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河南科技大学课程设计论文 河南科技大学课 程 设 计 说 明 书课程名称 包装动力学课程设计 题 目 煮蛋器运输包装设计 院 系 艺术与设计及学院 班 级 包装工程111班 学生姓名 赵孟龙 指导教师 吴艳叶 李昭 姜玉 16目 录第一章、 课程设计的任务和目的 1第二章、 市场调研 2第三章、 运输包装流通环境分析 33.1、 产品的流通区间 33.2、 装卸与搬运环节 33.3、 运输环节 33.4、 存储环节 43.5、 流通环境的气象条件 4第四章、 产品的缓冲包装设计. 54.1、 产品的脆值 54.2、 缓冲材料的选择与缓冲垫的尺寸计算 54.3、 挠度校核 64.4、 蠕变量校核 7第五章、 运输包装设计 85.1、 销售包装纸盒结构设计 85.2、 运输包装的材料选择 9第六章、 瓦楞纸箱的结构设计106.1、 瓦楞纸箱的排列形式 106.2、 瓦楞纸箱的尺寸 106.3、 瓦楞纸箱的分配的堆码强度 116.4、 纸箱强度校核 12第七章、 成本分析15第八章、 小结16第九章、 参考文献17第一章、 课程设计的任务和目的本次课程设计主要掌握运输包装缓冲设计，冲击和振动是包装件在流通过程中受到的两种主要负荷，为实现包装减损，包装结构必须有合理的缓冲能力，缓冲包装的目的是在运输，装卸过程中当发生振动，冲击等外力作用时，保护被包装产品的性能和形态。通过本次课程设计，培养学生在设计全过程中独立完成从调研、流通环境分析、脆值确定、材料选取、缓冲结构设计及其校核、内包装结构设计、运输包装材料及结构设计、图案设计等整个设计流程。对具体产品的运输包装的设计，更好的掌握运输包装设计的一般步骤及一般要求，提高书本知识通过实践应用于设计设计的能力，增强在设计中的创新意识，锻炼设计过程中应用的各种实用技能，培养综合运用所学知识的能力。提高学生的学习兴趣为其顺利进入毕业环节做必要的准备，为了今后工作中解决实际问题提供帮助。第二章、 市场调研随着国民经济的快速发展，人民的生活水平也得到普遍提高，工作压力也逐渐增大，因此，国民对健康也越来越重视。然后由于工作的繁忙，让去多人已经无暇顾及自己的健康，这也直接导致了亚健康的产生。正是如此，一款轻巧便捷又省时的煮蛋器便应运而生，它能十分快速地向人们烹制出健康又营养的鸡蛋，满足人们日常生活所需的能量供给，使人们对亚健康说拜拜。所以，煮蛋器的生产和销售成为家电生产企业关注的重点。每个企业所应用的包装形式不尽相同，其目的都是为了保证产品从初尝到销售物流过程免受损坏，并吸引消费者，刺激其购买的欲望。因此我们要了解数码煮蛋器的销售包装和缓衬垫形式确定运输包装设计方案。调查地点：洛阳市各大超市调查时间：2014.9.2调查产品：SKG牌煮蛋器产品型号：ZDQ-555绿色产品尺寸：120*120*120 mm产品重量：0.85 kg材料：外观材质为塑料，内胆材质为不锈钢配件：电源线，蒸盘生产地：广东佛山容量：4个第三章、 运输包装流通环境分析3.1、 产品的流通区间产地：广东佛山 目的地 ：全国各地由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。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。铁路运输时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接缝时的垂直冲击；另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击。3.2、 装卸与搬运环节一般来说，流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。装卸作业分人工与机械两种方式，一般以机械搬运为主，人工搬运为辅，采用卡车运输。按常规产品的跌落高度定为50cm.3.3、 运输环节由于产品的出厂地为广东，产品由佛山运往全国各地属于长途运输。长途运输用的工具有汽车、火车、船舶和飞机等。在整个运输过程当中，最主要的运输方式多为汽车运输。在此过程中，运输工具的启动、变速、转向、刹车使货物改变速度，当货物堆垛松散时，它与车厢，与相邻货物发生碰撞，导致货物或包装容器的冲击损坏；运输工具受路面状况、发动机振动、车辆避震性能等因素的影响，产生周期性上下颠簸和左右摇晃，导致产品的损坏；当货物包装件结构不当、材料薄弱、封闭不严，在运输过程中经历不同气候区域，受到寒冷、炎热、干燥、潮湿、风雨等气候的影响，会使内装物发生变质或损坏；流通环境中，各种化学和机械活性物质、日光照射、雨水、静电场等因素会对产品性能造成影响。相机为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂。3.4、 存储环节仓库的建筑结构型式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。货物的贮存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境可直接影响产品包装件的流通安全。我们知道托盘化包装整体性能好，堆码稳定性高，可避免散垛摔箱问题，适合于机械化装卸，提高工作效率3倍8倍，也能大大减少流通过程中包装件发生碰撞、跌落、倾倒及野蛮装卸，提高产品运输的安全性。故采用建筑结构较好的仓库贮存。3.5、 流通环境的气象条件流通环境的气象条件如水、温度、湿度、气压等都会对包装容器及产品质量产生影响。，产品产地为佛山销售范围为全中国各地，温度随地域的变化，变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。煮蛋器为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂。用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K4/2B2/2S2/2M3。第四章、 产品的缓冲包装设计4.1、 产品的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。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、比较同类产品的脆值来确定。通过查阅日本脆值（4-1如下表），本设计中的煮蛋器产品的脆值取G=80g 表 4-1 产品脆值G值产品10以下大型电子计算机1025导弹跟踪装置、高级电子仪器、晶体振荡器、精密测量仪、航空测量仪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、小型真空管、一般器材4.2、 缓冲材料的选择与缓冲垫的尺寸计算静应力m = WG/A W=0.859.8=8.33 Nm = WG/A =8.333.14（120/2）=0.3610-5 Pa由图5-12得选曲线（11），可知缓冲系数C=3.6，缓冲垫的缓冲材料选发泡氯乙烯。由公式T=CH/G得出缓冲垫厚度：T=CH/G=3.650/80=2.3cm最小承载面积：A=WG/=8.338010-4/(0.36110-5)=185cm2缓冲垫的重量为m=1852.30.032=13.6g4.3、 挠度校核衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，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A与厚度之比应符合以下规定AMIN= (1.33T)2S最小承载=185mm2(1.332.3)2由公式可判定，衬垫不会弯曲。AMIN=185cm2，(1.33T)2=(1.332.3)2AMIN/（1.33T）2=187/(1.332.3)21符合挠度要求。4.4、 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Cr。TC=T(1+Cr)式中：TC修正后的厚度cmT原设计厚度cmCr蠕变系数%（这里取10%）TC=T(1+Cr)=2.3（1+10%）=2.5cm经过各项校核后，且定最后衬垫尺寸为T=2.5cm，A=185cm2。 第五章、 运输包装设计5.1、 销售包装纸盒结构设计（1）、 销售包装的内尺寸设计由于是单体包装就无须考虑排列方式了，由于加入缓冲垫，内装物的轮廓尺寸 L0=153mm， B0=153mm，H0=180mm内尺寸计算公式为X=X0+K式中：X一纸箱的内尺寸；K-修正系数取长度和宽度方向上的修正系数为5mm，高度方向上的修正系数为4mm故由公式得：L=L0+K=153+5=158mmB=B0+K=153+5=158mmH=H0+K=180+4=184mm故纸盒的内尺寸为158mm158mm185mm(2)、 销售包装的制造尺寸制造尺寸的计算公式为X1=X+K由查表知取长度和宽度方向上的修正系数为3mm，高度方向上的修正系数为6mm K1=L+K=158+3=161mmB1=B+K=158+3=161mmH1=H+K=184+6=190mm(3)、 纸盒的外尺寸纸盒的外尺寸计算公式为X=X1+KX1为纸盒的制造尺寸，K为纸盒的外尺寸修正系数L=L1+K=161+4=165mmB=B1+K=161+4=165mmH=H1+K=190+4=194mm销售包装的结构图 5.2、 运输包装的材料选择瓦楞纸板因无污染可再生具有良好的缓冲性能等优，在运输包装中得到广泛应用。A楞型的纸箱承受平面压力性能比B和C楞型差，但其承受垂直压力性能较高；B楞型的瓦楞低又密。故耐垂直压力性能较差，但平面耐压性能较高。C楞型性能，介于A楞型和B楞型之间。E楞型的纸板具有重量轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷。由于本设计对象煮蛋器在流通过程中是堆码运输,因此对其纸箱要求要有较强的平面耐压性能；所以考虑选择选用B型瓦楞纸第六章、 瓦楞纸箱的结构设计6.1、 瓦楞纸箱的排列形式包装中，煮蛋器重850g，销售包装面积0.43m2，用E型瓦楞纸包装，其定量约为500g/m2。每个单件产品质量W=500+5000.43+13.7=628.7g=0.628Kg产品使用0201型瓦楞纸箱作为运输包装。为达到长、宽的尺寸比例为1.5：1的要求，采用3l2b3h的排列方式，产品平放。每箱总重量为0.62818=11.3Kg 其内装物的最大外尺寸分别为：Lo=3165=495mmBo=2165=330mmHo=3194=582mm其装箱方式如下图6.2、 瓦楞纸箱的尺寸(1)、 瓦楞纸箱的内尺寸为：X=X0+X（Xo为纸盒的外尺寸，X为瓦楞纸箱的内尺寸修正系数）L=L0+X=495+5=500mmB=B0+X=330+4=334mmH=H0+X=582+3=585mm(2)、 瓦楞纸箱的制造尺寸为：X1=X+X（X为瓦楞纸箱的内尺寸，X为瓦楞纸箱的制造尺寸修正系数）长度和宽度方向上的修正系数为9mm，高度方向上的修正系数为18mmL1=L+X=500+9=509mmL2=L+X=500+6=506mmB1=B+X=334+9=343mmB2=B+X=334+5=339mmH1=H+X=590+18=608mm(3)、 瓦楞纸箱外摇盖的制造尺寸为：F=B1/2+X=343/2+5=176.5mm(4)、 瓦楞纸箱接头的制造尺寸J=50mm(5)、 瓦楞纸箱外尺寸X”=X+X”（X为瓦楞纸箱的制造尺寸，X”为瓦楞纸箱的外尺寸修正系数)L”=L+L”=509+10=519mmB”=B+B”=343+10=353mmH”=H+H”=608+12=620mm瓦楞纸箱的最大综合尺寸为519+353+620=1492mm6.3瓦楞纸箱的分配由内装物质量为11.3Kg以及瓦楞纸箱的最大综合尺寸由下表确定选择纸板代号为S-1.3，要求的耐破度为1000kPa外面纸选用牛皮箱纸板，优等品；内面纸选用普通箱纸板，一等品 ，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为： PZ=P/(0.953)=1000/(0.953)=526.3kPa(1) 外面纸的耐破指数取3.3其定量Q=526.3/3.3=159.4g/m2外面纸选择定量为160g/m2的优等牛皮箱纸板。环压指数为9.5（2）内面纸的耐破指数取2.85其定量Q=526.3/2.85=184.6 g/m2内面纸选定量为200 g/m2的一等普通箱板纸，环压指数为8.0（3）瓦楞芯纸选一等品，定量为100 g/m2环压指数为5.3得瓦愣纸板定量160+200+1001.36+24=520 g/m2销售纸盒的定量为280 g/m26.4纸箱强度校核 (1)、 接合与封箱包装箱采用钉合方法，使用16号U型钉，斜向钉合。已知箱内产品重量W=11.3Kg，K取1，产品内销，P取25N。钉钉个数n=W/（KP）=11.39.8/25=4.4=5(2)、 瓦楞纸板的面积A=(L+B)(H+F2) 2 =(509+343) (608+176.52) 210-6=1.6m2(3)、 瓦楞纸板重量W=QA=11801.6/1000=1.88Kg(4)、 瓦楞纸箱周长Z=2(L+B)=2(509+343)=170.4cm(5)、 瓦楞纸板的综合环压强度PX=rQ+rmCQm =1609.5+2008.0+1001.365.3 =3840.8N/m=38.4N/m(6)、 瓦楞纸箱的抗压强度愣常数取13.36，箱常数取0.66瓦楞纸箱的抗压强度为Pc=1.68Px（4aXz/Z）2/3*Z*J = 1.6838.4(13.364/160.4)2/3160.40.66 =3282N货物总重量W=(11.3+1.88)9.8=129.4N安全系数由货物的储存期和储存条件决定，取值如下表煮蛋器存储器一般在100天以上，取K=2堆码高度一般取450cm，纸箱的堆码载荷为P=KW(h/H-1)=2129.4(450/51-1)=2024.7NPc因为抗压强度比堆码载荷大，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码高度第七章、成本分析（1）泡沫塑料的价钱是1100元/m使用缓