊壓強度，邊壓強度的單位，N/m。從三個樣箱上各取三塊1000.5250.5無印刷、無機械壓痕、無破損的試樣共九塊。邊壓強度的測試方法是將試樣置于試驗儀下壓板正中間，使試樣的瓦楞方面垂直于兩壓板，用導塊支持試樣，使試樣的表面垂直于壓板，開動試驗儀施加壓力。瓦楞紙板的邊壓強度直接影響瓦楞紙箱的支撐強度。而瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝，瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)楞形，粘合劑的質(zhì)量等因素都能影響瓦楞紙板的邊壓強度。4.5 平壓強度試

11、驗（電腦測控壓縮儀） 平壓強度可以反映瓦楞紙板在感覺上的軟硬程度，因此是一個非常重要的特性。按照規(guī)定方法用專用取樣儀器切取322的試樣面積上進行平面抗壓強度試驗。一般來說，瓦楞紙平面抗壓強度偏低的主要原因有以下幾點：1、瓦紙質(zhì)量差。2、瓦楞紙板含水率高。3、瓦楞成型不良。4、由于某種原因造成瓦楞塌陷。4.6 粘合強度（電腦測控壓縮儀和瓦楞紙板剝離強度試驗架）粘合強度是保證瓦楞紙板成為整體結(jié)構(gòu)的一個重要因素，在面紙和瓦紙的結(jié)合方面起著極為重要的作用。粘合在瓦楞紙板生產(chǎn)中的重要性，已在前面瓦楞紙板粘合一節(jié)中說過了。但有一點是，粘合強度未必越強越好。前面所說的幾種紙板特性，戳穿強度、平壓強度和垂直抗

12、壓強度，所有這些強度都非常容易受瓦楞紙板厚度的影響，但粘合強度都與之相反。瓦楞紙板的粘合強度，要對使用的面紙和瓦紙在必要的最小范圍內(nèi)進行粘合。根據(jù)GB6548，其基本原理為在瓦楞紙板的楞間插入鋼針進行剝離。試驗方法可分為雙側(cè)試驗和單側(cè)試驗兩種。雙側(cè)試驗的瓦楞紙板是在粘合差的那一面首先被剝離，因此只能測定較弱的那一面粘合強度。雙面試驗不能全面地測定瓦楞紙板的粘合強度。只有單側(cè)試驗才能可靠地測定瓦楞紙板雙面的粘合強度。這兩種試驗方法的區(qū)別就在于鋼針插入的位置完全不同，這很容易理解。粘合強度最低限度根據(jù)GB6543、GB5083、SN/T0262-93標準，其值為588N/m楞以上才合格。 見圖九另

13、外，這種試驗還有一個特點，就是面紙越厚，面紙的剛性就越強，因而粘合強度也越高。 通常，瓦楞紙板粘合強度的缺陷，主要由于以下一些原因：1、粘合劑本身有問題。2、制粘上的失誤導致的糊液粘度不穩(wěn)定。3、制糊時配合失誤導致糊液達不到要求。4、因夏季高溫，潮濕使糊液變質(zhì)而導致粘度不夠。5、面紙或瓦紙含水率水分過多。6、糊液使用量過少。7、未能根據(jù)貼合的速度來調(diào)整用糊量。 4.7 垂直抗壓強度（電腦測控抗壓試驗機）垂直抗壓強度主要是指將瓦楞紙板置于直立狀態(tài)下的抗壓強度，它是決定瓦楞紙箱抗壓強度的一項主要特性。其全觀如圖：0-3030-100100天以上1、601、652抗壓力試驗的檢測方法根據(jù)SN/T02

14、62-93將三個樣箱立體合好，用封箱膠帶上下封牢，放入抗壓試驗機下壓板的中間位置。開機使上壓板接近空箱箱體，然后啟動加壓標準速度直至箱體屈服（壓潰）?？箟毫χ蛋聪铝泄接嬎悖篜=KG( H h 1)9、8式中：P抗壓力值（N） K劣變系數(shù) K取 G單件包裝毛重（） H堆積高度（m），一般取3m h箱高（m） H/h取整數(shù)（四含五入 ）而造成瓦楞紙板抗壓強度小的原因主要有以下幾點：1、原紙質(zhì)量差。2、瓦楞紙含水率高。3、瓦楞成型不良。4、瓦楞塌陷。4.8 瓦楞紙板基本特性的綜合比較 瓦楞紙板主要由材料特性、耐破強度、瓦楞紙板的特性、戳穿強度、平壓強度、加工特性、抗壓強度、邊壓強度、粘合強度等組成

15、。瓦楞紙板是整體結(jié)構(gòu)，可見其制造過程中的質(zhì)量管理是十分重要的。而其中最根本的取決于瓦楞成形技術(shù)的瓦楞紙厚度。如圖，在外觀上很難看出什么區(qū)別，可是紙板內(nèi)部瓦楞的成形卻很復雜，由于加工技術(shù)質(zhì)量不同，造成了瓦楞紙板強度特性的差異。各種特性的比例關(guān)系十分復雜。這一點恰好證明了瓦楞紙板是一種整體結(jié)構(gòu)，由于所用的原紙和楞型的不同以及瓦楞紙板制造技術(shù)上的差別等，使其特性發(fā)生相當大的差異。圖五是關(guān)于正常瓦楞紙板的基本特性的綜合比較。歸納起來看，不同楞型和不同品質(zhì)的瓦楞紙板強度特性有以下特點：1、如果瓦楞成型正常平壓強度只取決于使用的瓦紙，而與所用面紙無關(guān)。2、如果瓦紙相同，抗壓強度與所用面紙的環(huán)境成正比。3、

16、粘合強度。從根本上說粘合強度取決于面紙和瓦紙的粘合質(zhì)量，而面紙的變化不大帶來很大影響，但作為這種試驗法的特點，往往是剛性大的面紙，強度也會大些。5 瓦楞紙板的成型特點5.1 紙板翻折設(shè)紙板的厚度為T,紙的厚度為t，n為紙的層數(shù)，N為紙板的層數(shù)，D為制造尺寸，Di內(nèi)尺寸，Do外尺寸，則D=Di +(T-nt)Do=D+nt可粗略地取t為0.5，借以推算結(jié)構(gòu)上的尺寸關(guān)系。5.2 角度成型特點5.3 箱體尺寸比例 在瓦楞紙箱的周長、材料、瓦楞結(jié)構(gòu)相同的條件下，箱體的長、寬、高不同，可以導致抗壓強度也不同。5.4 精度要求 在計算紙箱細節(jié)尺寸時，我們的理論值要精確到0.5以保證后繼工序的控制范圍。6 常用設(shè)計細節(jié)6.1搖蓋：以常規(guī)的印刷機開槽A-1箱為例，因為成型中相互疊加有往外彈往里壓的傾向，所以搖蓋在計算時要算入一個加分系數(shù)，設(shè)搖蓋為F，寬為W，加分系數(shù)為q，則F=(W+q)/2W為奇數(shù)W為偶數(shù)B,E12A,C34CB,AB56如果有高低壓線則不必加分，F(xiàn)=W/26.2 刺穿線：除客戶特殊要求外，用于翻折成型常選用5mm*5mm、6mm*6mm，有這樣規(guī)格的刀具，如果紙板材質(zhì)比較差或是比較干燥的話，選用10mm*10mm以上的刺穿線，定位用的時候也選用這個。另外，用于撕裂設(shè)計的刺穿線選用3mm