運(yùn)輸包裝課程設(shè)計(jì)-東北林業(yè)大學(xué).doc

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Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐整體方案運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì) 課程名稱：運(yùn)輸包裝技術(shù)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)作者： XXX 專業(yè)班級： 包裝二班 指導(dǎo)教師： 李琛 設(shè)計(jì)日期： 2015.7.20 目錄 （一）設(shè)計(jì)說明.........................................................2 一、設(shè)計(jì)題目.......................................................2 二、設(shè)計(jì)任務(wù).......................................................2 三、設(shè)計(jì)要求.......................................................2 （二）設(shè)計(jì)內(nèi)容.........................................................2 一、產(chǎn)品特性簡介及市場定位.........................................2 二、產(chǎn)品運(yùn)輸流通環(huán)境分析及脆值的選擇...............................3 1.確定產(chǎn)品流通環(huán)境條件........................................ .3 2.流通過程圖.................................................. .3 3.選擇產(chǎn)品脆值................................................ .4 三、緩沖材料特性分析、確定緩沖材料..................................4 四、緩沖墊尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并簡單校核................................5 1.緩沖襯墊面積與厚度計(jì)算...................................... .5 2.緩沖襯墊校核................................................ .5 3.緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................... .6 五、設(shè)計(jì)瓦楞紙箱并校核其抗壓強(qiáng)度...................................7 六、紙箱結(jié)構(gòu)圖及裝潢圖.............................................9 1.紙箱結(jié)構(gòu)展開圖.............................................. .9 2.紙箱外觀裝潢設(shè)計(jì)............................................ .9 （三）包裝件測試實(shí)驗(yàn)大綱..............................................10 （四）課程設(shè)計(jì)總結(jié)....................................................11 （五）主要參考文獻(xiàn)....................................................12 （一）設(shè)計(jì)說明 一、設(shè)計(jì)題目：Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐整體方案運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1．設(shè)計(jì)緩沖包裝墊尺寸與結(jié)構(gòu) 2．設(shè)計(jì)外包裝瓦楞紙箱的尺寸與結(jié)構(gòu) 3．設(shè)計(jì)包裝件測試實(shí)驗(yàn)大綱 三、設(shè)計(jì)要求 1．運(yùn)輸包裝符合包裝模數(shù)（查國標(biāo)）； 2．緩沖襯墊結(jié)構(gòu)應(yīng)合理； 5．繪圖比例：（1）緩沖襯墊結(jié)構(gòu)圖：1:N（A4標(biāo)準(zhǔn)圖紙，比例需標(biāo)明） （2）紙箱結(jié)構(gòu)圖：1:N（A4標(biāo)準(zhǔn)圖紙，比例需標(biāo)明） （3）紙箱三維效果圖：1:N（A4標(biāo)準(zhǔn)圖紙，比例需標(biāo)明） （二）設(shè)計(jì)內(nèi)容 一、產(chǎn)品特性簡介及市場定位 微波爐是一種大功率電器,但因微波可以穿透玻璃、陶瓷、塑料等餐具,同時從四周向食品輻射,使食品內(nèi)的水分子感應(yīng)運(yùn)動加熱,時間短,幾乎沒有媒介損耗,熱能轉(zhuǎn)換和利用效率高。據(jù)紐約電能協(xié)會調(diào)研和國內(nèi)測試結(jié)果顯示,同等烹飪條件下,微波爐比普通電爐平均節(jié)能82% ,比煤氣爐節(jié)能65%。隨著微波爐安全、衛(wèi)生、省時、節(jié)能、方便優(yōu)點(diǎn)的廣泛宣傳及烹飪習(xí)慣的進(jìn)步,微波爐必將普及千家萬戶。 所以隨著微波爐的普及，要對其包裝進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，不管是外形，保護(hù)性能都要有所提高，使微波爐在運(yùn)輸過程中收到更好的保護(hù)，以免損壞微波爐的性能和外觀輪廓，其安全被送到使用這手中。 目前很多廠家在微波爐運(yùn)輸包裝時，都是將其用塑料薄膜包裹，然后在包裝箱內(nèi)放置EPS作為緩沖材料，裝入微波爐后在箱外打緊包裝捆帶。但是EPS不環(huán)保，采用非環(huán)保的發(fā)泡材料來作為緩沖材料，其廢棄物體積很大且回收困難，用其他的方法處理也會或多或少對環(huán)境造成一定的污染。因此，該材料在許多國家已經(jīng)被禁止，我國也在逐步禁止使用該材料。有些商家為了環(huán)保采用瓦楞紙板、蜂窩紙板、珍珠棉作為緩沖包裝材料，但是用以上材料大大提高了生產(chǎn)成本，而且他們的緩沖性能與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，不容易選擇合適的結(jié)構(gòu)。 二、產(chǎn)品運(yùn)輸流通環(huán)境分析及脆值的選擇 1.確定產(chǎn)品流通環(huán)境條件 包裝件在運(yùn)輸流通中所經(jīng)歷的一切外部因素統(tǒng)稱為流通環(huán)境條件。包裝技術(shù)就是要確保產(chǎn)品由一地向另一地運(yùn)送時不受經(jīng)濟(jì)上和功能上的意外損失。對產(chǎn)品可能遭遇的條件作考察與評價，是包裝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。流通過程的基本環(huán)節(jié)有：裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)（分人工和機(jī)械兩種方式）、運(yùn)輸環(huán)節(jié)、貯存環(huán)節(jié)。而對于Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐來說，其流通環(huán)境分析如下： （1）在裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)中，由于此電磁爐的銷售遍及全國乃至全球任何地方，其銷售范圍非常的廣泛，所以既可能有短流程運(yùn)輸也可能包括較長流程的運(yùn)輸。以為流程越長，中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)越多，裝卸搬運(yùn)次數(shù)就越多，所以對此商品的包裝件造成的損害就越大。裝卸作業(yè)中既可能有人工裝卸也有機(jī)械裝卸，所以要中和考慮到拋擲、堆垛倒塌、起吊脫落、裝卸機(jī)的突然啟動和過急的升降都會造成電磁爐的跌落損害。 （2）運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，由于此微波爐的銷售范圍廣，既要有長途運(yùn)輸也要有短途運(yùn)輸，所以涉及到的交通工具種類比較多，包括汽車、火車、船舶、飛機(jī)和電瓶拖車、鏟（叉）車、手推車等。運(yùn)輸過程對貨物包裝件造成的損害原因有：沖擊、振動、氣候條件和其他原因等。 一般此產(chǎn)品從包裝車間要經(jīng)鏟車、電瓶車運(yùn)送到倉庫中，此時運(yùn)輸工具的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、剎車會使產(chǎn)品改變速度，導(dǎo)致沖擊損壞；當(dāng)產(chǎn)品有倉庫運(yùn)送到鐵路上及鐵路運(yùn)輸過程中，由于交通工具會受到路面狀況、路軌接縫、發(fā)動機(jī)振動、等因素影響，會產(chǎn)生振動。而且此過程中還會受到氣候變化的影響等等。 （3） 貯存環(huán)節(jié) 貯存方法、堆碼重量、高度、貯存周期、貯存地點(diǎn)、貯存環(huán)境（如光、風(fēng)、雨、蟲、霉、鼠、塵、有害氣體等）直接影響產(chǎn)品包裝件的流通安全性。倉庫的建筑結(jié)構(gòu)型式對貯存環(huán)境中溫度、濕度、氣壓等因素影響甚大。 2. 流通過程圖：此圖可以是Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐實(shí)際流通過程中的一種有效途徑，在此流通鏈中包括卡車、火車等交通工具的運(yùn)輸，多次人工或機(jī)械搬運(yùn)，若干次倉貯堆碼作業(yè)。 商店 鐵路終點(diǎn)站 0.5~8km 商店 貨棧 鐵路貨場 成品倉庫 包裝車間 鏟車 貨車 卡車混放 電瓶車 卡車堆4層 堆碼6層 卡車混放 柏油路 水泥路 石子路 60~400 15km 商店 0.5km 6km km 人力車混放 堆8層 貯存4周 3.選擇產(chǎn)品脆值 脆值是產(chǎn)品經(jīng)受振動和沖擊時表示其強(qiáng)度的定量指標(biāo)，又稱產(chǎn)品的易損度。此值表示產(chǎn)品對外力的承受能力。確定脆值的方法有脆值實(shí)驗(yàn)法和經(jīng)驗(yàn)估算法等，由于條件不允許，在此只能通過查閱相關(guān)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)來估計(jì)產(chǎn)品的脆值。 由書P88表4-2和表4-3查得微波爐的G值取80g。 圖1 Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐 由此，我們可以知道，在運(yùn)輸過程中，該微波爐的主要受力部位是上下的四個角部分。因此，我選用的是局部緩沖包裝。 三、緩沖材料特性分析、確定緩沖材料 緩沖包裝材料的性能在很大程度上取決于所選用的緩沖材料的力學(xué)特性。因此，要設(shè)計(jì)出一個優(yōu)良的緩沖包裝系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，需要在緩沖包裝的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析中，充分了解緩沖材料的力學(xué)性能，根據(jù)待包裝產(chǎn)品特性和流通環(huán)境的輸入影響，合理選用緩沖包裝材料。 對于小型家電類產(chǎn)品常用的緩沖包裝材料一般為泡沫塑料，包括泡沫聚苯乙烯（PS）、泡沫聚乙烯（PE）、泡沫聚氨酯塑料（PU）、泡沫聚氯乙烯(PVC)等。本設(shè)計(jì)中Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐的質(zhì)量為20kg，外形尺寸為595372385mm，選擇的脆值為80g。 四、緩沖墊尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并簡單校核（撓度，蠕變） 1.緩沖襯墊面積與厚度計(jì)算 產(chǎn)品質(zhì)重20kg，脆值為G=80，設(shè)計(jì)跌落高度為h=90cm , 底面積595372mm。 （1）假設(shè)采用全面緩沖，即襯墊面積為A=2213.40㎝2。襯墊最大應(yīng)力為： σm=GW/A=80209.8/2213.40=7.08(N/cm2)=70.8（kPa） 在書P88圖5-10的橫軸上取σm=70.8kPa的點(diǎn)，并向上作垂線，C-σm曲線最低點(diǎn)在這條垂線上的材料為泡沫聚苯乙烯塑料，其密度為0.033g/cm2，C=5，最低點(diǎn)的σm=70kPa，故襯墊厚度為：T=CH/G=590/80=5.625（cm） （2）若采用局部緩沖，因?yàn)镃min=，σm=70kPa=7N/cm2。所以，緩沖襯墊的面積為： A=WG/σm=59.880/7=560（cm2） 襯墊的厚度：T=CH/G=590/80=5.625（cm） 2.緩沖襯墊校核 （1）撓度校核。襯墊尺寸的面積與厚度之比超過一定比值時，襯墊容易撓曲線或變彎，大大降低襯墊的負(fù)重能力。襯墊的最小承載面積與厚度應(yīng)滿足： /（1.33T）2>1 或>（1.33T）2 因?yàn)?A/4= 140（cm2）＞（1.33T）2=55.97（cm2），可知計(jì)算所得襯墊面積是穩(wěn)定的，合理的。 （2）蠕變量校核。 緩沖材料在長時間的靜壓力作用下，其塑性變形量會隨時間的增加而增加，這種蠕變使襯墊厚度變小，緩沖能力下降，所以設(shè)計(jì)襯墊尺寸應(yīng)加一個蠕變補(bǔ)償值，稱為蠕變增量Cr。 Tc=T(1+Cr)= 5.625（1+10%）=6.19（cm） 式中：Tc——修正后的厚度cm; T——原設(shè)計(jì)厚度cm; Cr——蠕變系數(shù)%（這里取10%） 經(jīng)過以上校核，最后計(jì)算所得緩沖襯墊尺寸為厚度T=6.19(cm)，面積A=560（cm2）。同時，由于我設(shè)計(jì)的緩沖襯墊為立方體結(jié)構(gòu)，所以，各個面上的承載面積相同，只需要滿足最小承載面積即可。故每塊角墊的承載面積及長度為： A1=A/4=140cm2，L=12cm 3.緩沖襯墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（用Pro/E軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖） 因產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀和尺寸不同，緩沖包裝的緩沖墊的結(jié)構(gòu)形式可分為全面緩沖包裝、局部緩沖包裝和懸掛式緩沖包裝三種方法。由于微波爐屬于尺寸、結(jié)構(gòu)規(guī)則的中小型包裝件，考慮到節(jié)約材料降低成本等因素，所以其緩沖包裝選用局部緩沖形式。 圖2 緩沖角襯立體圖 圖3 緩沖襯墊三視圖 圖4 襯墊與產(chǎn)品裝配圖 五、設(shè)計(jì)瓦楞紙箱并校核其抗壓強(qiáng)度 Fotile/方太 W25800P-C2S微波爐的質(zhì)量為20kg，最大尺寸595372385mm，在國內(nèi)外均有銷售，儲存期在半年以上，除電磁爐外，箱內(nèi)還有泡沫緩沖襯墊，內(nèi)裝物外廓外廓尺寸為658432445mm。 (1)選用箱型為0201型瓦楞紙箱。因?yàn)橹荛L太大，所以采用二頁箱。 (2)瓦楞紙板。選用C等瓦楞紙板，楞型為AB型，內(nèi)裝物質(zhì)量為20kg，最大綜合尺寸為1535mm，根據(jù)瓦楞紙板表7-7（GB6543-86），即應(yīng)選用第二類第三種雙瓦楞紙板，其代號為。根據(jù)表7-6，的技術(shù)指標(biāo)為耐破強(qiáng)度1373kPa，邊壓強(qiáng)度為8330N/m,戳穿強(qiáng)度為9.8J。 根據(jù)表7-1，選用C等箱板紙，其耐破指數(shù)為1.5kPam/g，環(huán)壓指數(shù)為6Nm/g。內(nèi)、外面紙的定量取320g/m，中間墊紙的定量取280g/m。根據(jù)表7-2，選用C等瓦楞芯紙，兩層瓦楞的定量均取160g/m，其環(huán)壓指數(shù)為5Nm/g。 按照選用的箱板紙，瓦楞紙板的耐破強(qiáng)度為 P=0.95Σ =0.95（1.5320+1.5280+1.5320）=1311kPa 根據(jù)（表7-2）選用的箱板紙和瓦楞芯紙，瓦楞紙板的定量取1400g/㎡,粘合劑的定量為100g/m。 （3） 瓦楞紙箱的尺寸。內(nèi)裝物的外廓尺寸為 L0＝658 (mm)，B0＝432 (mm)，H0＝445（mm） 公差△X0取5～6mm由此確定的紙箱箱內(nèi)尺寸： L’＝ L0＋△X0＝658＋6＝664（mm） B’＝ B0＋△X0＝432＋6＝438（mm） H’＝ H0＋△X0＝445＋5＝450（mm） 二頁箱長度與寬度方向的伸長量△X’按表7-10取值，搖蓋伸放量取5mm，接頭尺寸J取50mm，于是紙箱的制造尺寸： L1=L’+△X’=664+9=673（mm） L2=L’+△X’=664+6=670(mm) B1=B’+△X’=438+9=447（mm） B2=B’+△X’=438+5=443(mm) H=H’+△X’=450+18=468（mm） 外搖蓋制造尺寸： F=B/2+△X’=444/2+5=227（mm） 接頭(舌邊)尺寸J取50mm。 長度和寬度方向的加大值取10mm，高度方向取上限12mm，由此確定的紙箱外尺寸為: = L1+ΔX=673+10=683（mm） = L2+ΔX=670+10=680（mm） = B1+ΔX=447+10=457（mm） = B2+ΔX=443+10=453（mm） = H+ΔX=468+12=480（mm） (4)瓦楞紙箱的結(jié)構(gòu)。 瓦楞紙板的面積： A=(L1+L2+B1+B2)(H+F2)+JH=[(673+670+447+443)(468+2272) +50480]10-6=2.08（m2） 瓦楞紙板的重量：W=QA=1500g/m2.08/1000=3.12（kg） 選用粘合劑粘合，使用的粘合劑主要是具有速干性的醋酸乙烯粘合劑 ⑸瓦楞紙箱的堆碼強(qiáng)度。 瓦楞紙箱的周長為 Z=L1+L2+B1+B2= 2233（cm） 瓦楞紙箱的綜合環(huán)壓強(qiáng)度為 =（63202+6280)+（51.6160+51.4160） =79.2(N/cm) 楞常數(shù)取13.36，箱常數(shù)取0.66，瓦楞紙箱的的抗壓強(qiáng)度為 =1.8679.2(13.364/223.3)2/3223.30.66 =8368(N) 貨物重量W是內(nèi)裝物重量和紙箱重量之和，其值為： W=（20+3.12）9.8 =226.6（N） 堆碼高度取450cm，安全系數(shù)取2，紙箱的堆碼載荷為 P=KW[(h/H)-1] =2226.6（450/46.8-1） =3904(N) 因?yàn)榭箟簭?qiáng)度比堆碼載荷大得多，所以這個瓦楞紙箱具有足夠的堆碼強(qiáng)度。 六、紙箱結(jié)構(gòu)圖及裝潢圖 1.紙箱結(jié)構(gòu)展開圖（用CAD軟件繪制并標(biāo)明主要尺寸，單位mm） 圖5 紙箱結(jié)構(gòu)展開圖 2.瓦楞紙箱的外觀裝潢設(shè)計(jì)（用PhotoShop軟件設(shè)計(jì)三維效果圖） 圖6 紙箱外觀裝潢設(shè)計(jì)圖 （三）包裝件測試實(shí)驗(yàn)大綱 1.分析電磁爐在運(yùn)輸過程中的主要影響因素有： （1）在從包裝間運(yùn)出時，需用集合托盤叉車搬運(yùn)，手工裝卸等，發(fā)生跌落的機(jī)會較多； （2）在運(yùn)輸中可能經(jīng)過較長距離的汽車運(yùn)輸，包裝件會承受垂直方向的沖擊與振動； （3）運(yùn)送途中也有一定距離的火車運(yùn)輸，包裝件將經(jīng)受水平方向的沖擊； （4）倉庫存放期間，倉庫中的動物、蟲害等生物因素對包裝件的影響等； 2. 所需進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目主要有： （1）環(huán)境試驗(yàn)：抵抗各種氣候環(huán)境的能力及包裝對產(chǎn)品保護(hù)性能的試驗(yàn)。 如：溫濕度試驗(yàn)（在-18C的條件下，放下置24h。）、噴淋試驗(yàn)（噴淋0.5h）等。 （2） 振動試驗(yàn)：抵抗振動的能力及包裝抗振性能的試驗(yàn)。 如：定頻振動，堆碼4m，連續(xù)加振1h。 （3） 沖擊試驗(yàn)：抵抗各種沖擊的能力及包裝緩沖性能的試驗(yàn)。 如: 沖擊速度1.8m/s，兩相對側(cè)面各受沖擊一次。 （4）壓力試驗(yàn)：包裝件抵抗壓力的能力及包裝對產(chǎn)品保護(hù)性能的試驗(yàn)。 如：堆碼試驗(yàn)，堆碼高度4m，持續(xù)1周。 （5）機(jī)械搬運(yùn)試驗(yàn)：是否適應(yīng)機(jī)械搬運(yùn)的要求及包裝對產(chǎn)品保護(hù)性能的試驗(yàn)。 如：叉車搬運(yùn)試驗(yàn)，相同速度，相同距離，搬運(yùn)1h。 （四）課程設(shè)計(jì)總結(jié) 此次所設(shè)計(jì)的緩沖包裝其最終目的是保護(hù)產(chǎn)品，使產(chǎn)品在運(yùn)輸和銷售的過程中不受損壞，本設(shè)計(jì)在選定緩沖材料之后，通過計(jì)算得到了緩沖件的有效接觸面積和厚度，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了緩沖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)產(chǎn)品尺寸和緩沖件尺寸計(jì)算出了外包瓦楞紙箱的尺寸，使產(chǎn)品在包裝、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)流通過程中收到最大程度的保護(hù)。 在設(shè)計(jì)過程中遇到很多問題，比如有很多自己不了解的知識要通過查找文獻(xiàn)或上網(wǎng)搜尋，要自己讀過有關(guān)知識在進(jìn)行總結(jié)變成自己的知識，消耗了大把的時間。經(jīng)過一系列的查找知識和與同學(xué)討論解決設(shè)計(jì)過程中遇到的問題，終于完成了設(shè)計(jì)。 當(dāng)然，在設(shè)計(jì)中還存在一些問題。比如，有些數(shù)值需要通過實(shí)驗(yàn)測得，但由于條件有限，只能通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)值估算出來。再比如，由于選擇材料不是十分恰當(dāng)，造成用料過多，體積較大，加大了物料成本，浪費(fèi)了倉儲空間，降低了空間利用率。 在這為期一個星期的課程設(shè)計(jì)中，我感悟很深，我發(fā)現(xiàn)我們包裝專業(yè)的各個課程其實(shí)是緊密相連的，在運(yùn)輸包裝課程設(shè)計(jì)中，不僅用到了運(yùn)輸包裝課程最核心的知識，幾乎貫穿了我們這學(xué)期所學(xué)的全部內(nèi)容，而且還用到了我們以前學(xué)習(xí)的很多知識，像包裝電腦裝潢、包裝材料學(xué)、包裝CAD、多媒體技術(shù)等等相關(guān)課程，所以經(jīng)過此次的課程設(shè)計(jì)使我有了一種溫故而知新的感覺，可能以前會的東西老不用就有點(diǎn)忘了，通過這次的課設(shè)，在自己查閱書籍及和同學(xué)們的互相討論中又能把知識運(yùn)用的靈活起來了，這種感覺特別好，內(nèi)心對自己充滿了信息，一定能把此次課程設(shè)計(jì)做好的！ 在做課程設(shè)計(jì)時，雖然需要一定的時間和耐心，但通過這樣，我們既鞏固了知識，最重要的是也鍛煉了動手能力和實(shí)踐能力，使我們不僅僅局限于書本上所學(xué)習(xí)的知識，而是把掌握的知識通過自己的思維、設(shè)計(jì)、操作來實(shí)現(xiàn)自己的作品。這種學(xué)習(xí)方式，使我受益匪淺，對知識的記憶更加牢固，運(yùn)用更加?jì)故臁? （五）主要參考文獻(xiàn) [1]彭國勛.運(yùn)輸包裝.北京:印刷工業(yè)出版社.1999 [2]宋寶豐.產(chǎn)品脆值理論與應(yīng)用.長沙:國防科技大學(xué)出版社,2002 [3]吳育儉,索占鴻.運(yùn)輸包裝工程.中國鐵道出版社,2000 [4]廖荊.高品質(zhì)微波爐技術(shù)性能及其發(fā)展應(yīng)用.武漢.產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn) 所.2012.06 [5]顏志平.泡沫聚苯乙烯（EPS）力學(xué)性能的室內(nèi)試驗(yàn)研究.公路工程.2005.04 [6]彭國勛主編.物流運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì).北京：印刷工業(yè)出版社.2012.06.14 注：瓦楞紙板尺寸計(jì)算參照運(yùn)輸包裝課本第七章.