液晶電視運輸包裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

/液晶電視運輸包裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計摘要：隨著價格慢慢走低，同一般電視的價格差慢慢縮小，同時國內(nèi)外品牌液晶電視的價格差逐步縮小，消費者對于液晶電視的了解和接受程度也在逐步提高。液晶電視除了提升了畫質(zhì)、做到令人垂涎的纖薄外觀之外，同時可以有效的降低功耗，符合當(dāng)前節(jié)能減排的大趨勢。作者針對康佳LC37GS80C這款液晶電視,對其包裝進行設(shè)計,接受能量法測定包裝材料的緩沖曲線,設(shè)計單個產(chǎn)品的包裝。關(guān)鍵詞：運輸包裝，應(yīng)力-能量法，緩沖曲線，CapePack軟件，結(jié)構(gòu)優(yōu)化TheOptimumStructureDesignoftheLCD’sDistributedPackagingABSTRACT：AsthepriceoftheLCDisdown,thegapbetweentheLCDandthecommonTVisgraduallyreducing.Atthesametime,thedifferencebetweendomesticandoverseasislessening.Theconsumer’scomprehendandreceptionleveloftheLCDisimprovinglittlebylittle.Besidesthelegiblepictureandthetenuousfacade,thepowerdissipation’slowingiscorrespondingwiththetrendofenergyconservationnow.AimatLC37GS80CofKanka,theauthordesignthepackagingofitandusethestress-energymethodtosetting-outthecushioncurvesofthepackagingmaterialanddesignthepackagingofsingleproduct.KEYWORDS:distributedpackaging,stress-energymethod,cushioncurve,Cape1前言近年來，隨著人們生活水平的提高，各種高科技家電產(chǎn)品紛紛走進了人們的生活，而我們?nèi)粘Ｉ畋夭恍猩俚碾娨暩菍映霾桓F，花樣百出，而這些年液晶電視逐步替代了一般的“大塊頭”CRT電視，其高清晰的畫面，超薄的體積，讓人們愛不釋手。整個液晶電視的銷售市場的現(xiàn)狀是只銷售平板部分，并不自帶底座或掛壁，而且電源部分也和其一起處理。這是因為消費依據(jù)自己的喜好可以選擇掛壁或底座，不帶底座或掛壁的包裝正好節(jié)約了成本，適應(yīng)了現(xiàn)今低碳環(huán)保的理念，所以本次設(shè)計照舊持續(xù)這種理念。隨著價格慢慢走低，同一般電視的價格差慢慢縮小，同時國內(nèi)外品牌液晶電視的價格差逐步縮小，消費者對于液晶電視的了解和接受程度也在逐步提高。液晶電視除了提升了畫質(zhì)、做到令人垂涎的纖薄外觀之外，同時可以有效的降低功耗，符合當(dāng)前節(jié)能減排的大趨勢。通過前面的分析，現(xiàn)在康佳這個品牌所占市場份額不多，且37寸這種型號所占份額也不多，所以為康佳LC37GS80C這款機型設(shè)計包裝，來提高它的市場份額，為國產(chǎn)品牌出一份力，也是對我自己的一點熬煉具有主動的意義。2緩沖包裝材料的選擇聚乙烯EPE是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種，也是用量最大的塑料包裝材料，其消耗量約占塑料包裝材料總消耗量的30﹪。發(fā)泡聚乙烯EPE又名珍寶棉，是以高壓低密度聚乙烯（LDPE）為主要原料通過擠壓生成的高泡沫聚乙烯制品幾乎沒有吸水吸濕性，能防油、防潮，還能抵抗許多化合物的侵蝕，對機械油、潤滑脂等具有耐久性質(zhì)量輕，緩沖性能好，各項指標(biāo)均特殊適合于作為包裝材料運用.依據(jù)不同的需求，滿足不同的包裝要求。聚苯乙烯EPS是最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)（1939）的塑料品種之一，目前成為僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料。它具有成型工藝簡潔，價格便宜等優(yōu)點。聚氨酯PU泡沫塑料依據(jù)原料的不同，分為聚氨型和聚醚型兩種，依據(jù)軟硬程度分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)三種。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種常用的緩沖包裝材料，從應(yīng)力—應(yīng)變曲線分析屬于雙曲正切彈性體。蜂窩紙板Honeycombpaperboard是一種新型的環(huán)保包裝緩，由紙質(zhì)蜂窩夾層板組成，具有較高的耐壓和較好的緩沖性能，以及保溫、隔熱及隔聲性能，而且重量輕，強度高，承重大，成本低，易回收處理等優(yōu)點，應(yīng)用前景廣袤。主要用作包裝紙箱、包裝緩沖墊，以及托盤等等，應(yīng)用于電子電工產(chǎn)品、精密儀器、家用電器等產(chǎn)品的包裝，可以代替木質(zhì)包裝材料。經(jīng)過特殊處理后能夠阻燃、防潮，防水、防霉以及防靜電作用。缺點是蜂窩紙箱不行折疊，生產(chǎn)自動化程度低。各自的性能比較如表1所示。表1幾種緩沖材料性能的比較塑料性能聚乙烯軟聚氨酯蜂窩紙板聚苯乙烯密度機械強度吸水性最高運用溫度耐藥品性柔軟性耐氣候性耐沖擊特性環(huán)保性0.03～0.04強極小85極好較硬好好否0.02～0.06弱較大120好軟差不好否0.03～0.05很強大150好較硬差很好好0.016～0.03弱較小80差硬差不好否

3產(chǎn)品運輸包裝的緩沖設(shè)計3.1局部緩沖包裝襯墊設(shè)計方法C-σm曲線設(shè)計，若選用C-σm曲線設(shè)計，由公式T=CH/G可以看出，當(dāng)C值最小時厚度T就最小，那么外包裝容器的尺寸就最小，在C-σm曲線中作一條水平切線，那么切點的縱坐標(biāo)對應(yīng)最小緩沖系數(shù)值C，橫坐標(biāo)對應(yīng)一個最大應(yīng)力值σm，由公式T=CH/G可以求出襯墊的厚度T，由公式A=W/σm就可以求出襯墊面積A。Gm-σst曲線設(shè)計，若選用Gm-σst曲線進行設(shè)計，首先依據(jù)H找出對應(yīng)曲線，在曲線縱坐標(biāo)上過G做水平直線和緩沖曲線有許多交點，取厚度較小的緩沖曲線進行設(shè)計，脆值和該曲線有兩個交點，兩個交點之間的曲線上每一點對應(yīng)的加速度值都小于G時，都可選用，但選最右邊一點進行設(shè)計時，面積最小，A=W/σst。3.2應(yīng)力-能量法測緩沖曲線 應(yīng)力—能量法主要包含4個公式:應(yīng)力=G×s（式中:s—靜應(yīng)力,G—加速度值;)動能量=sh/t（式中:s—靜應(yīng)力,h—跌落高度,t—緩沖厚度;）y=aebx（式中:a,b—材料常數(shù),e—自然常數(shù),y—動應(yīng)力,x—動能量;）G=aebsh/t/s式中變量含義同上式。（1）設(shè)置最大和最小吸取能量值因E=sh/t,故最小吸取能量意味著最小的s,最小的h和最大的t。若最終目的是為了得出一系列的緩沖曲線,那么對于封閉式氣泡緩沖材料來講,常用取值為:s=3.45kPa,h=0.31m，t=0.15m,即e=sh/t=7.13kN/m2。對于開放式氣泡緩沖材料來講,由于其剛度較差,所以其極限值應(yīng)更低。最大吸取能量值意味著最大的s、最大的h和最小的 t。假如最終目的是為了得出一系列的緩沖曲線,那么對于封閉式氣泡緩沖材料來講,常用取值s=20.7kPa,h=1.22m,t=0.076m,即e=sh/t=332.29kN/m2。對于開放式氣泡緩沖材料來講,由于其剛度較差,所以其極限值應(yīng)稍低。該步只是為沖擊測試確定一個能量值范圍,因此沒有必要設(shè)定過于精確,因為測試機臺本身的限制也會導(dǎo)致該范圍的變更。（2）等分空間域假如選用的范圍是 7.13～332.29kN/m2,則可將能量域步長設(shè)置34.45kPa?？蛇x擇9個不同的能量值,如34.45、68.9、103.35……和310.05kN/m2。3.3依據(jù)Gm-σst曲線進行局部緩沖包裝設(shè)計首先，每一條曲線都和G=40有交點，所以選擇了厚度最小的最節(jié)約材料；其次，在和G=40的水平直線交點處最右端點為所選點，所以t=0.05m,σst=0.007MPaA=W/σ217cm2。由于液晶顯示器在展示過程中是立體放置，而運輸過程中是否橫置須要用CapePack軟件進行驗證，所以假如讓設(shè)計的襯墊無論怎樣放置都是可行的話，必需綜合這兩種方案，對襯墊進行了設(shè)計，設(shè)計的本質(zhì)都是把液晶電視卡在四個角墊里。首先，讓LB面成為受力面，進行設(shè)計：這次只有底部兩個角墊受力，所以每個角墊受力面積Ａ1=113x96=108.5cm2總體受力面積A’=108.5x2=217cm2=A=217cm2 其次，設(shè)計LH面受力，選用4個角墊，把液晶電視固定并起到緩沖愛惜的作用。每個角墊受力面積Ａ1=5.6x4+9.6x4=60.8cm2總體受力面積A’=60.8x4=242.4cm2>A=217cm2 圖1角墊平面主視圖圖圖2角墊立體圖圖3圖3帶緩沖襯墊包裝的整體效果圖

4緩沖襯墊的校核[1]1）產(chǎn)品強度校核產(chǎn)品和襯墊之間的作用是相互的。在跌落沖擊時，產(chǎn)品以慣性力和自重壓縮襯墊，襯墊則以同樣大小的彈力反作用于產(chǎn)品。在基礎(chǔ)設(shè)計中，為了節(jié)約材料，常常設(shè)法減小襯墊的負(fù)載面積，由此帶來的后果是產(chǎn)品支承面的應(yīng)力集中，可能導(dǎo)致產(chǎn)品的局部破損。因此，必需校核產(chǎn)品支承面的應(yīng)力，限制在產(chǎn)品強度所允許的范圍內(nèi)。即[σ]≥σm2)撓度校核襯墊尺寸的面積和厚度之比超過確定厚度時，襯墊簡潔撓曲或變彎，大大降低了襯墊的負(fù)重實力。為了避開撓曲，其中最小承載面積Amin和厚度T之比應(yīng)符合以下規(guī)定：Amin/（1.33T）2＞1式中：T—厚度，cmA—面積，cm2代入數(shù)值有217/（1.33×5）2＞13)跌落姿態(tài)校核包裝件在角跌落沖擊時，一個角觸地，那么沖擊力就通過外包裝容器的角分散給組成此角三個面的緩沖襯墊上，其反作用力又通過緩沖襯墊的三個面再傳遞給產(chǎn)品。因此在角沖擊時，包裝件有三個面參和緩沖，由于傳遞到每一個緩沖襯墊上的沖擊力很難確定，就須要找到一個角沖擊時等效于面沖擊跌落時的等效面積，然后進行校核設(shè)計。4）復(fù)原性校核沖擊次數(shù)不同，緩沖材料性能差異很大；緩沖材料在長期的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時間而增大，這種蠕變使得襯墊尺寸變小，在運用一段時間后容器內(nèi)出現(xiàn)空隙，加劇內(nèi)裝產(chǎn)品的振動和摩擦擦傷，同時緩沖襯墊的緩沖實力有所下降?？紤]這一因素，初步設(shè)計的襯墊尺寸應(yīng)附加一個蠕變補償值，稱為蠕變增量，其大小按下式計算：Tc=T(1+Cr)式中：Tc—修正后的厚度，cmCr—蠕變系數(shù)，﹪T—原設(shè)計厚度，cm此設(shè)計中蠕變系數(shù)Cr取0.6%，代入數(shù)值有：Tc=T(1+Cr)=5×（1+0.6﹪）=5.035）溫濕度校核環(huán)境溫濕度的變更對襯墊的緩沖實力有明顯的影響；溫度的上升或降低還會引起襯墊尺寸的變更。因此，應(yīng)依據(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。由于交換機是銷往全國各地，在運輸途中應(yīng)留意溫濕度的變更。5防振包裝設(shè)計緩沖包裝一般首先考慮沖擊防護，然后還應(yīng)當(dāng)進行振動防護設(shè)計。防振設(shè)計的目的是調(diào)整包裝固有頻率，選擇恰當(dāng)?shù)淖枘岵牧?，把包裝系統(tǒng)的振動傳遞率限制在預(yù)定的范圍之內(nèi)。由于對于此流通環(huán)境中包裝件受到的振動加速度——頻率曲線和振動傳遞率曲線不是很明確，所以防振