运输包装课程设计报告书

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1、1 课程设计的目的与任务1.1课程设计的目的（1）通过缓冲包装与结构设计课程设计，使同学们对指定产品的缓冲包装设计过程和设 计方法有一个全面的了解，熟练掌握缓冲包装设计六步法；（2）对于产品的缓冲衬垫和外包装箱的结构进行设计，掌握各种箱型结构设计的方法。 为毕业设计和以后走向工作岗位打下良好的基础。1.2课程设计的任务为美的KFR-35T2W/DY-D1. 5匹中央空调室外机设计出合理缓冲衬垫以及外包装箱。要 适合国运输环境的要求，存贮时间为30100天。2.产品介绍美的薄型风管机KFR-35T2W/DY-D1. 5匹中央空调室外机，京东价格3680,南北适用, 适用面积15-19由美的商用空

2、调设备生产，广泛销售于，等地。外机尺寸（宽*高*深）780mm*547mni*250nini,外机重量为33.5kg。图2-2产品特性3.流通环境3. 1流通的基本环节. 中静压风智式SRea空调蓄室外机a号KRY-113TiijR|雜定岂如S S N i50Hz*xti84A X A功耒1&W* fi 1335kg冷！HR22850fl& 5 aIPX4ST ft毛艮掘娄里娄缴戦处汕曲33MPQ3.3/1 2MPa3333MPaftSMinjfijt.13MPa嚣琵（见机WW）广东英的用空调迎羞韦限公司24小时股勢熟聂:4*88妙3恬图2-1产品外形流通的基本环节有三个：装卸搬运环节、运输环

3、节.储存环节。(1)装卸搬运环节在装卸搬运环节中，由于此产品销售围广，所以既有可能有短流程运输也有可能包含 较长流程的运输。流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数也就越多，所以对此商品包装 造成的损害就越大。装卸作业中既可能有人工装卸也可能有机械装卸，所以要综合考虑到 拋掷、起吊脱落、装卸机启动过急和紧急刹车灯造成的损害。(2)运输环节运输是包装件流通过程的必要环节。借助运输工具，将产品从生产地运输至消费地。 长途运输工具有汽车、火车、船舶和飞机。短途运输工具有铲车、叉车、电瓶车和手推车 等。(a)冲击。运输工具的启动、急刹车、变速、转向路面障碍回导致货物速度突然改变，导 致货物包装件或容器因冲

4、击而损害。(b)振动。运送工具运行时受到路面状况、铁轨接缝、发动机振动、车辆减震性能、水域 风浪、空中气流、等因素的影响，产生随机的上下颠簸过左右摇晃。(c)气象条件。长途货物运输会经历不同的气候区域，受到寒冷、炎热、干燥、潮湿、风 雨等气象因素的影响。(d)其他因素。流通过程中的各种生物、化学、机械活性物质也会对货物包装件产生损害。(3)储存环节储存室产品及包装件流通过程中的一个重要环节。储存方法、堆码重量、堆码高度、 堆码方式、储存周期、储存环境等会直接影响产品及包装件的流通安全性。另外仓库的建 筑结构形式对储存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。3.2确定跌落高度跌落高度的确定可以由两

5、种方法来估算。法一：公式法。(针对15kg以上的包裝件，可用经验公式计算。)(3-1)式中：W-包装件的重量，kg；H-跣落高度，cm。本产品重量为33. 5kg,所以根据公式法算出H= = = 51.83cmV335法二：查表法下表表示了最大跌落高度与货物重量、包装件体积之间的关系。表3-1货物规格、装卸方式与践落高度货物参数装卸方式跌落参数重量/kg尺寸/cm姿态高度H/cm9122一人抛掷一端面或一角1079-2391一人携运一端面或一角9123-45122二人携运一端面或一角61查表法，可取产品的跌落高度H二61cm。综上，结合公式法与查表法，选取跌落高度H = 60cm。3.3流通环

6、境的频率谱4. 选择合适的缓冲材料4.1可选缓冲材料的特性比较常用的包装材料包括聚乙烯泡沫塑料（EPE）、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、 聚氨 泡沫塑料（PU）、乙烯一醋酸乙烯共聚物橡胶制品（EVA）等。（1）发泡聚苯乙烯（EPS）俗称“宝丽龙”。发泡聚苯乙烯具有相对密度小（1.05”“）、 热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点，广 泛地用于机械设备、仪器仪表、家用电气、工艺品和其他易损坏贵重产品的防震包装材料 以及快餐食品的包装。（2）发泡聚乙烯（EPE） o EPE俗称“珍珠棉”，由30-40倍髙发泡成形的产品，重量轻, 有一定坚固性、柔软性、缓冲性能，

7、受反复冲击其特性不变，它是一种高强缓冲、抗振能106 toioioojoocT图3-1公路运输的频率谱1.0力的新型环保材料，EPE的PH值为中性，不会对任何产品造成损伤，同时它的优良特性 能抵御外界的酸缄腐蚀，珍珠棉是一种易于加工和处理的新型保护型包装材料，EPE柔韧、 质轻、富有弹性能通过弯曲来吸收和分散外来的撞击力，它导热率很低，隔热性能优异， 独立气泡，几乎没有吸水性的放水材料。不受各种气候条件影响，耐气候性优越。切割、 粘合、层压、真空成形、压缩等的加工性优秀。细微气泡的泡沫材料、外表光滑、可着色, 尽显优美效果。（3）聚氨酯（EPU）聚氨酯材料，俗称“人造海绵”，用途非常广，可以代

8、替橡胶，塑料, 尼龙等，用于机场，酒店，建材，汽车厂，煤矿厂，水泥厂，高级公寓，别墅，园林美化, 彩石艺术，公园等。综上，中央空调外挂机的缓冲包装材料采用EPS材料。4.2缓冲材料的缓冲特性曲线（1）静态压缩特性曲线试验材料：EPS实验名称：静态压缩3试样长度：200. 0mm试样宽度：200.0mm试样厚度：88. 0mm试样密度：0. 0070g/cm试验温度：20. 0C试验湿度:63HR试样数量：5件1614121 nC-S86一一-If4l-A-2nIf0.2250.4510.6760.9011.127MPa图4-1发泡聚苯乙烯（EPS）的靜态压缩特性曲线（C- om）（2）动态压缩

9、曲线试验材料：EPS实验名称：动态压缩3试样宽度：149. Omm试样密度:0. 0175g/cm3试验湿度:63HR跌落高度：60cm5.确定产品的脆值(1)经验公式法：通过对包装件在流通环境中实测的大量现场数据的数理统计分析，估 算产品脆值有如下经验公式：(5T)式中Gl）（52）L Jn 1.26得到G =50g6.缓冲包装设计6.1初步设计中央空调室外机的重量较大，若采用局部缓冲包装，无论是采用角，面，还是楞式包 装都不能很好地起到保护作用，并且空调的价格比较高，自身成本比较大，所以对缓冲材料的成本使用没什么特别大的要求，综上，空调室外机的包装应采用全面缓冲包装。初步设计缓冲衬垫的面积

10、A=780*250=195000mm2=0. 195 m跌落高度H二60cm,许用 脆值G =50g,W=33.5kg。根据公式(61)W-产品的重量，N；G-产品的许用脆值；A-缓冲衬垫的面积，m，。c；w50 x33.5x9.8w八rr = =-=8.42xl04PaA0.195在图4-1的静态缓冲曲线C-on曲线中找出相应的缓冲系数C, 05.4根据公式:式中:（7in-最大加速度，pa；C缓冲系数;G产品的许用脆值;H跌落高度，cm。7 = 1= 6-48Cm初步设计缓冲衬垫的面积A = 0.195，厚度T = 6.48cm。6.2衬垫校核（1）产品强度校核在缓冲设计时，应校核产品在载

11、荷方向上与缓冲材料接触部分的强度。产品与衬垫之 间的作用力是相互的，在跌落冲击时，产品以惯性力和自重压缩衬垫，衬垫则以同样大小 的弹力反作用于产品，在初步设计时，为了节省材料，常设法减少衬垫面积，带来的后果 是产品支承面的应力集中，可能导致产品局部破损，所以要校核产品支承面的应力，控制 在产品强调所允许的围。Hnbm（2）挠度校核厚度t与缓冲衬垫面积同时满足克斯特拉经验公式：Amin/（1.33r）2l（6-3）Anin= 0.195m3= 1950cm2, T=6. 48cm,代入公式（6-3）,得1950 /(l.33 *6.48)2 =26.25 1满足(3)跌落姿态校核在衬垫基础设计中

12、所引用的一系列试验特性曲线和数据，都是以假定的理想姿态试验 平直，底面着地为前提的，但衬垫的实际工况远非标准姿态。实际的流通过程中，包装件 跌落姿态千变万化，有角着地的，面着地还有棱着地的，受力情况变化较大，因而有对基 本设计尺寸作相应的调整。由于角着地时，其对产品的冲击能力最大，因此需对角着地进 行校核当角着地时，承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积。（4）恢复性校核（a）冲击次数不同，缓冲材料性能差异很大，因为回复性不可能是100%。（b）蠕变量校核： 缓冲材料在长期静压作用下，其塑性变形会随时间增大，这种蠕变使 得衬垫尺寸变小，在使用一段时间后容器出现间隙，加强装产品的振动与

13、摩擦损伤，同时 缓冲衬垫的缓冲能力有所下降，考虑式中:缓冲材料的厚度,cm；(62)可得:综上,到这个因素，所以初步设计的衬垫尺寸应附加一个蠕 变补偿值，称为蠕变增量。Tc-修正后的厚度；Cr 蠕变系数10%； T原设计厚度cm则对于该缓冲垫综合考虑 各种因素，取最终厚度为7.2cm。（5）温湿度校核环境温度个湿度的变化对衬垫的缓冲能力有明显的影响，温度的升髙和降低，还会引 起衬垫尺寸变化，因此，应根据流通过程可能出现的环境条件修正缓冲衬垫的尺寸。校核后的缓冲衬垫尺寸为780mm*250mm，厚度为72mm06.3缓冲衬垫的结构设计缓冲材料的长度方向上为780+72X2=924nun,宽度方向

14、上为250+72X2=394mm,为了 能更好地保护空调室外机，底部的缓冲结构应高出底部一定高度，取50mmo因此，高度 方向为50+72二122価。底部有支架以便固定，在设计缓冲结构的时候必须要把这些因素考 虑进去，以达到更好的缓冲效果。为解决这个问题应该事先在缓冲衬垫上掏出可以装下支 架的槽，这样才能使缓冲材料和底部接触面积增大。查阅相关资料得知，支座长270mm,宽50mm,高2Omni o上部结构与底部结构相似，只是没有槽。图6-1缓冲衬垫底部结构7. 外包装箱设计7.1箱型的选择箱型选择最常见的0201型即可,可承受运输途中受到的各种压力。 箱型0201型；瓦楞层数：双瓦榜；楞形选择

15、AB型。7.2尺寸计算最大外廓尺寸：厶）*B（）* H（）=（厶 +2T）*（B + 2T）*（H + 2T）=（780+2*72）*（250+2* 72547 + 2*72） = 924*394*741（1） 0201型瓦楞纸箱箱底的尺寸计算1尺寸计算Xf = maxW.v +（鸟 -1） +丁 +k式中：X-纸箱尺寸（mm）xmax装物最大外尺寸（mm）心-装物排列数目d- 装物公差系数（mm）T-衬隔或缓冲的厚度（mm）k,尺寸修正系数(7-1)B33图6-2缓冲衬垫底部结构三视图表7-1瓦楞纸箱尺寸修正值h (mm)长度方向宽度方向高度方向小型箱自型箱大型箱3-73-71-33-45-

16、7查表可得k =3由此可得：L, =924 + 3 = 927nun=394+3 = 397 nmHi=741+3 = 744 nin2制造尺寸计算：X =X,+t + k2式中：X-瓦榜纸箱长、宽、高的制造尺寸mmX；-纸箱尺寸mmk2-制造尺寸修正系数t-瓦楞纸板厚度查参考资料1得t=8mm表7-2 02型瓦楞纸箱的制造尺寸修正值k, (mm)楞型L乙3HA66649B33326C44438AB99916厶=927+8+9 = 9443 = 397+8+9 = 411H =744+8 + 16 = 7683外尺寸计算：X。= X + K查阅参考资料1可得，AB楞型外尺寸修正值为8-12,取

17、K=8。厶=944+8 = 952mm所以，可得：= 411 + 8 = 419mm% =768 +8 = 776呦4摇盖尺寸计算：(7-2)(7-3)(74)查参考资料1得，勺可取5。所以，对接摇盖制造尺寸为：I 塔亠学皿呐接头尺寸表7-3 K楞纸箱接头制造尺寸纸板种类单瓦楞双瓦楞J35404550根据表7-3确定接头尺寸J=50mmo手孔尺寸查参考资料1,手孔长为100mm,宽为40mm,四角均倒圆角。综上，可绘出外包装箱展开图。:1111944=UsiJ1112图7-1外包装箱展开图7.3瓦楞纸箱强度计算(1)瓦楞纸箱的强度查参考文献1得知，根据装物最大质量等于40kg,最大综合尺寸等于

18、2000mm,选用D-1. 4号纟氏板。该代号瓦楞纟氏板耐破强度p=1700kpa,面衬纸选优等品，里纸和芯纸选一 等品。P 1700” ,Pz=-=-= 596 5po ,(7-5)0.95*30.95*3求得Pz= 596.5RP o面纸的耐破指数为3.10kPa *m2/g ,其定量则为面纸定量选择200g/m其横向环压指数”=9 00Ng。里纸和芯纸的耐破指数为2.75kPa *m2/g,其定量为里纸和芯纸选择220g/m2,其横向环压指数3=$=8 00N?/g。根据参考资料1选 择瓦楞原纸定量Qm,=Qm2 = Wm选择2A级，其环压指数怡=G2=9 0N加/goRn =0.152

19、 xrnxQnRmn=0.152 xrmnxQmn式中：rn面纸(里纸芯纸)横向环压指数N m/gQn面纸(里纸芯纸)定量g/m2rmn瓦楞芯纟氏横向环压指数N m/gQmn瓦楞芯纸定量g/m2则=0.152*9.00*200 = 273.6尽=& = 152 * &00*220= 267.52心1 =心2 =052*9.0*80 = 109.44查参考资料1,瓦楞收缩率C, =1.53, C2=1.360瓦楞纸板的综合环压强度的计算公式为：2；心+c,”凡Py =-1- (711)15.2式中 心一面、里纸的环压强度测试值，N,环压强度则等于/?f,/15.2(N/cm)/面、里纸板的层数；

20、R,ni芯纸的环压强度测试值，N；C呵一一芯纸的收缩率；j芯纸的层数；15. 2纸板与芯纸的环压强度测定试样长度。Pz_ 596.573.10= 192.42g/m(7-6)596.52.75= 216.9g/m3(7-7)(7-9)(7-10)r2若是双瓦楞纸箱，则:+ 1?2 +尺3 +52上式中的15.2 (cm)为测定原纸环压强度时的试样长度。门273.6 + 267.52 + 267.52 +109.44 x 1.53 +109.44 x 1.36Px=-15.2 =75.2/cm釆用卡特公式计算0201型纸箱的抗压强度巴(N).公式如下:式中Px一一瓦楞纸板的综合抗压强度,N/cm

21、；Z-纸箱的周长，cm；%楞常数；J箱常数。其中，Z = 2(L0+ B0)所以Z = 2(952+419) = 2742伪7aXz , J的数据如表74所示表74楞常数与箱常数楞型BcABBCACaX7& 365. 006. 1013. 3611.114. 46J0. 591.271.271.011.081.02G1.5321.3161.477所以aXz =13.36 J = 1.01(712)(7-13)Pc*xZJ(2)纸箱堆码层数根据纸箱的抗压强度可以估算纸箱的堆码强度4(N),计算公式为:=9.81G(7Vmax-l)(7-14)式中G单个包装件的毛重，kgg 一一最大堆码层数纸箱空

22、箱的计算抗压强度几与之比即为安全系数K,根据参考资料1K = =_ !_= 2 29口0.6*1.0*0.9*0.9*0.915082 .879.81x33.5x9.8(max-l)所以，最大堆码层数Nmax=3o考虑仓库高度,H=3m.综合考虑堆码层数选择3层。7.4瓦楞纸箱封箱、钉箱要求钉合与胶带粘合工效低，难以实现生产过程自动化，用粘合剂粘合可以解决这个难题, 使用的粘合剂主要是具有速干性的醋酸乙烯类粘合剂，实验表明，只要粘合剂的用量达到 要求，粘合纸箱的抗压强度、粘合强度以及在跌落试验中的表现都优于钉合与胶带粘合， 这是一种很有前途的粘合方法。在瓦楞纸箱的生产中，不论采用何种设备，纸箱

23、的成型加工流程大致可分为印刷、模 压、接合、打包等几个主要工序。从生产工艺上看，钉箱虽然是比较简单的一道工序，但 在日常生产中却也经常出现一些质量问题，而使纸箱在最后工序成为废品，造成极大浪费。 所以，不可忽略钉箱工艺的技术和质量控制，(7-15)Pc(716)所以,2.29 =max22 = 3.9776(7-17)= 1508287“X 2742x1.019 82(%-1)只有注重在设备选购、操作技术、材料选择 等方面进行认真的控制，才能较好地避免和减少质量问题的出现。7.5瓦楞纸箱外包装装潢设计瓦楞纸箱上瓦楞纸箱上应包含的信息：产品的名称型号：美的KFR-35T2W/DY-D1. 5匹中

24、央空调室外机；生产厂家：美的；产品的重量：33. 5kg；产品外形尺寸：780*250*547 (mm)；运输包装标识：要包含小心轻放，向上，怕湿，堆码层数极限标识。图7-2装潢设计图8.小结在这次课程设计刚开始的时候，我不知道要从什么地方着手，通过看老师给的指导书， 心里慢慢有了思路。开始后遇到了很多没想到的问题，逐一去请教同学，不断的翻书，查 资料，和同学讨论，最终顺利的完成了任务。通过这次课程设计，我学到了很多东西，对CAD的操作更加熟练，也对word公式编辑器的使用有了更深的学习。在今后的学习中， 我会更加认真的完成目标。参考文献1国勋.物流运输包装设计M.:印刷工业,2012.2诚.包装结构设计M.:中国轻工业,2012.