格兰仕G80F23CN3J包装运输设计.doc

格兰仕G80F23CN3J-X5(GO)微波炉运输包装设计 专业班级 包装1101 指导老师 卢杰 设计者 目录1、产品市场调查及分析.12、确定产品的包装运输环境 2.1产品的流通区间.1 2.2产品的主要运输方式.1 2.3装卸与搬运.1 2.4贮运环节.2 2 6流通环境的气象条件.23、 产品特性分析 3.1产品外形尺寸.2 3.2产品重量.2 3.3产品重心.2 3.4产品其他参数.24、系统分析 4.1产品重量.3 4.2产品脆值.3 4.3产品跌落高度.35、 缓冲包装设计 5.1缓冲结构形式.3 5.2缓冲包装材料的选择.3 5.3缓冲衬垫基本尺寸的计算.4 5.4缓冲衬垫的校核.66、 运输包装设计 6.1瓦楞箱板纸的选型.81 6.2瓦楞芯纸的选择.8 6.3瓦楞纸板的耐破强度和定量.8 6.4瓦楞纸箱尺寸设计.8 6.5瓦楞纸箱强度校核.1231、产品市场调查及分析微波炉是一种大功率电器,但因微波可以穿透玻璃、陶瓷、塑料等餐具, 同时从四周向食品辐射, 使食品内的水分子感应运动加热, 时间短, 几乎没有媒介损耗, 热能转换和利用效率高。据纽约电能协会调研和国内测试结果显示,同等烹饪条件下,微波炉比普通电炉平均节能82 % , 比煤气炉节能65 %。随着微波炉安全、卫生、省时、节能、方便优点的广泛宣传及烹饪习惯的进步, 微波炉必将普及千家万户。作为第一家生产电磁炉的厂家格兰仕，一直以来都以高性价比高品质在激烈的竞争中始终处于领先地位，其市场销量也是名列前茅的。格兰仕微电脑电磁炉更以其优美的外观，触摸灵敏，功能档位多，火力大等深受消费者喜爱。然而，由于电磁炉外部结构主要是陶瓷板和塑料底板组成，且内部有大量电路板结构等，随着微波炉的普及，要对其包装进行全面的设计，不管是外形，保护性能都要有所提高，使微波炉在运输过程中收到更好的保护，以免损坏微波炉的性能和外观轮廓，其安全被送到使用者手中。2、确定产品的包装运输环境 2.1产品的流通区间微波炉产地：广东销售区间：全国各地 2.2产品的主要运输方式由于此微波炉的销售范围广，既要有长途运输也要有短途运输，所以涉及到的交通工具种类比较多，包括汽车、火车、船舶、飞机和电瓶拖车、铲（叉）车、手推车等。 2.3装卸与搬运在装卸搬运环节中，由于此电磁炉的销售遍及全国乃至全球任何地方，其销售范围非常的广泛，所以既可能有短流程运输也可能包括较长流程的运输。因为流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多，所以对此商品的包装件造成的损害就越大。装卸作业中既可能有人工装卸也有机械装卸，所以要综和考虑到抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装卸机的突然启动和过急的升降都会造成电磁炉的跌落损害。 2.4贮运环节运输环节中对货物包装件造成损害的原因有：冲击、振动、气候条件以及其他因素。其中，由于公路运输比较普遍，因此设计时包装件固有频率尽量考虑避开2Hz和50Hz两个频率值。在贮存环节中，货物贮存方法，堆码重量，高度。贮存周期，贮存地点，贮存环境直接影响到产品包装件的流通安全性。仓库的建筑结构形式对贮存环境中温度湿度及气压等因素影响甚大。为节省占地面积、常需将货物堆高。堆码后底部货物包装件将承受上部货物的重压。这种静载压力会导致包装容器变形蠕变影响到包装外观及其动态保护性能。一般仓库堆码高度为3-4m，汽车内堆高限为2.5m，火车内堆高限为3m远洋船舱内堆高限为8m。 2.6流通环境的气象条件由于微波炉的使用地域范围有可能在我国任何地区，因此在设计包装的时候需尽量考虑各种气候环境条件对产品包装的影响。根据国家标准GB4796-84，设定微波炉流通环境条件参数依次为2K4P/2B2/2S3/2M4。3、产品特性分析微波炉外壳由绝缘百变塑脂构成，质地硬而脆，外屏幕采用高科技钛膜镜 3.1产品外形尺寸外形尺寸(高宽深):281mm 483mm 378mm 内腔尺寸(高宽深):220mm 340mm 320mm 3.2产品质量 约13.6Kg 3.3产品重心 位于产品右侧约10cm左右处 3.4产品其他参数型 号:P80D23N1P-G5(W0) 额定电压及额定频率:220V50Hz 定时器:030分钟连续可调 ,带铃 微波输出功率:800W 额定微波频率:2450MHz 内腔容量:23L有效腔体容积:16L 噪声值:60dB(A)(声功率级)4、系统分析 4.1产品重量约13.6Kg 4.2产品脆值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。通过比较日本、英国同类产品的脆值（课本P88页），本设计中的微波炉的脆值取G=80g。 4.3产品跌落高度由于跌落高度是缓冲设计中必须使用的参数而不同重量的包装件相应的跌落试验高度也有所不同。本产品净重为13.6kg,则设计其包装件重量为18kg,一般在人工装卸中，包装件跌落高度与重量关系有公式计算得出产品的等效跌落高度约为70.1cm。 再结合实际运输包装过程，将产品跌落高度设定为60cm.5、缓冲包装设计 5.1缓冲结构形式局部缓冲包装能够对产品的受力部位或者易损部位进行有效缓冲，并可采用不同厚度的缓冲材料，用最少的缓冲材料取得最佳的缓冲效果，减少包装成本。因此在这里，我们选用局部缓冲包装法对微波炉进行缓冲包装设计。 5.2缓冲包装材料的选择目前很多厂家在微波炉运输包装时,都是将其用塑料薄膜包裹,然后在包装箱内放置EPS作为缓冲材料,装入微波炉后在箱外打紧包装捆带。但是EPS不环保,回收很困难。有些商家为了环保采用瓦楞纸板、蜂窝纸板、珍珠棉作为缓冲包装材料,但是用以上材料大大提高了生产成本.而且他们的缓冲性能与其结构有关,不容易选择合适的结构。对于小型家电类产品常用的缓冲泡状材料一般为泡沫塑料，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。以下是几种材料的比较 发泡聚苯乙烯EPS 聚苯乙烯泡沫塑料是目前包装上用量最大的缓冲材料。它通常为硬质、闭孔泡沫结构，密度低，一般为0.015一0.07。它的缓冲性能好，有优良的防潮性、防霉性、隔热性和电绝缘性;吸水率低，易于成型加工，且价格便宜。 主要缺点是韧性较差，废弃物体积大，不易处理，且燃烧时产生的苯乙烯气体会污染环境等。所以近年来它在包装上的使用也逐渐受到限制。 发泡聚氨酯塑料PU 泡沫聚氨酯塑料是性能优良的缓冲包装材料。它具有极佳的回弹性对冲击、振动能量的吸收性好，强度高，隔热性好，对环境温、湿度的稳定性好，并有良好的耐化学腐蚀性和加工性能。但因价格较高，所以主要用作精密仪器、电子产品、工艺品等高档易碎物品的缓冲衬垫材料。可以块状、片状、泡沫衬垫模型等多种形式使用 。 发泡聚乙烯EPE泡沫聚乙烯也是包装上广泛使用的缓冲材料。它的缓冲、隔热性能好，强韧、有挠性、耐磨擦，吸水率低、耐低温，有优良的抗化学腐蚀性以及成型加工性，且成本较低。因此它广泛用作小型机电产品、仪器、玻璃器皿以及食品的缓冲衬垫材料等。低发泡的聚乙烯泡沫塑料可进行切削、钻孔、粘合等二次加工，制成护角、护棱等定型缓冲材料。 发泡聚氯乙烯 聚氯乙烯泡沫塑料是发展较早的一种泡沫塑料，它分软质和硬质两种，而以软质居多。 聚氯乙烯泡沫塑料也是一种缓冲包装材料。它具有良好的机械强度、缓冲防震性能和耐化学腐蚀性，吸水率低，不易燃烧，且价格便宜。但它的热稳定性较差，其分解产生的氯化氢气体对某些包装产品有一定影响。 综合比较以上材料，最终选择发泡聚氯乙烯作为本次设计的缓冲衬垫材料。 5.3缓冲衬垫基本尺寸的计算产品重18kg,脆值为80g,设定的跌落高度60cm，微波炉底面面积为48.337.8cm，高28.1cm。 图1 EPE材料对应跌落高度h=60cm时的最大加速度静应力曲线其中，各曲线对应的材料厚度为=2.25cm，=4.5cm，=6.75cm，=9.0cm，=11.25cm，=13.5cm。在Gm=80g处做一条水平线，取有交点且厚度较小的缓冲曲线，则取T=4.5cm，水平线与的交点进行设计。该交点对应的静应力为st=0.1105(Pa),则，所需承载面积：A=104W/st=104189.8/（0.1105）=176.4cm2故缓冲衬垫为厚度T=4.5cm，承载面积为A=177的EPE材料。同时，由于我们设计的缓冲衬垫为立方体结构，所以，各个面上的承载面积相同，只需要满足最小承载面积即可。故每块角垫的承载面积及长度为：，在运输过程中，微波炉的主要防护部位是上下面四个角的部分，因此设计的缓冲结构如下所示（其中一个角，其余的与此相同）：图3 缓冲衬垫三视图图2缓冲角衬立体图缓冲衬垫与产品的装配如下图所示：图4 衬垫与产品装配图5.4缓冲衬垫的校核 5.4.1跌落姿态改变时缓冲能力的校核在衬垫基础设计中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为前提的，但是在实际运输过程中，包装件的跌落姿态千变万化，因此，还要进行不同跌落姿态的缓冲能力的校核。同时，基于面冲击设计的缓冲衬垫只要通过了角冲击校核，就一定能满足楞冲击的要求，所以在整个设计过程中只要进行角冲击校核即可。在采用角衬垫的条件，角跌落情况如下图所示：图5 角衬垫、角冲击跌落角衬垫由三个面积为的面衬垫组成，角冲击的等效面积即是构成此角三个侧面在水平面上的投影面积。由于我所设计的缓冲衬垫是立方体，因此角跌落时的有效受力面积为（若取K=1）：=58.02此时静应力为：=W/=189.8/58.02=0.3Pa在图1中，此静应力的加速度值超过产品脆值，所以校核不通过。因此，校正办法是取该点处对应的静应力来确定角衬垫跌落的有效面积，有：=W/=189.8/(0.1)=176.4则=177，得L=10.11cm。 5.4.2产品强度校核由上面可知，产品跌落时的有效受力面积和静应力为： A=4=4=408.84409=W/A=（189.8）/409=0.0431Pa查图1可知，此静应力对应的加速度值小于产品的许用脆值。校核通过。 5.4.4挠度校核衬垫尺寸的面积与厚度之比超过一定厚度时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠曲，其中最小承载面积与厚度T之比应符合以下式子（克斯特那经验公式）： 式中：T-厚度，cmA-面积，由上可得，=44.25=36，故满足要求。 5.4.5蠕变量校核缓冲材料在长时间的静压力作用下，其塑性变形量会随时间的增加而增加，这种蠕变使衬垫厚度变小，缓冲能力下降，所以设计衬垫尺寸应加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量。其表达式为：=T(1+)= 4.5（1+10%）=5（cm）式中：Tc修正后的厚度cm;T原设计厚度cm;Cr蠕变系数%（这里取10%） 5.4.6温湿度校核环境温度和湿度的变化对衬垫的缓冲能力有明显的影响，因此，还应该根据流通过程中的温湿度来适当修正衬垫的尺寸。综上所述，缓冲衬垫的最终尺寸为：L=10.11mm，T=5cm。6、 运输包装设计 6.1瓦楞箱板纸的选型按照我国规定的技术指标箱板纸有A、B、C、D、E五个等级，其中只有A、B两个等级适宜制造出口包装用瓦楞纸板，而A等常用于精细、贵重和冷藏物品的包装。因此选用B等箱纸板作为内外面纸。根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为：p/（0.952）619kPa查箱板纸技术指标（GB13024-91）可得内外面纸的耐破指数取r=2.65Pa/g，箱纸板的定量为：Q=/r=233g/根据箱板纸技术指标（GB13024-91）规定，内外面纸都选用定量为250 g/的B等箱纸板，其环压指数为8.40Nm/g。6.2瓦楞芯纸的选择根据有关规定，查瓦楞芯纸技术指标（GB13023-91），选择A等瓦楞芯纸，其定量取160g/，环压指数取7.1Nm/g，瓦楞展开系数为1.5。6.3瓦楞纸板的耐破强度和定量 按照所选的箱板纸，瓦楞纸板的耐破强度为 P=0.95b=0.95（2.65250+2.65250）=1258.75kPa1177kPa因此，满足条件。 瓦楞纸板的定量=内、外面纸及中间垫纸定量之和+（瓦楞芯纸定量瓦楞展开系数）+粘合剂定量，其中粘合剂定量为100g/m2，则定量为：Q=250+250+0+1601.5+100=840g/m26.4瓦楞纸箱尺寸设计 6.4.1瓦楞纸箱内尺寸瓦楞纸箱的内部尺寸，由被包装物的最大外形尺寸，商品的组成和个数以及缓冲衬垫的尺寸有关。当被包装物为单件时，其计算公式为： X=Xmax+X+2T（4-1）式中，X瓦楞纸箱某一方向内部尺寸（mm）Xmax单个被包装商品某一方向最大外形尺寸（mm）X瓦楞纸箱内部尺寸修正系数（mm）T衬垫厚度（mm）图6 瓦楞纸箱内部尺寸修正系数（mm）LBH小型箱中型箱大型箱3-73-71-33-45-7注：尺寸大者取大值，尺寸小者取小值。内装物的外部尺寸为：L=483mm，B=378mm，H=281mm。则其最大综合尺寸为1142mm。在中型箱（1000mm，2000mm）范围内。查图6可取：L=4mm，B=5mm，H=4mm。则可得修正后的尺寸为：L=L+L=483+4+250=587mmB=B+B=378+5+250=488mmH=H+H=281+4+250=389mm 6.4.2瓦楞纸箱制造尺寸纸箱制造尺寸表达式为：X=X+X,其中，X纸箱修正后的内部尺寸X内尺寸的伸放量图7 02型箱内尺寸伸放量楞型名称ABEABL16329L24216B16329B23215H96318其中，L1无接头的制造长度伸放量L2有接头的制造长度伸放量B1无接头制造宽度伸放量B2有接头制造宽度伸放量H制造高度伸放量这里选用的是AB型楞型，由上表可查得各内尺寸的伸放量,则可得，瓦楞纸箱的制造尺寸为：L1=L+L1=587+6=593mmL2=L+L2=587+4=591mmB1=B+B1=488+6=494mmB2=B+B2=488+3=491mmH1=H+H=389+9=398mm6.4.3纸箱摇盖制造尺寸由于内外摇盖不在同一平面，外摇盖对接时会出现一定的间隙，因此摇盖长度也要有适当的伸放量。对于0201型纸箱，A型楞单瓦楞纸板的伸放量为2-3mm，AB型瓦楞双瓦楞纸板的伸放量为45mm.纸箱摇盖尺寸的表达式为：F= (B1/2)+Xf （4-2）其中，B1纸箱无接头制造宽度XfA型楞单瓦楞纸板的伸放量则，可得纸箱的摇盖制造尺寸为：F=(B1/2)+Xf=（494/2）+3=250mm 6.4.4纸箱接头制造尺寸瓦楞纸箱接头是供成型时作为粘合或钉合的部位，接头尺寸一般是根据瓦楞层数及生产工艺系确定的，接头常与纸箱的箱面长和宽相连接，以保证主箱面的印刷不被破坏，接头J的尺寸选取可参照下表。图8 02型瓦楞纸箱接头尺寸纸板种类单层瓦楞双层瓦楞三层瓦楞J35-40mm45-50mm50mm由于使用的是单层瓦楞，故选择J=40mm。 6.4.5瓦楞纸箱外尺寸在流通过程中，瓦楞纸箱纸箱的尺寸以外尺寸为标准。外尺寸的表达式为：X0=X1+K （4-3） 其中，X0瓦楞纸箱外尺寸X1瓦楞纸箱制造尺寸K瓦楞纸箱外尺寸修正系数图9 瓦楞纸箱外尺寸修正系数K值楞型ABCABBCK5-73-54-68-127-11由于这里使用的是A型楞，故取K=6mm则，可得瓦楞纸箱的外尺寸为:L0=L1+K=593+7=600mmB0=B1+K=494+7=501mmH0=H1+K=398+7=405mmA型楞的厚度为5.5cm，故纸箱的平面展开图如下图所示：图10外包装箱的平面展开图6.4.6纸箱的钉合与封箱 利用接