运输包装课程设计空气净化器运输包装设计

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1、雅风AFF-400A空气净化器运输包装设计 课程名称: 运输包装技术课程设计 设计 专业班级： 包装工程08-2 指导教师： 设计日期： 2021年7月4日至11日 目 录一摘要 3二、课程设计说明书 4三、设计书正文 41. 设计内容的整体概述 4 2. 设计方案确实定方法 41确定流通环境 52确定产品特性 73缓冲包装材料的选择 93. 缓冲设计、计算与校核111缓冲衬垫根本尺寸算 112缓冲衬垫校核 113缓冲衬垫的结构设计 124运输包装瓦楞纸箱设计计算 135瓦楞纸箱的外观装潢设计 166包装件测试实验大纲的编制 17四、课程总结 18五、主要参考文献 18摘要 通过分析雅风空气净

2、化器的流通环境和产品本身特性，选择了适宜的缓冲包装材料EPE，进行了缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计，并进行了校核，完成了缓冲包装设计。运输包装设计选用了0201型瓦楞纸箱箱型，并计算了尺寸和校核了强度。完成纸箱结构图的绘制，进行了简单的装潢设计。最后对包装件设计了其测试实验大纲。课程设计说明书一、设计题目：AFF-400A雅风空气净化器运输包装系统设计二、设计任务：1. 完成产品缓冲包装设计的整体论述，包括流通环境确实定、产品特性、材料选择等。2. 完成缓冲设计的计算与结构设计及相应校核。3. 完成缓冲衬垫结构设计图纸与缓冲包装装配图A3图23张及技术文件。4. 设计并绘制纸箱展开图，外装潢设计

3、及三维立体效果图。需要标注尺寸和运输包装标志5. 完成设计说明书。设计书正文一、产品特性简述及市场定位 空气净化器又称“空气清洁器、空气清新机，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物一般包括粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等，有效提高空气清洁度的产品，目前以去除室内空气污染的家用和商用空气净化器为主。随着时代的开展，科学技术迅速进步，人们的生活水平也随着增高，进入20世纪80年代，空气净化的重点已经转向空气净化方式，如家庭空气净化器。过去的过滤器在去除空气中的恶臭、有毒化学品和有毒气体方面非常好，但不能去除霉菌孢子、病毒或细菌，而新的家庭和写字间用空气净化器，不仅能清洁空气中

4、的有毒气体，还能净化空气，去除空气中的细菌、病毒、灰尘、花粉、霉菌孢子等。机器通过微风扇不断的吸进排出使室内空气循环流动，而吸进的污染空气是通过机内的多层空气净化过滤系统，将各种污染气体、颗粒物、细菌、粉尘等挥发性有机物，经过一系列的过滤形成大量的负离子群、洁净空气排到空气中，使空气变得清新自然的效果。主要作用有：净化空气、杀菌灭菌、集尘消烟、除臭去毒、补充负离子等作用。二产品运输流通环境分析，选择产品脆值一产品流通区间1.产品所在地：北京2.目的地：全国各地二产品的主要运输方式铁路和公路由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。一般产品从出厂到发货火车站使用汽车运输，从发货站到全国各地

5、的代理商使用火车运输，而从各地代理商到零售商和从零售商到消费者手中多使用汽车运输。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速度、车型和载重量有关，但主要因素为公路的起伏和不平。汽车运输包装件的共振频率一般小于25HZ，交通部公路所对汽车运输冲击的研究结论：1汽车运输的随机振动加速度功率谱密度以上下为最大，左右次之，前后最小。2振动能量绝大局部分布在0200Hz频带内运输种类运行情况最大加速度g上下左右前后铁路货车运行中30-60km/h轨道上轨道接头处一般起动和停车急刹车紧急刹车2134减速货车编组挂联汽车运行中30

6、40km/h铺修路非铺修路0.20.913越过2cm高障碍以3540km/h车速刹车以5060km/h车速刹车3汽车运输的随机振动加速度功率谱密度在2Hz左右和10Hz左右各有一个较大的峰值，应防止。铁路运输时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击。 下表为两种运输方式的特点：三装卸与搬运：产品的装卸作业分人工和机械两种方式。一般来说，流程越长，中间环节越多，装卸搬运的次数就越多。装卸作业中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装载机械的突然启动和过急的升降都会给包装件造成跌落冲击损害。四贮存环节：主要有堆码和贮存环境因素。堆码高度、重量形成静压力

7、贮存环节的主要外部载荷；静压力作用下容器蠕变；静压力过载，产品 变形或损坏。了解各种运输状况的堆码高度仓库3-4m，汽车2.5m,火车3m，货轮8m 校核容器的承压力。贮存环境： 室内存放：仓库建筑结构型式对贮存环境中的温湿度、气压等因素影响较大；五流通气象条件：由于货物是在北京的，要运输到全国各地去，因此在空气净化器的运输过程中会经受各种不同的物理，自然环境。温差等环境条件引起的包装件的破损也得考虑在内。六PurAir 400产品特性类型具体参数外型尺寸530*400*210mm电源220V，50HZ，三角插头，55W风量4：360m3/h，3：280 m3/h，2：200 m3/h，1：1

8、20 m3/h，节能：80m3/h净化效率99.99%0.3m微粒，杀菌率：99.0%净化系统配置初效过滤器300*320*5mm活性碳过滤器300*320*10mm含INTERSEPT杀菌剂的HEPA过滤器300*320*24mm紫光灯2支波长：254nm，长度=285mm光触媒网300*320*4mm空气清香剂绿茶、玫瑰、海洋、百合见实物为准负离子50-300万个/cm2马达DC，功率：43W功率风档4：55W；风档3：51W；风档2：38W；风档1：25W；Sleep：20W噪音低于50dBA风档4：48.2 dBA；风档3：45.3dBA；风档2：41dBA；风档1：32dBA；Sle

9、ep：28.8 dBALCD显示器4种颜色显示白色、红色、蓝色、绿色遥控器有灵巧型适用面积40-60m2产品质量3.确定产品脆值。 产品脆值的计算的方法有振动模型估算法、非线形缓冲包装系统估算法、经验估算法、类比法和冲击响应谱法，确定方法有扫荡振动实验法、疲劳曲线反求法和随机振动实验法。脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。在实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值，但在课程设计中我们只能通过查资料、比拟同类产品的脆值来确定。下表是日本得到的产品脆值，因此确定脆值为G=100g。G值产 品10以下大型电子计算机1025导弹跟踪装

10、置、高级电子仪器、晶体振荡器、精密测量仪、航倥测量仪2540大型电子管、变频装置、精密指示仪、电子仪器、大型精密机器4060小型电子计算机、现金出纳机、大型磁带录音机、彩色电视机、一般测量仪器6090黑白电视机、磁带录音机、照相机、真空泡光学仪、可移式无线电装置90120洗衣机、电冰箱120以上机械类产品、型真空管、一般器材三、缓冲材料特性分析，确定缓冲材料1、 确定缓冲材料产品固有频率：产品的固有频率也设缓冲包装设计中的重要参数，应通过实验测得。合理的缓冲包装应该能够包装件的固有频率远离产品得固有频率，使其免受共振。2、 缓冲包装材料的选择为了保证产品在流通过程中尽量不受到伤害，因选择适宜的

11、缓冲材料。现在最常用的缓冲包装材料是泡沫塑料，包括聚乙烯泡沫塑料EPE、聚苯乙烯泡沫塑料EPS、聚氨酯泡沫塑料PU、乙烯醋酸乙烯共聚物橡胶制品EVA和聚乙烯教练泡沫塑料等。其次是纸制品，包括瓦楞纸板、蜂窝纸板、皱纹纸垫和纸浆模等。有的产品也曾采用橡胶、木屑、棉花、化纤丝和金属弹簧等。缓冲材料的选择主要是单位体积的吸收能要大；材料给予内装产品的作用力要小。 本次设计的空气净化器外包装尺寸是400*210*530mm，质量是11.2kg， 重心位于雅风空气清新器的中心，初选的产品脆值是100G。在这里我们选 EPS制成的泡沫缓冲衬垫，这是传统的也是当今最为广泛的缓冲包装形式。EPS具有良好的缓冲吸

12、震性和环境适应性，适合于产品的长途运输和复杂的环境要求，能很好的到达保护产品的目的。 发泡聚苯乙烯的最大应力曲线如下列图，发泡聚苯乙烯比重0.014发泡聚苯乙烯比重0.020发泡聚苯乙烯比重0.033发泡聚乙烯比重0.035人造纤维100比重0.050人造纤维150比重0.060人造纤维200比重0.080聚氨酯泡沫比重0.03聚氨酯泡沫醚比重0.03 发泡氯乙烯比重0.31发泡氯乙烯比重0.42 泡沫橡胶 木屑比重0.07发泡聚氯乙烯碎屑比重0.08 塑料碎屑比重0.087四、缓冲垫尺寸和结构设计1、确定缓冲垫的尺寸。产品的质量是11.2kg，脆值为100G，等效跌落高度 60cmGB/T

13、4857查得。选用采用最小缓冲系数法，从上图可得发泡聚苯乙烯的Cmin=，m=2 那么有公式根据公式T=CH/G和A=WG/m可得： T=CH/G= A=WG/m=1001000000)=686cm22. 缓冲衬垫校核1挠度校核。衬垫尺寸的面积与厚度之比超过一定比值时，衬垫容易挠曲线或变弯，大大降低衬垫的负重能力，那么由公式Amin/1.33T21或Amin1.33T2 可得1.33x3.362 cm 2 686cm2 故挠度符合要求。（2） 蠕变量校核。蠕变增量按下式计算蠕变系数为10%： Tc=T1+Cr式中：Tc修正后的厚度cm； Cr蠕变系数%； T原设计厚度cm；综上，得：缓冲衬垫的

14、厚度为3.36cm，面积为686cm 23. 缓冲衬垫结构设计。 缓冲结构设计主要是包括全面缓冲包装、局部缓冲包装和悬浮式缓冲包装。全面缓冲包装法是在产品与纸箱之间填满缓冲材料，如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等。全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静应力小、缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流本钱。但是，这种结构缓冲材料的部位也用了同样厚度的缓冲材料，浪费了贵重的缓冲材料，包装本钱较大。局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面或易损坏部位等处提供缓冲，不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，可以大大节约缓冲材料降低包装本钱和物流本钱。悬挂

15、式缓冲包装法主要贵重精密仪器的运输包装和空头包装。为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，降低包装本钱，所以本设计选用局部缓冲包装方法对该产品进行包装，设计缓冲衬垫的结构。此外对于易损件，要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包装箱内稳定，并且保证易损部件和底座连接装置不能承载。缓冲衬垫的厚度合成在面积，按照校核后的数值，但是要实现使其在外形不规那么地情况下在外包装箱内固定，必须使用多于理论计算的缓冲材料，承载面积也必定大于理论值。空气清新器是一个规那么的物体，有所学知识可得到，缓冲材料采用均匀的厚度即可。在该产品中，每个面上的等效缓冲面积为：作出结构图，如下图。五、设计瓦楞纸箱并校核其抗压强

16、度 雅风牌空气清新器的重量为11.2kg，外型尺寸为：400*210*530mm，仅在国内销售，储存期在6个月以上，箱内除空气清新器外还有缓冲衬垫，内装物的外廓尺寸为470*280*600mm。1、 瓦楞纸箱的设计。（1） 箱型。0201型瓦楞纸箱。采用单页箱，AB型双楞。（2） 瓦楞纸板。内销产品选用第二类瓦楞纸板。内状物质量为11.2kg，最大综合尺寸为1350mm，应选用第二类第二种瓦楞纸板，其代号为D2.2.查表得D的技术指标为耐破强度为980 kPa，边压强度为7350N/m，戳穿强度为8.3J。m2/g,环压指数为6N2，中间垫纸的定量取230 g/m据瓦楞芯纸技术指标GB1023

17、-91表，选用C等瓦楞芯纸，两层瓦楞的定量取160 g/m2，其环压指数为5 Nm/g2。按照选用的箱板纸，瓦楞纸板的耐破强度为：rb =按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量为1310g/m2，其中粘合剂定量为100 g/m2。(3) 瓦楞纸箱的尺寸。内状物的外廓尺寸为 L0 = 470mm，B0=280mm H0=600mm公差X0在长度方向取7mm，宽度方向取5mm，高度方向取3mm，那么纸箱的内尺寸为：L=477mm B= 285mm H=603mm查表得，单页箱长度、宽度、高度的X分别为9mm,6mm,9mm,5mm,18mm那么确定纸箱的制造尺寸为：L1=L+9=486mm L

18、2=L+6=583mm B1=B+9=294mm B2=B+5=290mm H=H+18=621mm外摇盖的尺寸：F=B1/2+X=294/2+5=152mm 接头舌边尺寸定为 50mm。长度和宽度方向的加大值取为10mm，高度方向的加大值取为12mm，由此确定的纸箱的外尺寸为：L=L+X=496mm H=H+X=633mm B=B+X=304mm（4） 瓦楞纸箱的结构。 单页箱箱坯如图2，其质量为2.00kg。手孔设在端面，其尺寸为9535mm。 选用18号U型钉钉合，每个U型钉的破坏载荷p取25N，斜向排列，强度系数K=1，所需钉数为： 那么钉数定为10个，钉距为56mm，到顶、底两面的距

19、离为30mm，封箱选用宽度为80mm的胶带。瓦楞纸箱的堆码强度。瓦楞纸箱的周长为 Z=L1+L2+B1+B2= 165.3cm那么瓦楞纸箱的综合环压强度为： Px = rQ + rmQm =(6250+6230+6250)+(5160+5160) =67.8(N/cm)楞常数取13.36，箱常数取0.66，瓦楞纸箱的的抗压强度为 =4/165.3)2/3 =6480.68(N)包装件重量W=132N,堆码高度取500cm，平安系数取2，纸箱的堆码载荷为P=KW(h/H)-1=1821.3(N) 抗压强度比堆码载荷大得多，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。纸箱结构图：六 设计瓦楞纸箱的外观装潢

20、，绘制三维装潢效果图；七、设计包装件测试的实验大纲；1小型包装件，需用集合托盘叉车搬运，手工装卸，跌落的时机较多；2有较长距离的卡车运输，会承受垂直方向的冲击与振动；3有一定距离的火车运输，将经受水平方向的冲击；4仓库存放，仓库的动物、虫害等生物因素影响；2. 试验工程和试验顺序如下： 1温湿度预处理：在-18C的条件下，放下置24h。2堆码试验：堆码高度4m，持续1周。3调节处理：温度38C，相对湿度85%放置24h。4垂直冲击试验：面跌落，跌落高度200mm。5喷淋试验：喷淋0.5h。6调节处理：温度38C，相对湿度85%，放置24h。7振动试验：定频振动，堆码4m，连续加振1h。8水平冲

21、击试验：冲击速度1.8m/s，两相对侧面各受冲击一次。八、 课程设计总结。3的发泡聚乙烯作缓冲衬垫，采用角衬垫方式,并进行了校核，完成了缓冲包装设计；外包装采用代号D2.2，AB双层瓦楞纸板材料，箱坯尺寸 1653 x925mm2质量为2.00kg，经校核，符合使用要求，最后设计出合理的包装件测试实验大纲。 另外，通过本次课程设计，我们将该门课程所写的知识很好的串联起来，综合运用，提高了我们综合运用书本知识到实践的能力，在本次设计中还使用了其他的工具，例如PHOTOSHOP ,PRO/E ,CAD等软件，更加熟悉了这些软件的使用方法，为以后工作打下根底。主要参考文献1彭国勋.运输包装.北京:印刷工业出版杜,19992宋宝丰.产品脆值理论与应用.长沙:国防科技大学出版社,20023吴育俭,索占鸿.运输包装工程.中国铁道出版社,2000