美的电暖气运输包装课程设计.docx

运输包装课程设计说明书目录1产品信息31.1产品介绍31.2产品规格41.3产品外形尺寸及重量41.4产品附件及包装内装物42产品流通环境负荷52.1产品运输与销售范围52.2产品流通过程中的冲击52.2.1装卸过程的冲击52.2.2运输过程的冲击62.3流通环境的气象条件72.3.1温度和温度变化72.3.2湿度的影响72.3.3降水的影响72.4环境条件的标准化83缓冲衬垫的设计83.1产品脆值的计算83.2产品外形及受力面分析93.3缓冲材料的选择103.4缓冲方案选择103.5缓冲衬垫尺寸计算113.5.1A面缓冲衬垫尺寸113.5.2C面缓冲衬垫尺寸123.5.3B面缓冲衬垫尺寸133.6缓冲衬垫校核143.6.1强度校核143.6.2挠度校核153.6.3跌落姿态校核163.6.4蠕变量校核173.7缓冲衬垫结构设计183.7.1缓冲衬垫主体结构设计193.7.2缓冲衬垫抬高结构与手孔开槽设计193.7.3缓冲衬垫把手设计与整体优化203.7.4设计合适的附加衬垫213.7.5对缓冲衬垫进行建模并装配224瓦楞纸箱的设计244.1产品结构特点与装箱要求244.2箱型与瓦楞纸板选择244.3瓦楞纸箱尺寸计算264.3.1内尺寸计算264.3.2制造尺寸计算274.3.3外尺寸计算284.4堆码载荷计算284.5纸箱强度校核294.6瓦楞纸箱手孔与钉合304.7瓦楞纸箱的展开图314.8瓦楞纸箱装潢图315总结32参考文献33美的电暖气运输包装设计1 产品信息1.1 产品介绍本次设计对象为“美的（Midea）NY2513-16FRW”型电暖气。该产品为美的电暖气产品系列中的高端产品，2016年秋季上市，官方售价899元人民币。图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 美的电暖器产品实物图该款电暖气为电热油汀式，配备可视化的电子显示屏，触摸式档位开关，轻松设定温度查看温度；配合手机APP或遥控器可实现遥控控制；采用双U高校加热管与镂空散热片实现快速加热、长效保温；并配备了一体式衣架、内置式加湿盒及移动万向轮，一机多用，使用放心。1.2 产品规格表1-1 产品规格一览表品牌美的/Media操作方式电子式颜色白色放置方式立式产品型号NY2513- 16FRW加热方式油汀式电源电压220-240V使用面积21-252额定功率2200-2400W档位数3外壳材料Q235号钢（3mm）1.3 产品外形尺寸及重量产品总体为立方体，棱边均有较大倒角，两端为平滑的立方体，中部有十一片散热片，上部有两根分体式晾衣架（晾衣架运输时折叠，与总体外形相配合），下部为两组万向轮组件（万向轮组件运输时与主体分离，由用户使用时自行安装），一端前立面为操作面板，操作面板上端有一圆形把手，微向外凸起，下部为液晶操控面板。具体参数见下表。表1-2 产品尺寸及重量长宽高净重630mm160mm675mm15.2kg1.4 产品附件及包装内装物表1-3 内装物详情项目说明书遥控器万向轮组件数量1122 产品流通环境负荷2.1 产品运输与销售范围大陆范围内销售的该产品均生产自广东省佛山市顺德区美的公司；由美的公司分发至各地县级行政区及以上美的专营店与电器经销商处，再由消费者自行购买运输至住处或由经销商进行运输（不考虑网络销售情况）。运输方式主要为火车运输与汽车运输；汽车运输中，国道与高速（远距离大量物流配货）占较高比重。2.2 产品流通过程中的冲击2.2.1 装卸过程的冲击无论人工或机械装卸，都可能因人为或偶发因素使包装件自由跌落，该产品较重，因此主要的跌落发生在人工装卸过程中。根据表2-1选择合适的跌落高度彭国勋 等. 运输包装M. 北京: 印刷工业出版社, 1999. 53 54.。表2-1 装卸环境与跌落高度货物装卸方式跌落参数重量（kg）尺寸（cm）姿态高度（cm）9122一人抛掷一端面或一角10792391一人携运一端面或一角912345122二人搬运一端面或一角614568152二人搬运一端面或一角536890152二人搬运一端面或一角4690272183机械搬运底面61根据产品重量，选择跌落高度为90 cm。H = 90 cm2.2.2 运输过程的冲击2.2.2.1 汽车运输根据表2-2确定产品在运输过程中的冲击彭国勋 等. 运输包装M. 北京: 印刷工业出版社, 1999. 56.。表2-2 公路运输时所产生的冲击运输种类运 行 情 况最大加速度（g）上下左右前后汽 车运行中30 40 km/h铺修路非铺修路0.2 0.91 30.1 0.20.4 1.00.1 0.20.5 1.5越过2 cm 高障碍1.6 2.51.0 2.41.1 2.3以35 40 km/h车速刹车0.2 0.7 0.6 0.7以50 60 km/h车速刹车0.20.30.7 0.8由于产品在商家客户过程中运输的不确定性，因此据表选用最大值2.2.2.2 铁路运输根据表2-3确定产品在运输过程中的冲击2。表2-3 铁路运输时所产生的冲击运输种类运 行 情 况最大加速度（g）上下左右前后铁路货车运行中30 60 km/h轨道上轨道接头处0.1 0.40.2 0.60.1 0.20.1 0.2一般启动和停车0.1 0.5急刹车0.6 0.90.1 0.81.5 1.6紧急刹车213 4减 速0.6 1.70.2 1.00.2 0.5火车编组挂联0.5 0.80.1 0.21.0 2.5由于铁路运输较多且距离较长，故采用较大值。2.2.2.3 运输过程中的等效跌落高度。为了使运输过程中的冲击便于计算，将其转化为等效跌落高度刘璐. 电热水器缓冲包装结构设计及优化D. 湖北：湖北工业大学，2013.。表2-4 运输过程中的等效跌落高度运输方式包装间质量（kg）跌落高度（cm） 公路铁路 (1.33 T)2 (3-5) 式中：A 面积，cm2；T 厚度，cm。A面： Amin = 216 (1.33 T)2 = 20.448B面： Amin = 582 (1.33 T)2 = 11.958C面： Amin = 302 (1.33 T)2 = 15.92经校核，三个面均满足挠度校核要求。3.6.3 跌落姿态校核对缓冲衬垫进行角跌落校核。该产品缓冲包装包覆全部有效接触面，等效为全面缓冲，应用全面缓冲角跌落等效面积公式进行计算错误!未定义书签。： Ae = 3 l b d / l2+b2+d2 (3-6)式中：Ae 等效面积 cm2；l、b、d 产品的长、宽、高尺寸 cm；由于竖直方向上有效接触面不等，对高度做平均处理。Ae = 3 58.5 cm 16 cm 13.5 cm58.5 2 cm +16 2 cm +13.5 2 cmAe = 610.46 cm2 计算静应力：s = WAes = 15.29.8 N0.061046 m2s = 2440.12 Pa应用最大加速度 静应力曲线9校核是否满足产品脆值：在图中依据比例插入绘出合适厚度的曲线。静应力m /(kgf/cm2)最大加速度g0.02490图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only.可发性聚苯乙烯泡沫塑料的最大加速度静应力曲线 密度：0.012g/cm2由图像可得，相应静应力所对应的最大加速度为90g，小于产品许用脆值，因此缓冲衬垫满足跌落姿态校核。3.6.4 蠕变量校核缓冲材料在长期的静压力作用下，其塑性变形量会随时间而增大，这种蠕变使得衬垫尺寸变小，同时缓冲能力有所下降，考虑到这一因素，初步设计的衬垫尺寸应付加一个蠕变补偿值，成为蠕变增量，其大小按下式计算：Tc = T（1 + Cr）式中：Tc 修正后的厚度cm；Cr 蠕变系数%；T 原设计厚度cm。去蠕变系数为10%，带入数据进行计算：TcA = 42.295 mmTcB = 33.294 mmTcC = 38.17 mm对数据进行圆整：TcA = 44 mmTcB = 34 mmTcC = 40 mm3.7 缓冲衬垫结构设计根据产品特性 ，其主要有效受力面积集中在左右两端，因此，缓冲衬垫设计为从左右两端进行套合的面缓冲衬垫，并对另外两面进行包覆设计，其主要尺寸依据上述计算值，具体结构根据产品实际情况进行，主要有以下几个方面：对与操作面板接触的部分进行抬高处理；为方便搬运对产品手孔部分进行开槽设计；设计合理的附加衬垫放置产品附件；对缓冲衬垫总体进行人性化改进，方便取用；在缓冲衬垫上部设计把手方便取出。进行合适的减材处理，减少成本。由于产品两端接触面积不同，故两部分缓冲衬垫在长度方向上不同，由于正面操作面板的因素，两部分衬垫在结构上也不尽相同，再设计过程中以“前、后”进行区分，如未注明，则表示两者在结构上并无差异，只在长度方向上不同。3.7.1 缓冲衬垫主体结构设计 依据上述缓冲衬垫基本尺寸设计主体结构。考虑衬垫与产品的配合与拆装过程的方便性。在缓冲衬垫与产品接触方向上对内尺寸设置1-3 mm的余量，在套合方向上伸出5 mm。图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 缓冲衬垫主体设计3.7.2 缓冲衬垫抬高结构与手孔开槽设计为了保护液晶操控面板及产品把手，对该位置衬垫进行抬高设计，不与液晶面板与把手接触。图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 前缓冲衬垫 抬高与手孔设计图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 后缓冲衬垫手孔设计为了方便搬运，在与产品对应的把手位置设计手孔。3.7.3 缓冲衬垫把手设计与整体优化图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 前缓冲衬垫把手与优化图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 后缓冲衬垫把手与优化为了在使用产品时方便从外包装中取出，在缓冲包装上部设计两个把手；对缓冲包装边缘进行倒角，内尺寸倒角依据产品外形；对缓冲衬垫进行合理的改进以加强强度。3.7.4 设计合适的附加衬垫该产品自带一个遥控器，两个附加滑轮，设计合适的衬垫将其固定在产品上部。图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 附件缓冲衬垫示意图图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 底部辅助衬垫示意图为了方便在使用时拆装两端主衬垫，在底部设计一辅助衬垫，在拆卸过程中给予支撑。3.7.5 对缓冲衬垫进行建模并装配图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 缓冲包装爆炸效果图图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 缓冲包装总体示意图使用solidwords 2015对设计好的各部分缓冲衬垫进行建模，并与产品模拟装配，查验是否能够正常工作，并对不合理的地方进行校正。图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 附件缓冲效果图1图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 附件缓冲效果图2图 Error! No text of specified style in document.Error! Main Document Only. 缓冲效果图4 瓦楞纸箱的设计4.1 产品结构特点与装箱要求本产品体积相对不大，重量一人可以抬起，无特别装箱要求，因此可以从上方直接装箱。 4.2 箱型与瓦楞纸板选择本产品可从上方提拉出箱，因此选用0201型开槽型纸箱。该产品仅在国内销售，因此选用第二类瓦楞纸板。内装物质量为15.2 kg，最大综合尺寸为1689 mm，为了满足强度要求与较好的印刷效果根据瓦楞纸板表选用合适的瓦楞纸板等级。 GB6543-2008，运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱 S 表 4-1 瓦楞纸板表（GB6543-2008）纸箱种类内装物最大重量最大综合尺寸瓦楞纸板代号类类类单瓦楞纸箱S-1.2S-2.2S-3.2S-1.3S-2.3S-3.3S-1.4S-2.4S-3.4双瓦楞纸箱D-1.2D-2.2D-3.1D-1.3D-2.3D-3.2D-1.4D-2.4D-3.3根据表4-1应选用代号为D-2.3的双瓦楞纸板，选用瓦楞棱形为AB型，瓦楞形状为UV型。根据表4-2可得其相应技术指标 GB6544-2008，瓦楞纸板 S.表4-2 瓦楞纸板技术指标（GB6544-2008）纸板代号耐破强度（kPa）边压强度（N/m）戳穿强度（J）含水率（%）D-2.3137383309.8102根据相应的耐破强度，在表4-3，表4-4中试选择合适的箱板纸与瓦楞芯纸。 GB13024-2003，箱纸板 S GB13025-2008，瓦楞芯（原）纸 S表 4-3 箱板纸技术指标（GB13024）指标名称单位规定ABCDE定量g / m220010.0 32016.023011.5 34017.025012.5 36018.028014.0 42021.030015.031015.536018.042021.047523.053026.5耐破指数kPam2/g2.752.651.501.100.90横向环压强度Nm/g93708.406.005.204.90表4-4 瓦楞芯纸技术指标（GB13023-91）指标名称单位规定ABCDE定量g / m2 112.0 6.0 160.0 8.0127.0 6.0 180 9.0 140.0 7.0 200.0 10.0横向环压强度Nm/g93708.406.005.204.90按我国规定，大型产品包装用瓦楞纸板选用C等箱板纸，根据表4-3，表4-4，选用C等箱板纸与瓦楞芯纸，详细参数如表7-5.表4-5 箱纸板、瓦楞芯纸详细参数种类定量（g / m2）环压强度（Nm/g）耐破指数（kPam2/g）面纸36061.5垫纸340瓦楞芯纸1805按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的耐破强度为彭国勋 等. 运输包装M. 北京: 印刷工业出版社, 1999. 158 160.： P = 0.95b （4-1）式中：P 瓦楞纸板的耐破强度；b 箱板纸的耐破强度。P = 0.95（1.5 360 + 1.5 340 + 1.5 360）P =1510.5（kPa）满足D-2.3的耐破强度要求，箱板纸与面纸选用合理选用瓦楞展开系数为1.5与1.35，其定量为：1703 g/m2,其中粘合剂定量为100 g/m2。4.3 瓦楞纸箱尺寸计算4.3.1 内尺寸计算内装物的外廓尺寸为：L0 = 630 + 342 = 698 mmB0 = 160 + 40 2 = 240 mmH0 = 675 + 44 2 = 763 mm公差X0取3 5，按式（4-2）计算内尺寸孙诚 等. 包装结构设计M，第四版. 北京: 中国轻工业出版社, 2014. 197 206.： Xi = xmax nx + ( nx 1 ) d + T + k （4-2）式中：Xi 纸箱内尺寸，mm；xmax 内装物最大外尺寸，mm；nx 内装物排列数目，mm；d 内装物公差系数，mm；T 衬格或缓冲件总厚度，mm；k 内尺寸修正系数，mm。Li = 698 + 3 = 701 mmBi = 240 + 3 = 243 mmHi = 763 + 4 = 767 mm4.3.2 制造尺寸计算按公式（4-3）计算制造尺寸15： X = Xi + k （4-3）式中：X 瓦楞纸箱制造尺寸，mm；Xi 纸箱内尺寸，mm；k 制造尺寸修正系数，mm。L1 = 701 + 9 = 710 mmL2 = 701 + 9 = 710 mmB1 = 243 + 9 = 252 mmB2 = 243 + 6 = 249 mmHi = 767 + 16 = 783 mm按式（4-4）及计算摇盖制造尺寸： F = B1+ xf2 （4-4）式中：F 纸箱对接摇盖宽度，mm；B1 纸箱非结合端面宽度制造尺寸，mm；xf 摇盖伸长系数，mm。F = 252 + 62F = 129 mm纸箱采用订合的结合方式，故根据国家标准，接头制造尺寸为30 mm155.J = 30 mm4.3.3 外尺寸计算根据式（4-5）计算外尺寸： X0 = Xmax + K （4-5）式中：X0 纸箱外尺寸，mm；Xmax 纸箱最大制造尺寸，mm；K 纸箱外尺寸修正系数，AB型箱取812，mm。L0 = 710 + 8 = 707 mmB0 = 252 + 8 = 247 mmH0 = 783 + 10 = 769 mm4.4 堆码载荷计算一般仓库堆码高度为34 m，汽车内堆高限位2.5 m，火车内堆高限为3 m1，一般仓库限高450cm，因此堆码高度取400 cm，安全系数取2，纸箱的堆码载荷按式4-6计算14： P =K W ( hH 1) (4-6)式中：W 每件货物的重量，N；H 纸箱高度，cm；h 堆码高度，cm； K 安全系数。P = 2 151 ( 40076.9 1)P = 1268.8 N4.5 纸箱强度校核按式（4-8）计算瓦楞纸板的环压强度： Px = rQ+ CrmQm （4-8）式中：Px 综合环压强度，N/cm;r 箱板纸环压质数；Q 箱纸板定量，g / m2；C 瓦楞展开系数，取1.5；rm 瓦楞原纸的环压指数；Qm 瓦楞原纸的定量。Px = rQ+ CrmQmPx = 6 360 + 6 340 6 360 + 1.5 5 180 + 1.35 5 180Px = 8925 N/mPx = 89.25 N/cm按式（4-9）凯里卡特公式计算纸箱的环压强度144： Pc = Pz (aXzZ4)23 ZJ （4-9）式中：Pc 纸箱的环压强度，N；Pz 瓦楞纸板的综合环压强度，N/cm;Z 纸箱周长，cm；aXz 楞常数；J 箱常数，与aXz参考表中数据14。Pc = 89.25 (8.36190.84)23 190.8 0.59Pc = 3146.52 NPc = 3146.52 N P = 1272.