运输包装课程设计

天天 津津 科科 技技 大大 学学 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 题目题目 设计说明书 页 图 纸 张 专专 业 业 物流工程物流工程 姓姓 名 名 陈聪陈聪 班班 级 级 090652 指导教师 指导教师 宋海燕宋海燕 成成 绩 绩 提交日期 提交日期 课 程 设 计 说 明 书 1 运输包装 课程设计任务书 一 设计题目 某家电 办公产品的整体包装方案设计 例如 电脑显示器 电视机 VCD 电饭煲 榨汁机 打印机 扫描仪 数码相机 电子仪器等 二 设计任务 1 完成产品整体包装方案设计 包括流通环境的确定 产品特性分析 内包装 缓冲包装 运输包装和集合包装设计 2 缓冲包装设计包括缓冲材料的选取 衬垫基本尺寸的计算与校核 缓 冲结构设计 3 运输包装设计包括瓦楞纸箱箱型的选择 尺寸计算等 4 集合包装包括托盘和集装箱的选用 排列和利用率计算 5 绘制图纸 缓冲衬垫结构设计图 A4 图 1 2 张 产品包装装配图 A4 图 1 张 纸箱平面展开图 A4 图 1 张 要求按照国家标准制图 6 完成设计说明书 内容包括 1 扉页 2 课程设计任务书 3 中文摘要 约 200 字 4 英文摘要 5 目录 6 正文 a 研究背景和意义 b 市场调研 c 确定产品流通环境 d 产品特性分析 e 内包装设计 f 缓冲包装设计 g 运输包装设计 课 程 设 计 说 明 书 2 h 集合包装设计 i 成本计算 j 总结 7 参考文献 8 附图 7 设计说明书要求撰写规范 层次清晰 5000 字以上 详见模板 课 程 设 计 说 明 书 3 摘 要 通过分析宏基 4738G 笔记本电脑的外部流通环境和产品本身特性 选择 了合适的缓冲包装材料 EPE 进行了缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计 并进 行相应的各种数据的校核 完成了缓冲包装设计 运输包装设计选用了 0201 型瓦楞纸箱进行尺寸和结构设计 并计算了该纸箱运输过程中需要满足的强 度要求 集合包装设计进行了托盘和集装箱的选用和排列方式的分析 最后 针对本次课程设计做出概括性的总结 关键词 流通环境 缓冲包装 瓦楞纸箱 校核 托盘 集装箱 成本 课 程 设 计 说 明 书 4 ABSTRACT Through the analysis of the 4738G laptop acer external circulation environment and the product itself characteristics select the appropriate cushion packaging material EPE the cushioning pad size calculation and structure design and carries on the corresponding to all kinds of data of checking completed the cushion packaging design The package design choose the type 0201 corrugated carton for size and structure design and calculate the carton transportation process of need to meet the required strength Set the tray and packaging design the selection and arrangement of the container of the analysis Finally according to the course design make general summary Key words The flow of the environment cache packaging Corrugated Box Checking Tray Container Cost 另起一页 不显示页码 课 程 设 计 说 明 书 5 目 录 一 研究背景和意义 二 市场调研 三 确定产品流通环境 四 产品特性分析 五 内包装设计 六 缓冲包装设计 七 运输包装设计 八 集合包装设计 九 成本计算 十 总结 参考文献 正文部分宋体小四 英文用 Times New Roman 体小四 两端对齐书写 段落 课 程 设 计 说 明 书 6 首行左缩进 2 个汉字符 1 25 倍行距 段落中有数学表达式时 可根据表达 需要设置该段的行距 段前 0 磅 段后 0 磅 一 研究背景和意义一 研究背景和意义 随着我国国民经济快速增长 人均可支配收入迅速增加 消费者的购买 力增强 计算机尤其是笔记本电脑的市场需求呈现出了前所未有的强劲态势 过去人们关注的重点放在笔记本电脑的配置 功能 品牌 质量 服务等方 面 但是随着环保意识的提升 人们对于笔记本电脑的包装越来越重视 开 始追求绿色 追求 零包装 因此对笔记本电脑设计出切实可行的包装方案 具有着重要的意义 二 产品包装市场调研二 产品包装市场调研 1 目的 随着经济持续发展 电脑在居民生活中的使用率越来越高 生产电脑的 企业也越来越多 每个企业所应用的包装形式不尽相同 其目的 都是为保 证产品在出厂到销售物流过程中免受损坏 并且吸引消费者购买本公司的产 品 刺激消费者的购买欲望等 了解各个电脑品牌的销售包装和缓冲衬垫形 式 为包装课程设计确定设计方案 2 地点 天津河西区大沽南路大润发超市 国美电器大沽南路店 3 时间 2011 年 12 月 24 日 2012 年 1 月 5 日 4 调查表 据统计 使用 EPS 作为缓冲衬垫的占调查总数的 80 使用纸浆膜作为 缓冲衬垫的占调查总数的 20 使用提手和易开结构的销售包装占调查总数 的 40 使用普通 0201 型瓦楞纸板的销售包装占调查总数的 60 详见表 1 1 表 1 1 市场调查表 课 程 设 计 说 明 书 7 商品 名称 奔腾 PFYZ 3L 格兰仕 A601T 40YK 4L 美的 YJ408C 4L 飞利浦 HD4724 10 1L 松下 SR CEB15 1 5L 三洋 ECJ DY115M 1 5L 缓冲 衬垫 纸浆膜 EPSEPSEPS 纸浆膜 EPS 有无 提手 有有有无无有 商品 名称 东芝 RC N18LC 1 8L 海尔 CFJ302 3L 九阳 电 压力锅 JYY M40 4L 奔腾 PF40Z B 4L 美的 YJ408D 4L 格兰仕 A501T 30Y9 5L 缓冲 衬垫 EPSEPSEPS 纸浆膜 EPSEPS 5 结论 EPS 十分不环保 不能回收利用 在提倡绿色包装的今天 应该废除 纸浆膜 生产工艺复杂 一次定型只试用一种产品 缓冲性能不易测量 所 以 我们要研究新的缓冲材料 解决目前市场存在的问题 三 确定产品的流通环境三 确定产品的流通环境 一 一 产品的流通区间产品的流通区间 1 产地 天津 2 目的地 全国各地 二 产品的主要运输方式 二 产品的主要运输方式 铁路和公路运输 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 课 程 设 计 说 明 书 8 关 但主要因素为公路的起伏和不平 汽车运输是包装件的共振频率一般小 于 25HZ 实验测得 汽车运输发生二次共振时其基频为 8 2 8 5HZ 二次共 振频率范围为 17 3 18HZ 共振加速度增大为外界激励的 18 倍 汽车运输 的随机振动加速度垂直方向最大 汽车运输振动能量绝大部分分布在 0 200HZ 其中能量最集中处于 0 50HZ 频带内 汽车运输随机振动功率谱 密度在 2HZ 和 10HZ 左右各有一个较大峰值 通常 2HZ 出的峰值为全频带内最 大值 所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值 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 在普通路轨上为 80 120 次 分 加速度最高为 1g 另一种是火车在挂钩撞 合时产生的水平冲击 加速度可达 2 4g 若速度为 14 5km h 时作溜放挂钩 车体撞合瞬间可能产生 18g 的冲击加速度 火车驶过钢轨时受到冲击 以正 常速度 70km h 驶过钢轨时 垂直方向加速度峰值为 5 8g 运输过程中所产 生的具体冲击与振动值见书 P56 三 装卸与搬运 三 装卸与搬运 装卸作业包括人工与机械两种方式 按常规产品的跌落高度定为 90cm 四 贮存环节 四 贮存环节 采用一般仓库贮存 堆码高度 2 3m 堆码层数 9 层 五 流通环境的气象条件 五 流通环境的气象条件 由于产品在天津 销售范围为全国各地 从南到北含盖了几个气候带 虽然温度随地域的变化 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 笔记本电脑为电子产品 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 2K2 2B1 2S1 2M1 四 产品特性分析四 产品特性分析 一 产品外形尺寸 一 产品外形尺寸 长 342mm 宽 249mm 高 34mm 二 产品重量 二 产品重量 2 2kg 课 程 设 计 说 明 书 9 三 产品重心 三 产品重心 笔记本电脑的几何中心 四 易损件 四 易损件 笔记本电脑体积小 结构紧密 其易损部位主要是它的液晶屏和硬盘驱 动器 五 产品的脆值 五 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 但由于课程设计的时间有限 我们只能通过查资料 比较同类产品的脆值来确定 通过比较日本 英国同类产品的脆值 确定本 产品的脆值取 G 70g 六 产品的固有频率 六 产品的固有频率 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 五 内包装设计五 内包装设计 选用聚乙烯 PE 气泡袋 起防潮 保护外观免受划伤 防静电作用等 六 缓冲包装设计六 缓冲包装设计 一 缓冲包装材料的选择 一 缓冲包装材料的选择 缓冲包装材料的种类很多 但他们起缓冲作用的形式都是基本相同的 都是通过自身的形变来吸收包装件在流通过程中由于震动和冲击产生的破坏 性的能量 并起到使产品与外界隔离的作用 避免内装物因冲击震动造成的 损害 比较常用的包装材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 课 程 设 计 说 明 书 10 目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯 EPS 与发泡聚乙烯 EPE 聚乙烯泡沫塑料发泡均匀 柔软 有较好的缓冲与机械性能 压缩 不易断裂 高低温环境下不易老化 可与产品直接接触不会产生化学变化与 腐蚀现象 故综合考虑决定使用聚乙烯泡沫塑料作为设计的缓冲材料 虽然 发泡聚乙烯不可以在自然环境中自动降解 包装废弃物会造成 白色污染 但我感觉可以通过材料的再次回收进行二次利用解决这一问题 发泡聚乙烯 EPE EPE 俗称 珍珠棉 由 30 40 倍高发泡成形的产 品 重量轻 有一定坚固性 柔软性 缓冲性能 受反复冲击其特性不变 它是一种高强缓冲 抗振能力的新型环保材料 EPE 的 PH 值为中性 不会对 任何产品造成损伤 同时它的优良特性能抵御外界的酸缄腐蚀 珍珠棉是一 种易于加工和处理的新型保护型包装材料 EPE 柔韧 质轻 富有弹性能通 过弯曲来吸收和分散外来的撞击力 它导热率很低 隔热性能优异 独立气 泡 几乎没有吸水性的放水材料 不受各种气候条件影响 耐气候性优越 切割 粘合 层压 真空成形 压缩等的加工性优秀 EPE 缓冲特性曲线 课 程 设 计 说 明 书 11 二 缓冲衬垫基本尺寸计算 二 缓冲衬垫基本尺寸计算 根据发泡聚乙烯的缓冲系数与最大应力曲线 使用最小缓冲系数法 在 发泡聚苯乙烯的缓冲系数与最大应力曲线中作一条水平切线 切点的纵坐标 对应最小缓冲系数 Cmin 横坐标对应一个最大应力 m 由公式 T CH G 可以 求出衬垫厚度 T 由公式 A WG m可以求出衬垫面积 A 已知产品重 2 2Kg 脆值为 70g 等效跌落高度为 90cm 采用最小缓冲 系数法 可得 Cmin 5 6 m 0 17 105Pa 根据公式 T CH G 和 A WG m可 得 T CH G 5 6 90 70 7 2 cm A WG m 2 2 9 8 70 104 0 17 105 887 8cm2 三 缓冲衬垫校核 三 缓冲衬垫校核 1 挠度校核 Amin 1 33T 2 1 887 8 1 33 7 2 2 9 7 1 课 程 设 计 说 明 书 12 2 蠕变量校核 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 cm T 原设计厚度 cm Cr 蠕变系数 这里取 10 Tc T 1 Cr 7 2 1 10 7 92cm 经过各项较核后 且定最后衬垫尺寸为 T 8cm A 890cm2 四 缓冲衬垫的结构设计 四 缓冲衬垫的结构设计 说明整体结构设计是怎样的 理由 缓冲衬垫的具体结构见图纸 七 运输包装设计七 运输包装设计 包装材料的选择 瓦楞纸板因无污染 可再生 具有良好的缓冲性能等优点 在运输包装 中得到广泛应用 本设计也采用此材料设计外包装 对于笔记本电脑的包装 一般是用单体包装的 本设计选标准箱型 020l 型 为了保持侧面的印刷面不 被破坏 接头设计与侧面连接 由于笔记本电脑重量轻 故实际中接头采用 强度较高的粘合剂粘接 按照 GBT6544 1999 标准规定 UV 形瓦楞纸板分为 A C B 和 E 型四 种 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 和 B 楞型之间既具有良好的缓冲保护性能 又具有 一定的刚性 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 综合考虑 由于本设计对象 笔记本电脑在流通 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 此外 笔 记本电脑是高精密产品 所以对缓冲垫的要求较高 一般承担了电脑的缓冲 要求 即外包装无须承担缓冲功能 所以综合考虑选择 B 单瓦楞纸板设计 因为 Y450 笔记本电脑为内销产品 所以采用第二类瓦楞纸板 内装物质 量为 2 2kg 所以选第二类第一种瓦楞纸板 其代号为 S 2 1 箱板纸分为 课 程 设 计 说 明 书 13 A B C D E 五个等级 其中 A B 制造出口包装用瓦楞纸板 C 适宜制造大型产品包装用的瓦楞纸板 D 适宜制造一般产品用的瓦楞纸板 E 制造轻载瓦楞纸板 所以本设计中采用 D 等箱板纸 1 1 内尺寸的计算内尺寸的计算 Xi Xmaxnx d nx 1 T K1 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 d 内装物公差系数 mm T 衬隔或缓重的总厚度 mm K1 内尺寸修正系数 查表 P248 9 18 高度方向长度方向宽度方向 小型箱中型箱大型箱 3 73 71 33 45 7 nx 1 T 80mm Li Lmax T K1 342 80 5 427mm Bi Bmax T K1 249 80 5 334mm Hi Hmax T K1 34 80 3 117mm 2 2 制造尺寸计算制造尺寸计算 X Xi t k 式中 X 瓦楞纸箱长 宽 高的制造尺寸 mm Xi 纸箱内尺寸 mm 课 程 设 计 说 明 书 14 t 瓦楞纸板厚度 mm k2 制造尺寸修正系数 mm 查表 表 9 7 瓦楞纸板厚度参考值 mm 楞型 ABCEABBC 厚度 t 5 33 34 32 38 17 1 表 9 19 0201 型瓦楞纸箱制造尺寸的修正值 mm 名称 楞型 L1L2B1B2H A64639 B32326 C53538 E21213 L1 427 4 3 434mm L2 427 4 2 433mm B1 334 4 3 341mm B2 334 4 2 340mm H 117 4 6 127mm 摇盖宽度 F B1 2 xj xj 02 类纸箱摇盖伸长系数 mm 表 9 21 02 型瓦楞纸箱摇盖伸长修正值 xj 名称 楞型 02010203020402050206 A2 30 22 30 20 2 B1 5 20 11 5 20 10 1 C1 5 2 50 1 51 5 2 50 1 50 1 5 E000 100 课 程 设 计 说 明 书 15 F B1 2 xj 341 2 2 172 5mm 表 9 20 0201 型瓦楞纸箱接头尺寸 mm 纸板结构单瓦楞双瓦楞 J35 4045 50 接头尺寸查表取 40mm 开槽宽度取纸板厚度加 1mm 为 5mm 3 外尺寸计算外尺寸计算 运输包装外箱外尺寸的确定 由外寸公式 X0 X 2t 式中 X0 纸箱外尺寸 mm X 纸箱最大制造尺寸 mm 所以外箱外尺寸为 Lo L1 2t 434 8 442mm B0 B1 2t 341 8 349mm Ho H1 2t 127 8 135mm 4 4 堆码强度校核堆码强度校核 1 强度 根据内装物尺寸和重量确定纸板与纸箱尺寸参数后 要进行与纸箱堆码 高度有关的抗压强度计算 采用的计算抗压强度的公式是美国的凯里卡特公 式 2 3 z cx aX P PZJ Z 4 Px为瓦楞纸板的综合环压强度 N cm Z 为纸箱的周长 cm aXz 为楞常数 J 为箱常数 x P 15 2 nimjmj ij RC R 课 程 设 计 说 明 书 16 式中 Rni 为里 面纸的环压强度测试读数值 N 环压强度则等于 Rni 15 2 N cm i 为面里纸板的层数 Rmj 为芯纸的换压强度的测试读数 值 N Cmj 为芯纸收缩率 j 为芯纸的层数 15 2cm 为纸板与芯纸的换压 强度测定试样长度 2 堆码 堆码强度是纸箱设计的重要指标 是指仓储的瓦楞纸箱包装在一定时间 的静压力下堆码即将倒塌之前所能承受的载荷 纸箱的堆码强度计算公式为 Ps 9 81G Nmax 1 其中 G kg 为单个纸箱包装的毛重 Nmax 为最大堆码层数 由书 课本 表 9 4 查得 250g m2C 级面 底箱值班的环压指数为 6 5 得面 底纸的环压强度 Px1 250 6 5 1625N m 查得 127g m2的 C 级芯纸 中夹的环压指数为 3 5 得芯纸的环压强度 Px2 127 3 5 444 5N m 则 x P 15 2 nimjmj ij RC R 即 254 N cm 2 15 121 CRRR P m X 2 15 36 15 44416251625 可计算出指向的抗压强度 其中 Z 2 Lo Bo 2 442 349 1582mm 158 2cm 据表 9 22 楞常数与箱常数得 aXZ 5 00 j 1 27 254 5 00 4 158 2 158 2 1 27 12855N 2 3 z cx aX P PZJ Z 4 单个纸箱包装的毛重为 2 8kg 纸箱的堆码强度 Ps 9 81 2 8 16 1 412 02 N m 堆码的安全系数 K Pc Ps 12855 412 02 31 2 1 说明对于安全堆码有足够的强度 课 程 设 计 说 明 书 17 八 集合包装设计八 集合包装设计 一 托盘 1 托盘的选择 1 选择的依据是托盘的表面利用率要高 由前一节可知瓦楞纸箱的外 尺寸为 Lo Bo Ho 442 349 135mm 根据我国联运平托盘外部尺寸系 列 GB2934 1982 选择代号为 TP3 的双面使用型 S 型 联运托盘 公称 尺寸 L B 1000 1200 mm 叉孔高度为 100 mm 2 瓦楞纸箱在托盘上的排列方式 排列方式选择 Q 型即为 l0 B b0 L 托盘 L 方向上排列瓦楞纸箱的数目为 2 B 方向上排列瓦楞纸箱 的数目为 3 托盘高度方向的排列数目为 16 3 瓦楞纸箱在托盘上的堆码方式采用平齐重叠堆码方式 该方式使瓦 楞纸箱的四个角上下对应 故承载能力大 强度高 但是稳定性不好 4 该托盘包装的固定用压敏胶带并加抗滑夹层的方式加以固定 2 托盘的表面利用率 表面利用率 100 托盘的使用面积 货物占有的面积 100 12001000 33492442 77 1 3 单个托盘包装的外尺寸 L0 1000 mm B0 1200mm H0 135 16 100 2260mm 4 托盘的校核 1 货物伸出托盘的长度 o 3 349 3 1047 1200 并未伸出托盘 满足要求 校核通过 2 托盘上货物堆跺高度为 135 16 2160 2B 2 1200 2400 课 程 设 计 说 明 书 18 mm 满足要求 校核通过 3 单个托盘上的货物重量 W 2 2 16 2 8 179 2 kg 满足重量 要求 二 集装箱 1 集装箱的选择 已知托盘包装件的最大外尺寸为 L0 B0 H0 1000 1200 2260 mm 由 于该托盘包装外尺寸的高度为 2260mm 在所有集装箱的箱型中都无法使该 托盘包装进行堆码放置 只能是一层 根据我国集装箱 GB1413 78 规定 尺寸选择集装箱的型号为 1AA 2 托盘包装在集装箱里的排列 排列方式为 Q 型 在 L 方向上的数目为 11 在 B 方向上的排列数目为 2 3 利用率计算 空间利用率为 8 90 100 2350233011998 226012002100011 因此 要考虑集装箱底面积的最大利用率 利用率 100 233011998 12002100011 94 4 4 单个集装箱的载重 W W托盘包装