瓦楞紙箱抗壓強度的分析

1、瓦楞紙箱抗壓強度的分析、設(shè)計與控制雙擊自動滾屏發(fā)布者：0412ch發(fā)布時間：2006-12-9閱讀：147次瓦楞紙箱抗壓強度是指在壓力試驗機均勻施加動態(tài)壓力下全箱體破損的最大負荷 及變形量?？箟簻y試過程分四個階段：第一是預加負荷階段，確保紙箱與抗壓機壓板接觸； 第二是橫壓線被壓下階段，此時負荷略有增加，變形量變化很大；第三是紙箱側(cè)壁 受壓階段，此時負荷增加快，變形量增加緩慢；第四是紙箱被完全破壞時，此時為 紙箱的壓潰點。因為在紙箱的整個承壓過程中主要是四個角受力，約占整個受力總 量的三分之二，所以在生產(chǎn)過程中，我們應盡量減少對紙箱四個角周圍瓦楞的破 壞。紙箱的抗壓強度分為有效值與最終值?？箟簻y

2、試時力值的變化有時是由慢到快直 接至潰點，有的是平穩(wěn)遞加至潰點。在長期的抗壓測試中我們發(fā)現(xiàn)，力值的變化有 時有一定的緩沖：即當力值與變形量增加到一定程度后，力值停止而變形量繼續(xù)增 加，經(jīng)過一段時間以后，力值繼續(xù)增加，直至紙箱的潰點。我們可以把緩沖前的力 值稱為有效力值，緩沖前的變形量稱為有效變形量。緩沖以后，雖然力值可以繼續(xù) 增加，但是紙箱已開始變形，不能達到使用要求了，所以判定紙箱抗壓強度好壞的 標準應該是抗壓測試時的有效力值。一般三層A楞箱變形量在10mm以下，三層B楞箱變形量在7mm以下，三層 C楞箱變形量在9 mm以下，五層BC楞箱變形量在18 mm以下，測試力值應達 到抗壓強度的有效

3、力值。紙箱的質(zhì)量越好，抗壓強度的有效值越高，有效值和最終值的偏差越小。分析瓦 楞紙箱的抗壓強度一般要通過一組多個實驗（N3個）的平均值來表示，每個實驗 數(shù)據(jù)之間的偏差越小，紙箱的抗壓性能越穩(wěn)定。我們可以通過力值與變形量的變化 過程，結(jié)合影響紙箱抗壓的各種因素，進一步分析紙箱的質(zhì)量。0201型瓦楞紙箱抗壓強度的快速設(shè)計我國瓦楞紙箱包裝業(yè)二十多年來有了很大發(fā)展，近幾年的變化更是日新月異，一 些高精尖的科學技術(shù)已經(jīng)運用到行業(yè)中來，但由于起步較晚，我們所采用的瓦楞紙 箱設(shè)計工藝有一些還是沿用國外的，特別是瓦楞紙箱空箱抗壓強度的計算方法。國 外的公式過于煩瑣且不易理解，很難使國內(nèi)紙箱的價格設(shè)計與空箱抗壓

4、強度設(shè)計結(jié) 合起來，容易造成原材料的浪費或紙箱成型后抗壓方面的質(zhì)量問題。為彌補這些不足，增強紙箱制作前抗壓強度的可預測性，經(jīng)過長期的測算與驗 證，我找到了一種用原紙的物理性能計算紙箱空箱抗壓強度的簡單有效的計算方 法，即瓦楞紙箱抗壓強度設(shè)計的抗氏計算公式，寫出來與大家一起探討。本文只論 述此方法中關(guān)于0 2 0 1型三層瓦楞紙箱抗壓強度設(shè)計的部分。瓦楞紙箱由各層面的瓦楞原紙構(gòu)成，瓦楞紙箱的抗壓強度計算公式是根據(jù)原紙的 物理性能計算紙箱的抗壓強度，看其能否滿足要求；也可以根據(jù)預定瓦楞紙箱的抗 壓強度要求，選擇適當?shù)耐呃阍?。P = Px.KP瓦楞紙箱的空箱抗壓強度（單位N）Px原紙的橫向綜合環(huán)壓

5、強度（單位N/cm）三層瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強度=（面紙的環(huán)壓力值R1+里紙的環(huán)壓力值R 2+楞紙的環(huán)壓力值R3X瓦楞相應的縮率0/15.2本文所述環(huán)壓力值均指橫向的環(huán)壓力值（單位N/0.152m），它可以通過 測試取得，也可以根據(jù)原紙的等級查國標，通過環(huán)壓指數(shù)計算出來。環(huán)壓力值日=定量W （單位g/m2）X環(huán)壓指數(shù)r （單位N.m/g）X 0.152（單位m）。同種紙張環(huán)壓力值的測試值與計算值之間有一些差異，一 般測試值要比計算值大，這是因為各個紙廠的內(nèi)控標準要比國標高，兩種數(shù)據(jù)都可 以進行抗壓強度的計算。K綜合環(huán)壓在紙箱空箱抗壓強度中的有效值，計算公式為：三層A楞 K= 3 0.3 +

6、0.275 Z 0.000 5 Z2三層C楞 K= 2 7.9 + 0.265 Z 0.000 5 Z2三層B楞 K= 2 4.6 + 0.235 Z 0.000 5 Z2綜合環(huán)壓強度與其在紙箱中有效值的乘積即為紙箱的抗壓強度。C代表縮率，A 楞的縮率C=1.532，B楞的縮率C=1.361，C楞的縮率C=1.47 7Z代表紙箱的周長（取值范圍7 0 cm2 0 0 cm）。例1某三層C楞紙箱，周長12 5cm，面紙、里紙選用A級2 5 0 g/m2 箱板紙，楞紙選用A級170g/m2高強瓦楞原紙，計算該紙箱所能達到的抗壓 強度。解：C楞的縮率C= 1.4 7 7 ；查國標，面紙、里紙的環(huán)壓指

7、數(shù)為10.6, 楞紙的環(huán)壓指數(shù)為9.2；Z=125。R1=R2=250X10.6X0.152=403R 3 = 1 7 0 X 9.2 X 0.1 5 2 = 2 3 8 N代入公式得(Rl+R2+R3XC)/ 1 5.2 X( 2 7.9 + 0.2 6 5 Z-0.00 05Z2) = (403 + 403 + 238X1.477)/15.2X(27.9 + 0.265X125 0.0005X125 2)=76X53.2 = 4043 N此瓦楞紙箱能夠達到4043N的抗壓強度。例2某三層A楞紙箱周長為14 8cm，抗壓強度要求為4 5 0 0 N，面紙、 里紙選用B級2 5 0 g/m2箱

8、板紙，楞紙選用A級高強瓦楞原紙，計算楞紙應選 用的定量。解：面紙、里紙的環(huán)壓指數(shù)為9.2設(shè)楞紙的定量W為未知數(shù)，A楞縮率C= 1.532，Z=148，P = 450 0R1=R2=250X9.2X0.152=350(R1+R2+R3XC)/ 1 5.2 X( 3 0.3 + 0.2 7 5 Z0.00 05Z2)=P(350 + 350+R3X1.532)/15.2X(30.3 + 0.275X148 0.0005X148 2)=4500R3=287R3=WX9.2X0.152=287W=205g/m2該瓦楞紙箱楞紙應選用2 0 5 g/m2的A級高強瓦楞原紙。我在工作中對凱利卡特公式進行過長

9、期的驗證，并且通過在其他公司的生產(chǎn)過程 中進行測試發(fā)現(xiàn)，抗壓強度的計算值與紙箱成型后的實測抗壓值之間有一定的關(guān) 系。我所測算的這一套抗壓計算公式與凱利卡特公式相對比，兩種公式的計算值非 常吻合。需要大家注意的是，即使是用同類紙張進行搭配，因各個公司生產(chǎn)工藝的不同， 同規(guī)格的紙箱成型后能夠達到的抗壓強度也不同，有的接近或低于用環(huán)壓的計算值 計算出的抗壓強度，有的接近甚至高于用環(huán)壓的測試值計算出的抗壓強度。通過理 論上的計算能對生產(chǎn)過程各個工序控制紙箱抗壓強度的工作進行指導，排除影響抗 壓強度的各種因素，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。影響瓦楞紙箱抗壓強度的因素紙箱是由各層面的紙張構(gòu)成的，紙張的合理搭

10、配是保證紙箱抗壓強度的基本 條件。通過各層面紙張物理性能的測試，我們可以初步計算紙箱的抗壓強度，然后通過 計算出的抗壓強度，對生產(chǎn)過程中的各個工序進行紙箱抗壓強度的控制。紙張的環(huán)壓強度是保證紙箱抗壓強度的關(guān)鍵，不過紙張其他的物理性能也不 容忽視。紙張?zhí)貏e是楞紙抗張強度不夠時，紙箱在抗壓測試中會出現(xiàn)力值與變形量一直平 穩(wěn)遞加，最終值很高而有效力值很低，箱體測試后變形如于風琴狀的情況。紙張的 防水性能也很重要，特別是冷藏箱對紙張的防水性能要求更高，有時雖然紙箱的抗 壓強度很高，但由于紙張不防水，紙箱存放在冷庫中就容易吸潮，造成塌庫。紙箱的生產(chǎn)工藝也會對抗壓強度造成影響。通過試驗得出，在同樣條件下，

11、紙箱的橫壓線每加寬1mm，紙箱的抗壓強度下 降90N-130N，變形量增加約2mm。壓線過寬，會造成紙箱在抗壓測試時 力值增加緩慢，有效力值小，最終變形量大。為保證抗壓強度，我們應盡量改善生 產(chǎn)工藝，降低各工序?qū)埾淇箟簭姸鹊挠绊憽８鶕?jù)紙箱箱型選擇合適的楞型也很關(guān)鍵。在人們的意識中，往往認為楞型越大，紙箱的抗壓強度越高，容易忽視楞型對變 形量的影響。楞型越大，紙箱的抗壓強度越大，變形量越大；楞型越小，紙箱的抗 壓強度越小，變形量越小。如果紙箱過大，楞型卻很小，紙箱在抗壓測試時就很容 易被壓潰；紙箱過小，楞型卻很大，抗壓測試時會造成變形量過大，緩沖過程長， 有效力值與最終力值偏差過大。水分對紙箱

12、抗壓強度的影響更不可忽視。紙箱的生產(chǎn)環(huán)境、存放環(huán)境、使用環(huán)境、天氣、氣候等因素都會對紙箱的含水量 造成影響，為保證紙箱抗壓強度，應盡量避免外部環(huán)境對紙箱含水量的影響，保持 紙箱的干燥。影響紙箱抗壓強度的因素很多，在這里我就不一一論述了。瓦楞紙箱抗壓強度的控制控制紙箱抗壓強度的關(guān)鍵在于系統(tǒng)的質(zhì)量管理，對于能夠出現(xiàn)抗壓問題的各個環(huán) 節(jié)應認真研究，嚴格控制。首先，要了解紙箱的使用環(huán)境，以高于客戶要求的標準 作為自己的內(nèi)控標準，這樣在出現(xiàn)抗壓強度問題時就能留有解決問題的余地。其 次，根據(jù)內(nèi)控標準選擇合適的楞型及生產(chǎn)工藝，制訂出原材料的檢驗標準。最后， 根據(jù)內(nèi)控標準對原材料及各生產(chǎn)工序進行嚴格控制，并做

13、好相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄，做到 產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性，以便發(fā)現(xiàn)問題能夠及時解決，并可杜絕此類問題的再次發(fā) 生。作者簡介抗英杰，河北定州人，1 9 9 7年畢業(yè)于保定師專美術(shù)系，2001年4月開始 在保定市躍進紙箱有限公司任職，主要從事紙箱工藝及質(zhì)量控制工作。工作期間， 她通過對紙箱的尺寸、箱型以及生產(chǎn)工藝等方面的深入研究，在公司內(nèi)部多次進行 工藝改進，得到公司的肯定。2003年初，她開始進行抗壓強度方面的研究。在一年的時間內(nèi)先后對國外的 抗壓理論進行了多次驗證，并經(jīng)過兩個多月的計算，終于得出一套瓦楞紙箱抗壓計 算公式，即瓦楞紙箱的抗氏抗壓計算公式。作者自述：抗壓公式誕生記2003年6月初，我被調(diào)到質(zhì)管部，負責全面的質(zhì)量管理工作。記得我剛?cè)温?的第二天，就因抗壓質(zhì)量問題接連被退了四車貨，當時我都懵了，找到公司領(lǐng)導提 出辭職，理由是太難了。這時裴總對我說：“要是不難，我們就不讓你十這份工作 了?！币痪湓拞拘蚜宋?，我決心找出抗壓強度不夠的原因。接下來的日子，我?guī)缀醪楸榱怂械耐素浐团c之相關(guān)的記錄，經(jīng)常晚上加班測試 到深夜。一個星期下來，我終于把造成抗壓質(zhì)量問題的原因查了個水落石出。后