金属包装容器结构设计课件

2018年1月27日,金属包装容器结构设计,1,2013年3月,金属包装容器结构设计,李 清,中北大学机械工程与自动化学院E-Mail： lq_999163.com 电 话：3925780,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,2,金属包装容器结构设计CAI简介,金属包装容器结构设计CAI适用于包装工程专业金属包装容器结构设计专业课程的教学，该课件内容依托孙诚主编包装结构设计并参考周开明等主编的销售包装结构设计教材，宋宝丰主编包装容器结构设计与制造、高德编著金属包装容器、刘莜霞编著金属包装容器等书内容完成。内容共七章，分别介绍了金属包装容器概论和加工成型方法、两片罐、三片罐、金属桶、金属气雾罐以及钢桶封闭器的结构设计方法。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,3,目录,1 金属包装容器概论2 金属包装容器加工成型3 两片罐结构设计4 三片罐及其衍生罐结构设计5 金属桶结构设计6 钢桶封闭器结构设计7 金属气雾罐结构设计8 瓶盖结构设计,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,4,No.1 Q/A? 金属容器感性认识,根据收集到的金属容器及图片归纳（1）金属包装容器的分类用途，材料，与其它材料容器纸、塑料优缺点形状，结构特点开口方式（2）金属包装容器的性能特点（3）自学第1章，整理包装设计与材料、机械和工艺关系，结构设计与造型和装潢设计关系,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,5,No.2 Q/A? 二片罐结构测绘,（1）两片罐结构特征，测绘工程图（2）查找资料：两片罐制造工艺（3）两片罐结构设计罐身：材料 形状 容积 壁厚 结构、精度、毛坯计算（4）自学二重卷边,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,6,第一章 金属包装容器概论,基本要求：掌握金属包装容器的分类和组成特征教学内容及组织：1 金属包装容器的性能特点2 金属包装容器的类型和应用3 金属包装容器的组成特征4 金属包装容器常用材料重点与难点：金属包装容器的组成特征学时分配：1学时,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,7,第一章 金属包装容器概论,1.1 金属包装容器的性能特点 1.2 金属包装容器的类型和应用 1.2 金属包装容器的组成特征 1.3 金属包装容器常用材料,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,8,1.1 金属包装容器的性能特点,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,9,1.1 金属包装容器的性能特点,优点1优良阻隔性能 香、气、光 2机械强度 耐高温、湿，耐压食品长期保存3良好加工适应性4方便性5装潢美观6回收率高,缺点1化学稳定性差 2不经济,包装产值10%纸、塑、金属。第 3,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,10,1.2 金属包装容器的类型和应用,1 按容器材质分类：钢质容器、铝质容器及其它。2 按容器容积、形状分类金属箱：容量较大，用于军品及特殊商品包装运输；金属桶：板厚0.5mm，容量20L，用于油脂、燃油、电石等；金属罐：板厚0.49mm，容量16L，用于食品、饮料、药品、化妆品、文化用品；金属盒：容量较小，高度较浅，带有盒盖。用于儿童食品、化妆品、文化用品；金属软管：挠性金属材料制作。用于牙膏、药品、颜料等膏状；铝箔袋：起防潮、防霉、保鲜、保味；金属喷雾罐：用于喷雾产品。特殊：集装箱，压力容器,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,11,1.2 金属包装容器的类型和应用,金属罐,金属桶,金属箱,喷雾罐,金属软管,三片罐,两片罐,三片开顶金属罐,工业薄钢板圆罐,易开三片罐,方桶,钢提桶,T型桶,S型桶,1类全开口紧耳钢提桶,3类闭口钢提桶,2类全开口封闭箍钢提桶,4类闭口直桶钢提桶,3类闭口缩颈钢提桶,正方形桶,长方形桶,1类全开口紧耳钢提桶,2类全开口封闭箍钢提桶,金属圆桶,Z型罐,Y型罐,金属包装容器,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,12,1.3 金属包装容器的结构特征,金属包装容器的基本组成是由顶片、底片、身片组成。基本构件及连接形式的变化，形成不同结构形式的容器。附件有封闭器、提环、易拉环、凸筋、波纹等。,图3. 金属容器基本构件1图2-11-顶片 2-身片 3-底片,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,13,金属容器基本构件 局部特征？,1 身片：其变化决定顶片、底片的变化。其尺寸的变化不同的容积或T/S型容器；其截面形状变化决定顶片、底片的形状，形成各种形状容器。 2 顶片：具有自身变化和与身片结合形式的变化。若、顶片与身片为密封性结合就构成密封罐、易拉罐、钢桶；若非密封结合，形成开口容器。如滑盖罐、扣盖盒、活页盒。3 底片：与身片的结合有整体式的两片罐，卷封式的三片罐,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,14,1.4 金属包装容器常用材料,强度、延伸率，屈强比1 薄钢板：厚度2mm。碳素薄钢板、优质碳素薄钢板、低合金薄钢板；镀锡薄钢板（马口铁）镀锌（白铁皮）及镀铬薄钢板。 耐腐蚀，不易生锈。特点:焊接性能好，延展性低于铝铝：焊接性能差，延展性好2 铝、铝合金薄板及铝箔 铝箔：厚度0.0060.2mm，具有优良的防潮、保香和反射功能。 3 不锈钢板,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,15,第三章 三片罐及其衍生罐结构设计,基本要求：掌握三片罐结构与尺寸设计以及二重卷边的结构特点教学内容及组织：1 罐身结构及规格尺寸2 罐盖、罐底及环圈的结构设计3 二重卷边4 三片罐制造工艺5 金属罐坯料下料尺寸计算6 三片罐及其衍生罐的技术要求重点与难点：1 罐身结构及规格尺寸2 罐盖、罐底及环圈的结构设计3 二重卷边学时分配：5学时,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,16,第三章 三片罐及其衍生罐结构设计,3.1 三片罐概述 3.2 罐身结构及规格尺寸 3.3 罐盖、罐底及环圈的结构设计 3.4 二重卷边 3.5 金属罐坯料下料尺寸计算 3.6 三片罐及其衍生罐的技术要求,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,17,3.1 三片罐概述,1 概述 三片罐由罐身、罐底和罐盖三部分组成。衍生罐： 罐盖：易开、滑盖、杠杆开启、紧耳等 罐身：T型（锥）、S型（直） 材料：0.150.5镀锡、镀铬、优质碳素薄钢板,图35 三片罐组成3图6-361-罐盖；2-罐身；3-罐底,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,18,同图16. 圆形三片罐结构示意2图12-13,罐身的上缘和下缘分别为罐盖与罐身、罐身与罐底的结合部，为使罐身上缘与一定规格的罐盖相封合，可设计成缩口结构。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,19,2、三片罐制造工艺,参看课本P2511）罐盖（罐底）板料分切 涂油 冲裁成型 圆边 注胶 烘干罐身 板材下料 印刷 裁罐身 成圆 搭接焊结 补涂 烘干（滚筋） 翻边 封底 检验 罐装 封盖,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,20,3.2 罐身结构及规格尺寸 1 罐身截面形状,图36. 常见罐身截面形状及尺寸1图2-11,常见异形截面罐规格尺寸见P252-253,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,21,2 罐身结构及规格尺寸,（1）三片罐罐身类型直圆罐罐身：罐身有纵接缝，上、下口缘翻边，以便与罐盖（圆环）、罐底的卷边封口。缩颈罐罐身：使罐身的一端或两端截面缩小，以配用尺寸较小的罐盖和罐底。T型罐罐身：罐身上口缘卷成圆管形，与凸耳罐盖或封闭箍罐盖的封盖相应；下口缘缩颈翻边，与罐底卷封。罐身上有两道外凸筋，靠近口缘的加强口缘强度，下凸筋防止套叠。滑盖罐罐身：上口缘有外凸筋，起止口作用，口缘内翻，不划手。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,22,图36.三片开顶金属圆罐图1图2-11,（a）直圆罐、缩颈罐罐身结构1图2-12,（b）T型罐罐身结构1图2-12,（c）滑盖罐罐身结构1图2-12,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,23,（2）三片开顶金属圆罐,罐身主要尺寸为罐内径、罐外高（罐内高）。罐内高、罐外高是罐身、盖、底组装后罐的内部高度或外部高度。 设计流程：罐型 容积 规格尺寸（查1表2-10）,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,24,（3）薄钢板圆罐,(b)2类,(a)1类,图38. T形薄钢板圆罐 1图2-15,T形薄钢板圆罐的结构尺寸 见1表2-11,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,25,(c)3类,图39. S形薄钢板圆罐1图2-15,(a)1类,(b)2类,(d)4类,S形薄钢板圆罐的结构尺寸,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,26,（4）标准GB/T17590-1988易开盖三片罐,分缩颈和直圆两种罐型。见图37 1图2-16，1表2-12。标示代号：易开盖规格代号/罐身标准直径规格代号/罐底规格代号罐高规格代号，如206/211/209 408（355mL，65.30.15，115.20.15）,图37. 易开盖三片罐1图2-16,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,27,3 罐身接缝,罐身接缝是罐身成型后罐身板两端的焊（粘）接接缝。有锁边、熔焊、粘结等结构。锁边结构为锡焊结构，工艺复杂，铅污染，已淘汰。熔焊结构，搭接或对接后，通过电阻焊或激光焊接，搭接宽度约0.30.5mm，焊缝厚度1.5tb。工艺优，广泛使用。胶黏剂使纵缝成型。日美应用。纵接缝的位置：设计在过渡圆弧与直面的交切点以外部位，并尽量留出较大的印铁装饰面积。图2-18,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,28,图40 三片罐纵接缝结构示意图 2图12-121-罐盖；2-上缘；3-罐身；4-下缘；5-罐底；6-卷边；7-身缝；8-熔焊式身缝；9-锡焊式身缝；10-粘结式身缝,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,29,图41端折成形方法 3图5-13,图42 端折的结构尺寸3图5-14,图43 踏平后锁边接缝的结构3图5-15,(a)缝钩横断面 (b)叠接缺口,踏平后锁边接缝的结b构b=2.93.4mm;H=4tb+ee0.2mm,锁边结构,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,30,成圆示意图3图5-21,(a) Z形杆入口截面,(b) z形杆出口截面,z形杆引导罐体形成搭接示意3图5-22,电阻焊原理3图5-18,熔焊结构,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,31,胶黏剂层合法罐身接缝剖面3图5-26,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,32,4 翻边,罐身上、下边缘向外适当翻出，以便和罐盖或罐底进行卷边密封，罐身两端被翻出的部分即翻边。翻边尺寸随容量增大而增大，见表2-13。B翻边宽度，B=（2.53.4）0.2mm，R翻边圆弧半径，R=2.02.5mm，翻边角度=9597（撞击式）， =90（旋压式） 罐身角度，=4,(a)圆罐 (b)方形罐,图44 罐身口部翻边尺寸1图2-19,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,33,5 加强筋,(a)均布 环筋,(b)分组环筋,图45 加强筋1图2-20,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,34,3.2 罐盖、罐底及环圈结构尺寸,罐盖、罐底及环圈的设计应与罐身结构、尺寸相适应，满足与罐身卷边密封的要求，有承压、承重所需刚性，并考虑开启方式。罐盖厚度约为罐身壁厚的2倍。,图46 罐盖2图12-23,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,35,1 罐盖结构尺寸,1）切开式：三片密封罐用。上有膨胀圈。罐底结构尺寸与此同。图47 1图2-212）侧面卷开式：易开压痕线。图48 1图2-223）拉开式：拉环式、留片式、和全开式。图49 1图2-23。图50 1图2-24，1表2-14。4）滑盖式：与罐口滑配合。图51 1图2-255）紧耳盖、封闭箍盖：过盈配合。同T型钢提桶。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,36,图47 切开式罐盖 1图2-21,图48 侧面卷开式罐盖 1图2-22,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,37,图49 拉开式罐盖 1图2-23,图50 拉开式罐盖主要尺寸 1图2-24,图51 滑盖结构尺寸 1图2-25,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,38,图5-6新型固体包装易开盖罐,图5-5 固体包装易开盖罐,罐底和罐盖,图5-7液体包装易开盖,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,39,2 环圈结构尺寸：过盈配合,图52 环圈及杠杆开启盖结构 1图2-26,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,40,3 膨胀圈,膨胀圈是在罐底、罐盖上冲压形成的凹凸状环状结构，一般由12道环凸筋和若干级30环斜面构成。由罐径和温度变化范围确定。图53 1图2-27，1表2-15。膨胀圈的作用是能补偿罐身因温度变化而引起的变形，提高罐盖（底）的力学强度，能使罐的卷边结构免遭破坏，保护封口结构的密封性能，适应罐装食品高温灭菌时内装物膨胀的需要，并可识别变质食品。,图53 环圈、凸筋 1图2-27,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,41,3.3 二重卷边,1定义及类型：二重卷边是罐身（桶身）与盖片、底片或环圈组合，以五层板材咬合卷接在一起的卷封结构。其中包括三层盖（底）片和两层身片材料，层板中间嵌入密封胶，是金属罐或桶的主要组装封口方式。二重卷边的形式：平卷、圆卷。2二重卷边工艺3 二重卷边的结构参数：1）卷边厚度T：垂直于卷边叠层的最大厚度尺寸。2）卷边宽度W：平行于卷边叠层的最大高度尺寸。3）埋头度C：4）叠接长度E与叠接率K：身构与盖沟叠接的长度。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,42,（见）图13.卷封过程,图54 二重卷边形式 1图2-28,图55 二重卷边结构尺寸 1图2-28,密封填料,二重平卷边,二重圆卷边 三重圆卷边,I卷边形式,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,43,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,44,图14.卷封机构及压辊1图2-91-压头； 2-罐盖；3-罐身；4-底盘,图15. 封罐机的机构示意图3图5-29,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,45,图55 二重卷边结构尺寸 1图2-28,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,46,4二重卷边的质量检验及检验方法,1）铝合金Lo0.76mm，钢板Lo 1mm。E50%。 Hb、 Hc、W2）卷边质量缺陷见图56。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,47,a 假卷,c 大塌边,b 锐边及快口,d 跳封,接缝处卷边,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,48,e 卷边“牙齿”,f 铁舌,g 垂唇,h 卷边碎裂,i 罐身接缝盖钩完整率,图56 卷边质量缺陷 1图2-30,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,49,3.4金属罐坯料下料尺寸计算,1 罐身坯件周长：L=(d+tb)+ ls （0.20.3）B=(h+ lb) 0.1搭接长度ls：需根据不同的罐身纵缝结构确定。对接激光焊=0，锁边锡焊3倍成钩宽度，电阻焊0.30.5，0.62mm，粘贴长度，按实际。翻边长度lb以口缘翻边尺寸和加强筋确定。有加强筋时，罐身坯件宽度B加大35mm。2 罐盖、罐底及环圈属落料加浅拉伸成型加工，依据面积不变原则计算。或Dp=D+KK-修正值，表2-17,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,50,3.5三片罐及其衍生罐的技术要求,完好整洁，无明显擦伤和生锈现象，印铁标签的图案、文字清晰，涂膜色泽一致，无擦伤、划伤、起皱、起泡、流挂和露底等缺陷。焊缝均匀、平滑、无渣、美观、搭接一致；焊点均匀连接，不应有焊接不良及击穿现象；焊缝的拉伸强度不低于罐身板拉伸强度；接缝补涂应平滑均匀和完整，无大气泡和露铁点。包括气密、液压、跌落、堆码及提梁、提环强度方面的要求。罐用油墨、涂料、密封填料、钢板、钢丝的性能应符合有关关键标准的规定。用于盛装食品、食品添加剂的金属罐，其密封填料、内涂料要符合食品卫生法及有关标准的规定。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,51,第四章 两片罐结构设计,基本要求：掌握两片罐结构与尺寸设计教学内容及组织：1 两片罐的类型2 两片罐结构与规格尺寸3 两片罐坯料尺寸计算及制造工艺4 两片罐的技术要求重点与难点：两片罐结构与规格尺寸学时分配：3学时,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,52,第四章 两片罐结构设计,4.1 两片罐的类型 4.2 两片罐结构与规格尺寸 4.3 两片罐坯料尺寸计算及制造工艺 4.4 两片罐的技术要求,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,53,4.1 两片罐的类型和特点,1定义：两片罐指罐底和罐身用一块薄板坯件拉拔成型，然后将罐身与罐盖用二重卷边组封的金属罐。两片罐是通过拉伸工艺获得的。材料延展性要良好。2类型拉伸罐浅拉深罐深拉深罐（罐）变薄拉伸罐（&罐）,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,54,3 两片罐特点,3 两片罐特点：罐身的侧壁和底部为一整体结构，无任何接缝，所以具有很多优点。罐身无接缝，卷封质量好，内装食品卫生质量高。外观光滑，包装装潢效果好。二片冲压罐与同容器的其它金属相比，具有重量轻、省材料的特点。成型工艺简单。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,55,2 两片罐制造工艺,图61变薄拉伸罐身生产流程3图48,装潢工艺与成型工艺的顺序安排？,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,56,4.2 两片罐结构与规格尺寸,1 罐身 两片罐罐身由侧壁、罐底和口缘三部分构成。,罐身上缘罐身罐身下缘,(a)二片罐结构 (b)二片罐受力,图57 二片罐结构及受力示意 2图12-2,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,57,1）截面形状与壁厚浅拉伸罐：形状多变深拉伸，变薄拉伸：圆形，受工艺限制。一般在0.150.5mm。可用下式计算或校核壁厚。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,58,2）口缘、罐底口缘有直桶翻边、缩颈翻边、双、三缩颈翻边。罐底内凹，周边为环形支撑面，与罐体用斜面或圆弧过渡，提高了罐底的耐压强度和弯曲强度。不承受内压力时，可设计为平底、内凹底，可加膨胀圈。,啤酒罐底抗弯强度586620kPaa早期罐底406-419mb阿尔考B-53W，330mc阿尔考B-80，320m图58 二片罐底部外形2图12-3,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,59,3）二片罐的规格尺寸 规格尺寸应尽量选用标准化规格尺寸，标准易拉罐罐身主要尺寸见图59，1表2-18。注意极限偏差的标注。设计新罐型时要根据商品的情况、包装要求及包装量，先设计罐型和结构尺寸，然后计算罐容。,图59 铝易开盖两片罐罐身尺寸 1图2-33,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,60,2 罐盖,罐盖设计因素与三片罐同。按罐身截面决定罐盖形状；开启方式：易拉式，切开式；二重卷边；盖面有埋头度。铝易开盖两片罐罐盖尺寸规格见1表2-19。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,61,图50 拉开式罐盖主要尺寸 1图2-24,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,62,4.3 两片罐坯料尺寸计算及制造工艺,1 两片罐坯料尺寸计算罐身：成型前后体积不变原则。借助1表2-20。（略）V=Vj罐盖：面积不变原则,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,63,4.4 两片罐的技术要求,内外涂层：不得脱落、变色、划伤、起泡外形：罐体、罐盖符合标准或设计的规格尺寸要求，无折曲、变形、凹痕卷边密封性：耐压强度、轴向承压力符合要求，无泄漏。拉环：无脱落，开启压力:45N,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,64,4.5 两片罐设计步骤,（1）材料选定1）材料选择：浅拉伸，深拉伸罐（2）结构设计1）罐型：圆柱性，异性。成型工艺，容量。2）容量计算：符合标准化2）材料厚度的确定：强度计算公式3）局部结构设计（罐底）4）罐盖结构设计5）开启方式（3）坯料用量计算,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,65,第五章 金属桶结构设计,基本要求：掌握钢桶、钢提桶结构及尺寸设计和三重卷边的结构特点教学内容及组织：1 方桶2 钢提桶3 钢桶4 钢桶的制造工艺5 钢桶的质量检验重点与难点：1 钢桶、钢提桶结构规格及尺寸2 三重卷边学时分配：6学时,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,66,第五章 金属桶结构设计,5.1 方桶5.2 钢提桶5.3 钢桶5.4 钢桶的制造工艺5.5 钢桶的质量检验,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,67,5.1 方桶,1 方桶定义、类型定义：指截面为方形，容积18L的。类型：正方形、长方形。正方形：偏置小开口（用于液体），中心大开口（用于膏、粉、固体）。长方形：液体或粘稠液体。,图62 正方形桶结构形式 1图2-36,图63 长方形桶结构形式 1图2-37,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,68,2 方桶的主要构件及规格尺寸,方桶的主要构件桶身、桶顶、桶盖，通过二重卷边组装。1）桶身：由长方形板材弯曲成型，四角以圆弧过渡，纵接缝电阻焊，搭接宽度12.5mm，位置靠近角部圆弧与直边的交切点处。圆角翻边2）规格尺寸见表2-21，2-22。及图2-36和2-37,图64 方桶桶身结构 1图2-38,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,69,3）桶盖（底）：桶盖高度H可适当加大，保证组装后有较深的埋头度，避免组装后封闭器、提环高于桶缘顶面。桶盖没有倾倒口，埋头度略小。,图65 方桶桶盖（底）结构 1图2-40,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,70,3 方桶用封闭器,标准的采用GB13251-1991；非标准的。图2-41,1-螺旋盖；2-倾倒口；3桶顶；4拉环 图66 方桶桶身结构 1图2-41,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,71,5.2 钢提桶,1 钢提桶的定义结构类型定义：钢提桶是指容积1724L，带有提手的桶形金属容器。板材厚度0.5mm以下。主要用于石油、涂料等化学品。类型：T型（3个）、S型（4个）类别。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,72,2 钢提桶的结构规格尺寸,（1） T型桶的结构尺寸锥形，纵接缝电阻焊。桶身有两道环筋，左右挂耳位于两道环筋之间，点焊或铆接固定，提梁装在挂耳，桶身与桶底二重卷边组封。规格尺寸见1表2-23。类 桶口卷管与紧耳盖、密封填料组成封盖结构；类 桶口卷管与桶盖、密封组成封盖结构，用封闭箍夹紧固定；类 桶身、桶顶二重卷边，利用封闭器封盖。（2） S形桶的结构尺寸 直桶无锥度，纵缝电阻焊，桶身与桶底二重卷边卷封。 类 桶口卷管与紧耳盖、封闭箍、密封填料或垫圈组成封盖结构。口缘处凸环筋起加强作用，环筋之下，左右焊接挂耳，安装提梁。 类是闭口桶，桶身与桶底二重卷边组封，利用封闭器封盖倾倒口，桶顶上安装提环。 类缩颈， 类无缩颈。规格尺寸见1表2-24,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,73,（1）T型桶的结构尺寸,(b)2类,(a)1类,(c)3类,图67 T型钢提桶的类型 1图2-42,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,74,（2）s形桶的结构尺寸,(c)3类,(a)1类,(b)2类,(d)4类,图68 T型钢提桶的类型 1图2-43,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,75,(a)全开口紧耳盖提桶,(b)全开口密封圈盖提桶,(c)闭口缩颈提桶,(d)闭口提桶,图67 钢提桶的类型 3图6-3,第一节钢桶的结构,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,76,3 钢提桶的主要构件,（1）桶身 类T型S型桶是全开口，桶身结构形式及主要尺寸见图69 1图2-44和1表2-25， 类T型、 类S型桶是闭口的，桶身结构形式及主要尺寸见图70 1图2-45。,图69 开口钢提桶桶身结构及主要尺寸 1图2-44,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,77,图70 闭口钢提桶桶身结构及主要尺寸 1图2-45,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,78,（2）桶盖、桶顶、桶底,紧耳盖：其盖裙沿周向共有18或16个凸耳，半自动工具或封盖机封盖，可设计封闭器。图71 1图2-46。封闭箍盖图72 1图2-47（a），桶盖周向的半圆形结构与桶盖圆管相配合，中间置入密封圈夹紧密封图72 1图2-47 （b）c。,图71 闭口钢提桶桶身结构及主要尺寸 1图2-46,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,79,图72 闭口钢提桶桶身结构及主要尺寸 1图2-47,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,80,5.3 钢桶,1 定义：钢桶指用薄钢板制成，容量20200L的桶状金属容器。一般壁厚0.5mm。用于油脂，军品、化工原辅料。壁厚见表2-28，P55。按结构形式和倾倒口直径的大小，分为两类四种形式。 （1）全开口钢桶：桶口为敞开式，由封闭箍、夹扣或其它装置将桶盖固定在桶身上的钢桶。分为直开口钢桶、开口缩颈钢桶。（2）闭口钢桶：指桶身与桶顶卷封成闭口结构，在桶顶上设置封闭器的钢桶。注入口直径70mm为小开口钢桶；注入口直径70mm为中开口钢桶。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,81,2 钢桶的结构、规格尺寸,钢桶为三片结构，桶身卷桶并通过电阻焊成型，桶底卷边密封，闭口钢桶桶盖卷边密封，全开口钢桶桶口卷管，由封闭箍、夹扣或其它装置将桶盖固定在桶身上。 确定钢桶尺寸，首先确定钢桶最大外径尺寸，应符合GB13201-1997圆柱体运输包装尺寸系列的规定，使钢桶的装运可采用托盘、集装箱等现代化运输方式。然后对桶身纵接缝、上口缘、下口缘、桶身环筋、波纹等进行形式、尺寸设计。1）全开口钢桶：图73 1图2-49，表2-27。A凸筋高，B环筋高2）闭口钢桶：图741图2-48，表2-26。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,82,(a)直开口钢桶,(b)开口缩颈钢桶,图73全开口钢桶1图2-49,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,83,(a)小开口钢桶 (b)中开口钢桶,图74 闭口钢桶结构尺寸1图2-49,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,84,3 钢桶的构件（1）,（1）桶身 直径要符合GB13201-1997，确定了内径、内高尺寸后，再对纵接缝、上、下口缘、桶身环筋及波纹进行设计。纵接缝：搭接宽度35mm。上、下口缘：闭口钢桶上、下口缘翻边，全开口钢桶下口缘翻边，上口缘卷管。图751图2-50，卷管直径见表2-27。桶身环筋及波纹起减少滚动摩擦，保护外涂表面的作用。加强桶身刚性作用，环筋和波纹尺寸A、B见表2-26和表2-27。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,85,图75 钢桶桶身口缘、加强筋结构1图2-50/51,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,86,钢桶的构件（2）,（2）桶盖、桶底（顶）:桶底结构图 1图2-52，h1是埋头度，见表2-26和表2-27，d与桶身内径尺寸卡口定位，Do以保证三重卷边质量。桶盖：桶底结构如图77，尺寸h1是埋头度，见表2-26，2-27，尺寸d与桶身内径卡口定位，Do通过三重卷边计算。全开口钢桶盖是用封闭箍与桶身压紧、固定并实现密封，图2-53，桶盖、封闭箍与桶身配合关系图76 1图2-54，尺寸表2-29。闭口钢桶底、顶同，但桶顶有注入孔、透气孔。 图77 1图2-55为使用旋塞型封闭器的桶顶底孔结构。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,87,图76 全开口钢桶桶口密封结构1图2-54,图77桶顶及封闭器结构1图2-55,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,88,钢桶桶顶、桶底与桶身的卷封结构，有二重平卷边、二重圆卷边 三重圆卷边。(1)三重卷边：又称七层卷边，它是闭口钢桶桶身与桶底（顶）咬合卷接在一起，经3次重叠，形成5层以上板材连接卷封结构。(2)三重卷边的特点 有较好的密封性 有较强的搞冲击强度 有较高的工艺要求,密封填料,二重平卷边,二重圆卷边 三重圆卷边,I卷边形式,4 钢桶卷封结构,图78钢桶卷封结构形式1图2-56,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,89,（3）三重卷边结构的设计计算,钢桶级别分为，级试验强度最高，必须用三重卷边结构。三重卷边结构尺寸计算：其桶身桶盖组合尺寸如图79 1图2-57：,图79钢桶卷封结构形式1图2-57,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,90,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,91,三重卷边的成型过程 影响三重卷边质量的主要因素,(1) (2) (3) (4) (5),(6) (7) (8) (9),（4）三重卷边的加工工艺,图80三重卷边成型过程3图6-39,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,92,500kPa水压下两种卷边的破坏情况,(a)七层卷边,(b)五层平卷边,图81卷封边跌落破坏情况3图6-7/8,（5）三重卷边结构的破坏情况,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,93,图82 钢桶制造工艺过程示意图 3图6-27,(h) (i) (j),5.4 钢桶的制造工艺,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,94,(1)圆形闭口钢桶桶身制造工艺 圆形闭口钢桶桶身的生产工艺流程：下料 下料尺寸是否精确关系到桶身质量及组装的成功与否磨边 磨边由专用磨边机完成，注意不能磨削过度引起磨面发蓝、烧焦。卷圆焊接翻边滚波纹 胀环筋,1桶身制造工艺,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,95,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,96,(a)桶身的形状尺寸 (b)桶身板的形状尺寸图83 圆桶桶身及桶身板的结构尺寸3图6-28,图84 桶身波纹及环筋的结构尺寸3图6-29,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,97,图85 磨边机工作示意3图6-30,图86三辊卷圆机工作原理 3图6-31,图87桶身的翻边3图6-32,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,98,(2)圆形开口钢桶桶身的加工工艺,与闭口桶的桶身制造工艺相比多了 一道桶口卷线工序。桶口卷线桶口缩颈,图88开口桶桶口卷线3图6-33,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,99,剪切一1 剪切一2 磨边 卷桶成型 焊缝 抛光 扩口,开口部卷边 底部翻边 底部卷边封口 吊耳焊接 试漏 手提环安装 套叠 与桶体起筋,（3）提桶桶身的制造工艺,图89提桶生产工艺流程 3图6-34,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,100,(1)桶底制造工艺剪板落料、拉伸 涂封缝胶,(2)桶顶制造工艺,冲孔翻边 锁装 打印标记,2、桶顶与桶底制造工艺,(3)桶盖制造工艺,图91桶顶冲孔、翻边后的形状3图6-36,图90 桶底(顶)形状、尺寸示意图3图6-35,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,101,（1）钢桶表面涂装的作用 涂装可以使钢桶具有耐酸或耐碱或两者具备的特性，增强桶的强度、密封性及寿命，美化外观。（2）涂装工艺,空气喷涂法高压无气喷涂法静电喷涂法,3 内、外喷涂工艺,图92 钢桶喷漆室示意3图,图93高压无气喷涂原理示意3图,（3）外喷涂工艺,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,102,4 钢桶的自动化生产,(1) 制桶自动化的最新成果 桶底和桶顶的自动成型 桶身翻边搭接部分的自动修整 桶身的纵向缝焊 复全检测中心 水平涂装设备 印刷版自动制作系统 钢桶的自动测漏系统 仓库堆栈系统(2) 未来制桶自动发展的动向 全开口钢桶自动化生产设备 自动喷印装置 桶口件自动生产线 最佳焊接控制 钢桶的自动检测设备,图94 钢桶静电喷漆3图6-45,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,103,5.5钢桶的质量检验,1 钢桶的质量检测（）基本要求钢桶的容量和结构尺寸应符合国标规定桶身、桶顶、桶底均由整张薄钢板制成，不允许拼接桶身焊缝要采用电阻焊缝桶顶上应根据开口形式设置() 性能要求钢桶的气密试验钢桶的液压试验：1级小开口钢桶气密度要求30KPa，液密度要求250KPa，保压5min无渗透。 级小开口钢桶气密度要求20KPa，液密度要求10KPa，保压5min无渗透。,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,104,钢桶的跌落试验： 1级钢桶跌落高度1.8m, 级钢桶跌落高度1.2，级钢桶跌落高度0.8m。钢桶的堆码试验：堆码高度8m，持续时间24h，其变形不应引起严重缺陷，或堆码不稳定。(3) 质量要求封闭器装配质量规定：装配后密封良好，保证互换性。小开口钢桶封闭器高度要低于卷边口沿。 钢桶内外表面保护层质量：涂膜平整光滑，色泽均匀，涂膜附着力不低于标准规定的二级，锌层厚度不小于0.020mm。 外观质量要求：圆整无毛刺和机械损伤，桶内整洁、无锈、无渣。 卷边、焊缝,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,105,(4) 钢捅的使用及维护在运输、装卸中应尺量避免撞、摔和滚动钢桶不宜露天堆放，堆码时底层应置垫层，室外应加盖毡布，以防日晒、雨淋和水泡包装过易燃、易爆或某些有毒物品的钢桶发生破漏，不得补焊以免 引发危险事故回收复用的钢桶应进行检修和补涂，以免锈蚀2 钢提桶的质量检验 (1) 性能、质量要求,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,106,(2) 试验方法结构尺寸及外观质量气密试验液压试验跌落试验堆码试验提梁、提环强度试验漆膜附着力测定,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,107,第六章 钢桶封闭器,基本要求：掌握螺旋式封闭器、掀压式封闭器结构设计教学内容及组织：1 螺旋式封闭器2 掀压式封闭器3 顶压式封闭器4 封闭箍重点： 螺旋式封闭器、掀压式封闭器难点：顶压式封闭器、封闭箍学时分配：2学时,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,108,第六章 钢桶封闭器,6.1 螺旋式封闭器 6.2 掀压式封闭器 6.3 顶压式封闭器 6.4 封闭箍,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,109,概述,封闭器是金属容器上的封闭结构，使内装物保持在容器里，避免污染。GB13251-1991规定了封闭器类型、结构尺寸和设计要求。设计时作为通用配件选用，选用时根据内装物形态和密封要求确定，桶顶上安装封闭器的底孔结构形状与选用的封闭器相适应。分类：封闭器有四类八种形式。类型选用：小开口钢桶宜采用旋塞型、旋盖型或压塞型、掀盖型；中开口宜采用螺栓顶压型、压盖型；全开口钢桶宜采用螺杆型或杠杆型。,小开口,中开口,全开口,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,110,6.1 螺旋式封闭器,螺旋式封闭器分为旋盖型、旋塞型两种型式。规格尺寸见表2-32391 旋盖型封闭器 ：由螺纹盖和螺纹颈口组成。,(a)螺纹盖 (b)螺纹颈口图95旋盖封闭器的结构1图2-61,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,111,2 旋塞型封闭器,1桶顶；2 封盖； 3 桶塞； 4 密封垫圈； 5 螺圈； 6密封衬垫图96旋塞型封闭器1图2-62,图97螺圈结构1图2-63,图98 密封垫圈、衬垫结构1图2-64,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,112,(a)TM60，TG2桶塞 (b)TM27，1G34桶塞图图99挤压桶塞结构1图2-66,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,113,图6-13压铸桶塞结构,图100 压铸成型桶塞结构1图2-65,图101封盖结构1图2-67,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,114,6.2 揿压式封闭器,(b)桶口,(a)按盖,(b)压扣颈口,图102掀盖型封闭器结构1图2-68,图103压塞型封闭器结构1图2-69,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,115,(a)压盖与桶口结构,(b)压盖尺寸,图104压盖型封闭器结构1图2-70,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,116,1盖；2 三角； 3 螺栓； 4 螺母； 5 密封垫圈； 6三角圈；7桶顶图105螺栓顶压式封闭器结构1图2-71,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,117,6.3 顶压式封闭器:螺栓型和压盖型,图106 封闭器盖结构1图2-72,图107 三角结构1图2-74,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,118,图108 三角圈结构1图2-73,图109垫圈1图2-75,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,119,1.螺杆型封闭箍：通过螺栓旋紧环形封闭箍，紧固后封闭箍首尾相对，间距不小于10mm。图110，表2-42,6.4 封闭箍,1紧耳；2螺母；3螺栓；4封闭箍,图110螺杆型封闭箍 1图2-76,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,120,图111 杠杆型封闭箍（1） 1图2-77,1拉手；2连接片；3、4接头；5、6铆钉；7安全板,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,121,2.杠杆型封闭箍,通过杠杆拉紧环形封闭箍，紧固后封闭箍首尾相对，间距不小于10mm。图2-78，表2-44,1拉手；2连接片；3、4铆钉；5安全板,图112 杠杆型封闭箍（2） 1图2-77,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,122,基本要求：掌握喷雾罐和喷雾罐阀门的工作原理、结构特点.教学内容： 1喷雾罐的工作原理及特点2喷雾罐的结构设计3喷雾罐阀门的结构和工作原理 4 喷雾罐的质量检测重点与难点：喷雾罐、喷雾阀的工作原理 学时分配：4时,第七章 金属喷雾罐结构设计箍,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,123,第七章 金属喷雾罐结构设计箍,7.1 喷雾罐的工作原理及特点 7.2 喷雾罐的类型 7.3 喷雾罐的结构设计 7.4 喷雾罐阀门的结构和工作原理 7.5 金属喷雾罐的质量检测 7.6 喷雾罐设计要点总结,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,124,1 喷雾罐的工作原理及特点 典型的喷雾罐由罐体、罐盖、阀门和导管组成。其内装物一般由处于一定压力下的液态产品，加上一种半液态、半气态的雾化剂构成。由于雾化剂气化，上部空间始终充满了一定压力的气体。当触动器使阀门开启，罐内气压使液体从导管上升经阀门喷出，同时罐内雾化剂气化，维持罐内压力。,喷雾罐是一种带有喷雾阀门和喷雾推进剂的气密性包装容器。多采用高强度的钢、铝、塑料或玻璃制造。由罐体、阀门杯、阀门及导管组成结构说明,7.1 喷雾罐的工作原理及特点,图113喷雾罐的工作原理2图7-1,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,125,干式喷雾：气、液、固湿式喷雾：气、液泡沫粉状膏状射流状定量喷出,图115 标准闸门结构示意3图7-3,1）喷出特性,2推进剂,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,126,2）喷出系统,气液两相式 物料与液态雾化剂能充分混合时，罐内容只存在气液两相。 气、液、液三相 罐内液态雾化剂和液物料互 不相溶在罐内容分为两层。固、气、液三相 罐内有固相、液相的商品 及液相与气相的雾化时呈 固、气、液三相,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,127,压缩气体：N2 , CO2，碳氢化合物：易燃，比重轻，上部碳氟化合物：不易燃，比重大，下部。,表7-1 碳氢化合物推进剂的性质3,表7-2 碳氟化合物推进剂的性质3,3）常用推进剂,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,128,三片型,二片型,2. 按材质 按照材质分为Z型罐：镀锡薄钢板的三片罐，有直罐和缩颈。Y型罐：铝质两片或一片喷雾罐。结构说明有圆肩、斜肩、阶梯罐肩。,图116 Y、Z型罐3图,7.2 喷雾罐的类型,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,129,整体（一片）喷雾罐,缩颈喷雾罐,图117 喷雾罐罐身3图,2018年1月27日,金属包装容器结构设计,130,7.3 喷雾罐的结构设计,1 罐身、罐底结