运输包装设计与包装试验.ppt

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1、随着我国电子信息产业的快速发展，我国已成为世界电子信息产品制造和出口的大国。 电子信息产业快速增长，拉动了包装产业的快速发展，例如：广东科龙电子集团，2003年仅空调包装材料、制品这一项费用就支出近两亿多元，比2002年增加了20%左右；目前，我国大多数电子产品的包装，仍在大量地使用EPS泡沫塑料作为缓冲衬垫包装材料。而且多数系一次性使用，若不能回收，则日积月累，将会给人类带来何等严重的“白色污染”！ 2004年2月13日，欧盟公布了报废电子电气设备指令和关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令两项法令，波及国内2000多家企业约270亿美元的出口额，对家电行业的影响将是革命性的。在倡导绿

2、色的21世纪，环保将成为电子产品立足市场的最基本要求。 瓦楞纸板 蜂窝纸板 纸浆模塑 玻璃材料 金属材料 可降解材料 竹材 根据竹篦片纤维条理结构，相互垂直，按经纬编织成席后经干燥、涂胶、组坯、热压合而成。制成的竹胶合板具有良好的物理性能和化学性能，产品幅面大，纵横方向物理力学性能差异小、强度高、防湿性能好。此外，还有不脱落、不变形、抗虫蛀、耐磨、耐冲击、外观大方美观，易于加工，可锯、可刨、可钉钉子等优良性能。 2/g mGB13023-9122平面压缩试验负荷-变形曲线 2. 瓦楞纸板的层数瓦楞纸板的层数 瓦楞纸板按其材料的层数，可分为以下几种： 双层瓦楞纸板 三层瓦楞纸板 五层瓦楞纸板 七

3、层瓦楞纸板 蜂窝纸板是根据自然界蜂巢结构原理制作的，纸芯是把无数个空心立体六角形空心立体六角形，其材料是以牛皮纸、再生纸等为原料，通过专用设备制成类似蜂窝状的网芯，并在其两面粘合面纸而成的一种新型纸制板材。 ）在同一跌落高(DH=40cm) 下的 最大加速度静应力曲线EPS（0.035g/cm）在同一跌落高(DH=60cm) 下的 最大加速度静应力曲线返回实例返回消毒柜实例2z3cxaXP1.86P ()Z JZ / 4cP式中：瓦楞纸箱的抗压强度，N；zaXJ箱常数，其取值参见表1。楞常数，其取值参见表1；Z瓦楞纸箱的周长，cm；xP瓦楞纸板的综合环压强度，N/cm；xmmPrQCr Q式中

4、，r箱板纸的环压指数； Q 箱板纸的定量； rm 瓦楞原纸的环压指数； Qm 瓦楞原纸的定量。xmmPrQCr Q=纸箱周长为2()2(7046)232(cm)ZLB 由表2知，A型瓦楞的楞常数aXz=8.36，箱常数J=1.1。因此，瓦楞纸箱的抗压强度为2z3cxa XP 1 .8 6 P() ZJZ/4 =X(8.36X4/232)2/3 =4394.5(N)PC=2z3cxaXP1.86P ()Z JZ/4 aa 二、双瓦楞纸箱的尺寸为49X37X29cm.内、外面纸的环压强度为450N，中间里纸的环压强度为360N,瓦楞芯纸的环压强度为180N，试求纸箱的抗压强度。解： 采用AB型双瓦

5、楞纸板，其展开系数为。因此瓦楞纸板的综合环压强度为mxRCRPl1(450 450 360 1.53 180 1.36 180)15.2117.1(/)N cm纸箱周长为2()2 (49 37)172(cm)ZLB 由表2知，AB型瓦楞的楞常数aXz=13.36，箱常数J=0.55。因此，瓦楞纸箱的抗压强度为Pc=Px(4aXz/Z)2/3=117.1X(4X13.36/172)2/3=9397.6(N)=9.4(KN)(1)hPWH式中，W为每件货物的重量；H为纸箱高度；h为堆码高度。 堆码高度一般取300 400cm。汽车250cm， 火车300cm，海轮700cm。(家电包装通则GB10

6、19-89:3.5m,t=28d, hP)，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。 有的资料中还有印刷因数:如印刷复杂:0.85,全箱印刷:0.8。Pc=Px(4aXz/Z)2/3=82.8X(4X13.36/248.4)2/3=7458.4(N)=7.5(KN) 从图中可以看出，双瓦楞纸箱的抗压强度高于单瓦楞双瓦楞纸箱的抗压强度高于单瓦楞纸箱，而且抗压强度随纸板强度的增大而提高。纸箱，而且抗压强度随纸板强度的增大而提高。抗压强度与纸箱长宽比的关系 采用相同的瓦楞纸板制作了5种尺寸的样箱，这些样箱高度相同（40cm），不同的只是长宽比。根据压缩试验结果绘制的抗压强度与纸箱长宽比的相互关系曲线如图

7、。从图中可以看出，在的范围内，长在的范围内，长宽比对抗压强度的影响仅为宽比对抗压强度的影响仅为5%5%。抗压强度与纸箱高度的关系 采用相同的单瓦楞纸板制作了10种尺寸的样箱，这些样这些样箱长度均为箱长度均为35cm，宽度均为，宽度均为30cm，不同的只是纸箱高度。，不同的只是纸箱高度。根据压缩试验结果绘制的抗压强度与纸箱高度的相互关系曲线如图。从图中可以看出，当当纸箱高度由纸箱高度由10cm增至增至30cm时，时，抗压强度稍有下降。超过这个抗压强度稍有下降。超过这个区间后，再增加纸箱高度，抗区间后，再增加纸箱高度，抗压强度几乎不变。压强度几乎不变。 从图中可以看出，在长期载荷作用下，只需经历一

8、个月的时间，纸箱的抗压强度就会下降40%；在经历半年后，其抗压强度就只有初始值的55%。（GB1019-89：包装有效期18个月,安全系数：4.5）。 用单瓦楞纸板和双瓦楞纸板制作20个试验箱，在不同的温湿度条件下调节48h，然后进行压缩试验。结果表明：（1）抗压强度的降低率与纸箱尺寸及所用瓦楞纸板的种类无关。（2）在温度在温度30、湿度、湿度80%80%时抗压强度开始急剧下降；时抗压强度开始急剧下降；在温度在温度40、湿度、湿度95%时抗时抗压强度大约下降压强度大约下降60%。最好最差次之返回 粘合强度的测试粘合强度的测试 瓦楞纸板的面、里、芯纸和波形瓦楞纸的楞峰粘合程度，在一定单位长度内经

9、施压测试所能承受的最大剥离力。 粘合强度的单位是：N/m楞。 从三个样箱中每一个样箱的箱壁上取四块规格为801mm251mm的试样共十二块。 粘合强度测试方法是：将专用的针形附件上、下分别插入试样的楞纸的面纸（或楞纸与芯纸之间），然后将插入针形附件的试样放入压缩强度试验仪中施压，使其做相对作用，直至试样被剥离部分脱开。 按照GB6548-1998瓦楞纸板粘合强度的测定方法规定的针形附件和使用针形附件对瓦楞纸板单侧剥离的示意（如图二十九）。缓冲包装应遵循以下五个步骤：（1）确定环境 这里所说的环境，主要是运输过程中造成产品破损的力学环境，即：冲击和振动。（2）确定产品的脆值 分析产品耐冲击的强度

10、、抗冲击的能力等，确定产品的脆值、许用脆值，还要认真考虑产品的形状、尺寸、体积、重量、重心位置以及数量等。3）缓冲衬垫设计 在了解缓冲包装材料特性的基础上，进行缓冲衬垫的设计，具体设计方法在随后的讲解中进行介绍。（4）设计并制造包装件样品 在缓冲衬垫设计的基础之上，兼顾包装结构、外包装材料、其他保护类型和特殊保护要求等进行包装件样品的设计和制造。所设计和制造的样品，应当非常接近最后真正的包装，还应有一定的数量，这样才具有代表性。（5）对包装件样品进行试验 缓冲包装检验通常包括一系列冲击与振动试验（和压缩试验），依据包装产品预计的流通过程，对单个包装件、托盘包装单元进行连续试验。通常，这些试验得

11、到一个简单的结论，即包装合格/失败。 若发现包装设计失败，设计者必须返回到以前的设计步骤，找到修改包装设计最有效的办法，而且不应该总是局限在分析包装数据，或许，通过调整产品设计，就可能得到更合理的包装保护费用。 410stWPaA 第二步根据等效跌落高度，在最大加速度静应力曲线上找出对应许用脆值与静应力的交点，若此交点位于两条曲线之间，可用比例插入法确定缓冲衬垫厚度T。 由已知条件，可知3555090500 300 1700cWkg GgHcm Vmm455 9.850 300.36 10WsAPa（0.36，50）3.5tcm 点（0.36，50）处于t = 3cm和t =4cm两条曲线之间

12、。采用线性插入法得蜂窝纸板的衬垫厚度为：如果改用EPS，跌落高度定为60，脆值G不变。查EPS的G()图：用线性插入法求得： t50.455 9.850 300.36 10WsAPa=Kg/cm2 (2) 对于局部缓冲包装法，首先根据等效跌落高度找到所对应的曲线，然后在曲线上找到对应的许用脆值，并作一条水平直线，它与缓冲曲线有许多交点。为了节省材料，一般取与为了节省材料，一般取与之相交的厚度较小的缓冲材料进行设计，那麽之相交的厚度较小的缓冲材料进行设计，那麽就可得出缓冲材料厚度就可得出缓冲材料厚度T，脆值与该厚度的缓冲曲线就有两个交点。在这两个交点之间的曲线上的每一点所对应的加速度值都小于产品

13、脆值，在设计时都可选用。但是选择右边一交点但是选择右边一交点(静应静应力较大的一个交点力较大的一个交点)进行设计时，用料面积最省，进行设计时，用料面积最省，所用公式为所用公式为4210 ()stWAcmG=40AB442410 9.81010126.640.78 10mWAcm 采用四个面积相同的角垫。则每个角垫的面积为cm。 产品强度校核挠度校核蠕变量校核温湿度校核防振校核 m m式中：产品许用应力，Pa；冲击时最大应力，Pa。2min/(1.33 )1AT式中：T厚度，cm； A面积，cm。案例三：A 464cm2Amin/(1.33X5)2=10.51案例三：TC家电包装通则中防震包装的

14、实验顺序 主要讲解家电包装通则的防震包装的检验，穿插一些其它标准的应用。Compression Strength RetainedOver Time, Under Load404550556065050100150200250300350400Load Application (Days)Percent Strength Retaineddata by: Industry Sources家电通则中：2650kg,流通条件1,H=61cm。01002003004005006007008000-1010-2020-3030-4040-5050-6060-80 80-100 100包装件质量包装件质量 kg跌落高度跌落高度 mmA S TM 1A S TM 2A S TM 3I S O & G B21345678910模拟在特殊情况的冲击实验：横木撞击实验返回仓储堆码过程仓储堆码过程叉车夹持过叉车夹持过程程如某产品：净重：如某产品：净重：22kg。则：查表。则：查表1知：知：附表附表2 2 ：back