第七章 木箱的設計

1、第七章 木箱的設計71 木箱概述n一、材料q質量指標：容重，含水率，干縮率，變形方向差異q包裝用木材選擇n闊葉樹材容重大，強度高，干燥加工困難n針葉樹材容重小，易于加工，適于包裝n主要受力構件（木，方，梁，柱）以落葉松，馬尾松，榆木為主，不可采用帶缺陷的材料（活節(jié)，死結，裂縫等）作為受力構件71 木箱概述n一、材料q代木材料n膠合板n纖維板n刨花板n鈣塑瓦楞板n竹編膠合板71 木箱概述n二、木箱結構q按產品儲運要求n封閉箱n花格箱n膠合板箱71 木箱概述n二、木箱結構q按產品重量n普通木箱：200kg以下，綜合尺寸2600mm以下n滑木箱：2001500kgn框架木箱：1500020000kg

2、q按組裝方式n用釘組裝n螺栓組裝n其他連接件71 木箱概述n三、注意事項q尺寸規(guī)定n硬質直方體運輸包裝尺寸系列n通用集裝箱最小內部尺寸等標準規(guī)定n機車界限尺寸機電產品包裝通用技術條件中的超限規(guī)定q重心要求：居中，偏下q箱面標志q輔助材料的使用72 木箱設計基本規(guī)定n一、木材的許用強度q由于試驗條件、樹種、產地、樹齡等的不同，木材在實際使用時不可能達到試驗條件下的理想狀態(tài)（無缺陷、靜態(tài)負荷等），所以必須考慮了安全系數(shù)后才能作為實際使用時的設計依據(jù)。 木材的許用強度 Mpa(kgf/cm2) 抗彎強度 順紋抗壓強度 順紋抗拉強度徑向 弦向11.0(112) 8.04(82) 7.0(71) 14.

3、0(143)72 木箱設計基本規(guī)定n一、木材的許用強度72 木箱設計基本規(guī)定n二、頂蓋載荷和堆碼載荷q頂蓋載荷n頂蓋載荷主要由橫梁等頂蓋構件來承受n按500kgf/m2載荷設計的橫梁已很少發(fā)生損壞n在GB5398-85大型運輸包裝件試驗方法中規(guī)定頂蓋載荷為500kgf/m2 72 木箱設計基本規(guī)定n二、頂蓋載荷和堆碼載荷q堆碼載荷n堆碼載荷主要由側面的框架結構來承受 n堆碼載荷值是用來確定立柱等構件尺寸大小的 堆碼載荷 內裝物質量 （kg） 堆碼載荷 KPa(kgf/m2) 5000 10.0（1020） 500010000 15.0（1530） 10000 20.0（2040）73 木箱結構

4、設計n一、木箱結構73 木箱結構設計n一、底座結構73 木箱結構設計n一、底座結構q底座是滑木箱的底面，起安裝側面和端面及支撐內裝物的作用 q底座不是唯一的承重構件，所以在未裝側面和端面時，不能對底座進行起吊作業(yè) q底座的主要承重構件是滑木和枕木 73 木箱結構設計n一、底座q滑木q輔助滑木q枕木q端木q底板滑木n受力q彎曲構件：在用繩索起吊時，以起吊點為支點的簡支梁 fb= qfb木材許用抗彎強度(112kgf/cm2)qM滑木彎矩（kgfcm）qZ滑木截面慣性矩（cm3）qW內裝物重量(kgf)qL滑木長（cm）qb滑木總寬（cm）qh滑木厚度（cm） WL 221WL83WLM= =1b

5、h4bh6Z滑木n受力q拉伸構件在用繩索起吊時，把滑木看成側面桁架的下弦材，內裝物載荷由滑木和側框架共同承擔桁架結構用木材做的橋梁桁架，其骨架是用螺栓及聯(lián)結用金屬配件組裝起來的。而框架木箱的側面，其骨架是用很多釘子釘在側板上組裝起來的。因此，把這骨架看作具有幾乎相同強度的橋梁結構 滑木n受力q桁架結構n在骨架的各個構件上有壓縮或拉伸的內力在起作用，作為整體發(fā)揮桁架的強度，所以作為下弦材的滑木，其尺寸可以較小 滑木n安裝q滑木的數(shù)量n滑木一般應均勻排布，且中心間隔不大于100cm，當超過規(guī)定間隔時，中間要增加一根相同截面尺寸的滑木 q滑木的安裝n滑木端部不得突出箱外 ，無輔助滑木時，滑木兩端距底

6、面高度二分之一處應制成5565的斜角 滑木n安裝q滑木的對接n滑木最好是用一根整木，但是如果截面為7.57.5cm以上，而又沒有長料時，滑木可以對接，但對接的位置不要在長度的中心處，而且個滑木的對接位置要左右錯開 輔助滑木n不作為應力構件，起調節(jié)重心作用n寬度為滑木寬的80以上 n厚度主要是從便于掛繩索或易于插入叉車的貨叉考慮 枕木n枕木是橫向搭在滑木上安裝的，起聯(lián)結滑木及支承內裝物、固定內裝物作用，其截面尺寸由外側滑木的內間隔、內裝物重量及形狀來決定 q承受均布載荷的枕木 W內裝物重量（kgf） b枕木的總寬度（cm） h枕木的厚度（cm） fb木材許用抗彎強度（112kgf/cm2） L外

7、側滑木內間隔（cm） 2b4bh fW=3L枕木n承受中央集中載荷的枕木2b2bh fW=3LW內裝物重量（kgf） b枕木的總寬度（cm）h枕木的厚度（cm） fb木材許用抗彎強度（112kgf/cm)L枕木長度（cm）枕木n承受兩點集中載荷的枕木qa點彎矩qb點彎矩 q當l1l2時，MaMb ，均布載荷與最大彎矩比值： 1/2W 1/2W a bL 211(1)2llWlMal 212(1)2llWlMbl )2 1214(llMdlMl la當l1=l2=l0時，上式可簡化為： 04MdlMla枕木n當有中間滑木時，枕木的承載 q當滑木的內間隔大于100cm時，為改善枕木的負載情況，提高

8、箱體結構的強度和剛度，應在兩滑木之間加設第三根滑木，即中間滑木 q中間滑木的載荷：2b2bh fW=3L b中間滑木的總寬度cmh中間滑木的厚度cm fb滑木的許用彎曲強度（112kgf/cm2）L滑木的中心間距cm枕木n求枕木根數(shù)的計算方法總結n先設枕木的尺寸，再求得該尺寸枕木在均布載荷情況下的許用彎曲載荷Wn再求均布載荷的許用彎曲載荷的倍數(shù)nn將a, b的數(shù)據(jù)相乘，得到兩點集中載荷時，一根枕木的許用彎曲載荷P=nW。n當有中間滑木時，計算中間滑木的許用彎曲載荷Wn最后求得枕木根數(shù)NG-WN=P端木n橫向連接滑木的構件，在其上安裝端板 n端木所受的載荷比滑木小得多，尺寸也比滑木小 n端木主要

9、作為組裝底座和端面的連接構件考慮，其安裝是從滑木的二端讓出端板厚的距離 n用螺栓緊固在滑木上 底板n底板不作為受力構件，只起加強底座、防止底座歪斜、變形的作用，并能密封防水 n為了通風和排水，底板之間可以留有0.51.0cm的間隙，或不留間隙，但在不與內裝物接觸的部位開四個直徑為1.2cm的孔 73 木箱結構設計n二、側面結構q側面結構由側檔、斜檔、輔助立柱及側板構成 q主要受力構件是側檔和輔助立柱 q受力情況分析:n與滑木共同承受內裝物重量引起的彎矩n立柱、側檔、側板聯(lián)成一體，承受堆碼載荷的作用。n斜檔在裝卸時承受拉伸載荷的作用。 73 木箱結構設計n二、側面結構q側檔與輔助立柱構成一體承受

10、堆碼載荷，因而是受壓構件。受壓構件的受力情況按壓桿進行設計q沿軸線方向受壓縮載荷的直桿稱為柱，柱有長柱、中柱和短柱之分 長柱：25.246 中柱： 625.2 短柱： 6 fc為順紋抗壓強度： fc=7.0Mpa=71kgf/cm22298fcfkffkc2)(001775. 01tlffck73 木箱結構設計n二、側面結構q堆碼載荷的大小在設計基本條件中已作了規(guī)范 2/)2kgfcmcmcmP堆碼載荷（箱的外寬（側面立柱的中心間隔（A Pfk立柱、輔助立柱和側板所需截面積 73 木箱結構設計n二、側面結構q側面結構形式是隨著箱的長度而變化的 q斜檔的角度最好在3555的范圍內 q側檔的中心間

11、距通常小于120cmq輔助立柱安裝在側板的內側，其加強側檔及支撐梁承的作用 73 木箱結構設計n三、頂蓋結構q頂蓋安裝在側面和端面之上q其主要受力構件是橫梁q起承受頂蓋載荷的作用，和承受起吊時繩索夾持所施加的壓力 q當橫梁承受頂蓋載荷作用時，根據(jù)前面的設計基本規(guī)定，按500kgf/m2載荷設計 q橫梁可以按彎曲構件進行設計 73 木箱結構設計n三、頂蓋結構q橫梁的受力n堆碼載荷 橫梁受到均布載荷的作用 22120.0375bl lbhf b橫梁的總寬度cm h橫梁的厚度cm l橫梁的長度cm fb橫梁的許用抗彎強度112kgf/cm273 木箱結構設計n三、頂蓋結構q橫梁的受力n不堆碼n對于儲

12、運過程中不堆碼的木箱，橫梁主要是承受繩索起吊時對它的壓縮載荷，所以橫梁此時是作為壓縮構件考慮，它相當于柱的作用，其受力情況按柱進行分析qPk=AfkP Pk橫梁能夠承受的壓縮載荷kgf/cm2 A橫梁的截面積cm2 fk橫梁的順紋抗壓強度kgf/cm2 P兩根繩索起吊時一根繩索施于橫梁的最大壓縮載荷（按內裝物重量的1/4計）73 木箱結構設計n三、頂蓋結構q頂板n頂板順箱長方向鋪設。頂板不作為主要受力構件n它必須能承受在上面堆放小型貨物的載荷強度，在承受起吊繩索的壓縮載荷時，也能部分承擔繩索水平方向的壓縮力n所以頂板的厚度根據(jù)內裝物重量和木箱的寬度而定 73 木箱結構設計n組裝方法73 木箱結構設計n固定方法q固定是為了是內裝物不因運輸即裝卸中的振動、沖擊及貨物傾斜而移位、滾動，同時根據(jù)產品的形狀及堅固程度，適當分散其固定面及支承面的載荷，以便防止造成產品損傷而采取的措施 73 木箱結構設計n固定方法q螺栓固定當產品的底部有螺栓孔時，可以用螺栓把產品緊緊地安裝在外包裝容器的基礎上。螺栓孔所在位置必須是設在底座的受力構件上，如滑木、枕木上，而不能單獨設在底板上