海信电视机运输包装课程设计

1、课 程 设 计 任 务 书学生姓名：王惠民 专业班级： 包装1002指导教师：卢 杰工作单位： 武汉理工大学题 目：海信LED32K580X3D勺运输包装设计初始条件：根据海信LED32K580X3D勺产品特性，在重量，尺寸不变的情况下，考虑包装的运输环境。（标明具体的产品尺寸，重量等基本参数）要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1 .完成缓冲衬垫的设计计算并进行校核，画出缓冲衬垫的平面结构图和立体图；2. 选择瓦楞纸箱的型号，对箱板纸进行选型，并对瓦楞纸箱的结构尺寸进行设计计算；3. 对瓦楞纸箱进行强度校核；4. 绘制瓦楞纸箱展幵图和装潢图。5.

2、说明书按武汉理工大学课程设计工作规范中的要求撰写。时间安排:2012年6月23日确定设计方案和基本参数2012 年 6 月 2425 日完成缓冲衬垫设计并绘制衬垫平面结构图和立体图2012 年 6 月 26-27 日设计瓦楞纸箱结构并绘制平面展幵图和装潢图2012年6月28日撰写设计说明书2012年6月29日交说明书和图纸，答辩指导教师签名:2012年6月21 日系主任（或责任教师）签名:2012 年 6 月 21目录1产品特性分析简介及市场定位2产品运输流通环境分析及脆值和跌落高度的选择2.1 确定产品的流通环境条件 2.2产品脆值的确定2.3跌落高度的确定 3缓冲衬垫的设计与校核 3.1缓

3、冲材料的选择3.2缓冲衬垫基本尺寸计算 3.3缓冲衬垫的校核3.3.1强度的校核3.3 . 2挠度的校核3.3.3蠕变量的校核3.3.4 跌落姿态的校核 4缓冲衬垫的结构设计及具体尺寸的确定 5设计瓦楞纸箱并校核其抗压强度5.1夕卜包装尺寸设计 5.1.1 内尺寸的设计：5.1.2制造尺寸的设计5.1.3纸箱外尺寸的设计：5.2纸箱强度校核5.2.1瓦楞纸箱的抗压强度计算5.2.2堆码强度条件5.3纸箱的结构及装潢设计5.4包装箱的封接6总结参考文献： 本科生课程设计成绩评定表 海信LED32K580X3电视机运输包装设计1产品特性分析简介及市场定位图1-1海信LED32K580X3D外观示意

4、图海信LED32K580X3液晶数码电视采用T.USB接口对输入信号高速读取；通过海信特 有CP交互芯片，对高清文件进行高清、无损解码，全球实现边解码边播放；拥有“ 1080P 全高清屏+ “真+240Hz处理+居家音响系统”对信号进行高清播放，全程实现高清无损 播放。同时采用LED多彩引擎，集合多种先进的画质提升技术，进行智能色域分析，对 红、绿、蓝三基色显像及处理技术进行改进，使每个像素的色彩表现力发挥至极致，优化提升色彩、动态对比度、景深等画质效果。内置多模式数字电视解码器，可全面接收包 括地面数字高清信号等多种信号模式，是真正符合中国地面数字电视传输标准的液晶电 视，无需机顶盒，通过外

5、接天线将地面发射塔发射的数字信号源，直接传输给电视机内 置的信号接收器，便可收看免费的地面数字电视信号，真正实现随心所欲收看高清晰电 视节目的收视希望，并且在未开通地面数字电视信号的地区，也可以正常收看有线电视。体积海信液晶电视机采用LED液晶显示板作为显示器，而液晶显示板具有重量轻、小（薄型） 的特点。屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位，也就是显示器内部的显 像管和玻璃屏幕。显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲 击可能会造成显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，有意破损的玻璃构成，所 以屏幕也是显示器包装的重点保护对象；底座连接装置位于显示器的底部，安装使用时 与

6、底座连接，属于凸出部件，缓冲设计时也应考虑到，不能够承载，应与机体分开包装 运输。其外观参数如表1-1表1-1海信LED32K580X3D外观参数外观设计银高光、窄边框机身尺寸含底座：738X 501 x 200mm不含底座:738X 450X 63mm机身重量含底座：9.2 kg不含底座8 kg海信LED32K580X3具有高清、质轻、体积小、高色域、高饱和度、高对比度、长 命、冷光源等特点，深受消费者喜爱。但由于价格较贵，农村住户的购买能力和思想理 念使其在农村的销量并不高，因此其市场主要在城市和大型城镇，运输方式为铁路和公 路运输。电视机在流通过程中不可避免的会遇到震动，跌落，碰撞等冲击

7、，在码放时会 受到上层产品的压力。在搬动时不要使电视机受到剧烈震动，以防显像管破裂、零件松 脱或电路损坏。从而其运输包装的设计就显得尤为重要。2产品运输流通环境分析及脆值和跌落高度的选择2.1确定产品的流通环境条件在现代社会中，产品和物资的流通是经济活动中重要的组成部分。流通过程以生产 工厂为起点，以消费者为终点。广义上说，它包括了商品及包装的运输、中转、仓贮、 陈列、销售等环节。包装件在运输流通中所经历的一切外部因素统称为流通环境条件。 包装技术就是要确保产品由一地向另一地运送时不受经济上和功能上的意外损失。对产 品可能遭遇的条件作考察与评价，是包装设计中的重要内容。流通过程的基本环节有：

8、装卸搬运环节（分人工和机械两种方式）、运输环节、贮存环节。在装卸搬运环节中，由于此产品的销售遍及全国，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。以为流程越长，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，所以要中和考虑到抛掷、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产品的跌落损害。运输环节中，海信液晶电视机其市场定位主要在城镇，而农乡地区则较少，所以运 输方式主要是铁路运输与公路运输。液晶电视机在流通过程中可能受到的最大外力是冲 击，振动和跌落。即流通过程的装卸环节中发生的包装

9、件受到的翻滚、滚动、抛掷、堆积时的倒垛现象；运输环节中发生的车辆刹车和加速对包装件的影响。还有路不平等因 素带来的震动影响。电视机包装件在流通中主要的失效形式为：外壳局部裂纹，表面局 部凹陷，表面的摩擦损伤变形，由结构失效引液晶屏移位等。同时，贮存环节、贮存方法，堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境（如 光、风、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体等）直接影响产品包装件的流通安全性。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。运输包装缓冲包装设计以缓冲减振为主要功能，所以要着重考虑冲击与振动环境。2.2产品脆值的确定脆值是产品经受振动和冲击时用以表示强度的定量指标，它代表的

10、是产品抵抗破损 的能力，又称易损度，一般用重力加速度的倍数G来表示。在进行缓冲包装设计时，必须先确定产品的脆值，确定的方法主要有试验法，经验估算法和脆值量值标准法。试验 法能较准确测的产品脆值，但会对产品产生破坏。由于条件有限，这里采用量值标准法， 即通过查阅相关产品的数据来估计产品的脆值。表2-1美国军用手册MIL - HDBK - 304中部分脆值表G值产品类型15 24导弹导航系统、机密校准仪表、惯性导航台、陀螺25 39机械测量仪表、电子仪器、真空管、雷达40 59航空附件仪表、电子记录装置、固体电器、机密机械60 84电视机、航空仪器、固定电器85 110电冰箱、普通机电设备>

11、110一般机器、航空零件、液压传动装置、控制台表2-2日本得出的产品脆值G值产品10以下大型电子计算机10-25导弹跟踪装置，高级电子仪器，晶体震荡器，精密测量仪， 航空测量仪25-40大型电子管，变频装置，精密指示仪，电子仪器，大型精 密机器40-60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60-90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90-120洗衣机，电冰箱120以上机械类产品，小型真空管，一般器材通过表2-1和表2-1确定产品的脆值，综合考虑取海信LED32K580X3的脆值为60g2.3跌落高度的确定包装件跌落除了和质量以及外形

12、有关外，主要还与跌落高度H有关。跌落高度与包装件质量和运输方式的关系具体数值如下表表2-3跌落咼度与包装件质量和运输方式的关系运输方式运输包装件重量（kg）跌落咼度（mm公路铁路<10800102060020305003040400405030050100200>100100水运1510001530800304060040455004550400> 50300由表1-1可知海信LED32K580X3的机身重量小于10kg,故从上表2-3可以得到产品 的跌落高度为800mm=80cm3缓冲衬垫的设计与校核3.1缓冲材料的选择常见的用作缓冲包装的材料主要有以下几种：发泡聚苯乙烯（

13、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 0.07g /cm3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。聚氨酯泡沫塑料（EPU它是具有一定开孔率的开孔泡沫塑料，有一定限度的弹性回复。通常是在采用现场 发泡成型，具有成型方便、缓冲性能优异等优点，广泛用作易碎品及精密仪器元件的缓 冲包装；聚氨酯海绵制品是环保材料，对产品起到绝缘、密圭寸、防震、防尘、

14、填充、隔 音、固定和美化作用；尤其是抗静电海绵，它不仅对电子产品、芯片起到一般海绵的保 护作用，还具有防静电作用，保护电子产品不受静电破坏；而且聚氨酯海绵制品手感细 腻，具有较强的回弹性，持久使用不易变形，切割平整。发泡聚乙烯（EPEEPE俗称“珍珠棉”，是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，是一种高强缓冲、抗振能力的新型环保材料， EPE能抵御外界的酸缄腐蚀，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

15、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。聚丙烯微孔泡沫塑料（PP）它是一种低密度、具有密孔结构的定向聚丙烯泡沫片材，它是近年来出现的一种新 型缓冲材料。聚丙烯微孔泡沫塑料具有优良的纵向抗张强度，由于其特殊的密孔及薄而 柔韧的孔壁，使它具有极佳的回弹性和柔韧性。它的微孔能吸收大量的冲击和振动能量， 是非常好的缓冲材料。聚丙烯微孔泡沫塑料的泡体气相体积百分率高达99%，并有大量的微小密闭孔，因此它也是一种优良的隔热材料。但他对光的稳定性差 聚氯乙烯泡沫塑料（pvc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

16、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。缓冲包装材料在缓冲包装技术中有着重要的作用，一方面延长外部激励作用时间， 降低包装产品的动态响应，另一方曲消耗外界激励传递给包装产品的冲击与振动能量。 聚氨酯泡沫价格较贵，一般用于精密仪器，PVC勺毒性和污染较大且分解易产生氯化氢气 体可能对被包装物产生影响，而国内电视机产品包装所用缓冲材料一般为 EPE和EPS又 考虑到EPS污染较大，同时其最大应力值又普遍较低，因此这里选取发泡聚乙烯（比重 为0.42 ）作为海信LED3

17、2K580X3的缓冲材料。其缓冲系数-最大应力曲线如下图3-1曲 线11所示图3-1 常见材料的缓冲系数-最大应力曲线在曲线图中最低点做一条水平线，切点的纵坐标对应最小缓冲系数 C为3.6,横坐标对应最大应力值m为2.3 105Pa。3.2缓冲衬垫基本尺寸计算该设计中选用局部缓冲形式，以两个结构及尺寸相等的楞衬垫进行缓冲设计。只有产品的两边端面与衬垫完全接触,其面积S=45X 6.3=283.5cm2.先确定衬垫厚度T以及缓冲面积A,计算公式为:CHGWGm由上节可知比重为0.42的EPE最小缓冲系数C=3.6,对应的的应力值c m=2.3X 105故可以算出缓冲衬垫厚度T=3.6X 80-

18、60=4.8cm，面积 A=80 X 60 X 10?十(2.3 X 105) =208.7 cm2。A比S小不少，这里取整数210cm?又为两楞衬垫，单个衬垫的缓冲面积A?=105 cm23.3缓冲衬垫的校核3.3.1强度的校核在缓冲设计时，应校核产品在载荷方向上与缓冲缓冲材料的接触部分（承载面）的强 度。c =WG/A最小支撑面积 Am=210cm2对应的 c =80X 60X 10 ?十210=2.28 X 105v 2.3 105。满足强度校核3.3 . 2挠度的校核挠度校核：衬垫尺寸的面积与厚度之比超过一定比值时，衬垫容易挠曲线或变弯，大大降低衬垫的负重能力。衬垫的最小承载面积Ami

19、n与厚度应满足：Amin> (1.33T)22由于为楞衬垫 Amin=A?=105 cm2 > (1.33T )=40.8 cm2。此式显然成立，因此衬垫的面积是稳定合理的，满足挠度的校核。3.3.3蠕变量的校核蠕变量校核：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。蠕变增量按下式计算已知 Cr=10%,T=4.8 cm,故 Tc=4.8 X (1+0.1)=5.28 cm。取整数 5.3 cm，故衬垫的最后尺 寸为：厚度 T=53 mm A=210cn2o3.3.4

20、跌落姿态的校核在衬垫的基础设计中所引用的一系列实验特性曲线和数据，都是以假定的理想姿态 为前提的，但衬垫在实际的流通过程中，包装件跌落姿态千变万化，有角跌落、楞跌落、 面跌落等，其中角跌落的情况最复杂，所受冲击振动等也最大，因此需对角跌落的等效 面积进行校核。角冲击的等效跌落面积即构成此角三个侧面在水平面的投影面积。由立体几何知识可知，缓冲衬垫的面积与产品的侧面积之比等于衬垫投影面积与产 品投影面积之比。设衬垫投影面积分别为 S?'、S?'、S?'，衬垫三个面的面积分别为A1,色,S.则有：2 2lbdJl 2b2 d 2A1d2、l2.2 . 2 bdA1b2 l 2

21、2 2bdS2'S3'IKKS: bd s1':( ) S1'lbd(打2b2_d2)lbd1 ' 1.2,2 1 1 l b d又 Ae S1 S2 S3代入数据得到 Ae=241.4+3.8+27.3=272.5 cm2又静应力公式：s WAe所以此时静应力c m=80< 10?十272.5=0.29 X 105图3-2发泡聚乙烯动态缓冲特性曲线（H=80CM由图3-2，因为此设计中最终T=5.3，其特性曲线应介于图中曲线5与曲线6之间。 显而易见静应力c s对应的G值在40与60之间，总是小于设计中脆值 G=60的，因此角 跌落校核满足合理条

22、件。综上校核，缓冲衬垫所确定的面积和厚度合理。4缓冲衬垫的结构设计及具体尺寸的确定衬垫的大概立体示意图如下：图4-1衬垫立体简图图4-2衬垫未完全定尺寸三视图上图为方便计算尺寸所做的三视图，为方便计算图中标注单位为cm由于电视机两侧 端面与衬垫完全接触，当该方向承载时，其承载缓冲面积即为侧面面积S （前面章节中 已给出计算）。电视机贮存运输过程中，匍匐放置。当电视机背面（正面）为承载方向时 有：45X B1+L1X( B2-B1)X 2> A1=105 cm2当电视机顶（底）为承载方向时有: 2 X 6.3 X B2=A=210 cm22由2式可算出B2=16.7 cm代入1式中，令 B

23、1=1.7cm,解得L1=1.9 cm因此可画出衬垫全部尺寸的三视图，见附图5设计瓦楞纸箱并校核其抗压强度目前市场上常用的包装箱材料为瓦楞纸板。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。根 据不同瓦楞适用范围，选取0201型纸箱，B型瓦楞。使用单体包装，根据衬垫尺寸及电 视机尺寸等进行分析设计。5.1外包装尺寸设计5.1.1内尺寸的设计：由于是单体包装，就无须考虑排列方式了，所以其内尺寸计算公式为：Xi=Xmax+2T+K'式中:Xi 纸箱的内尺寸； T缓冲件的厚度；K'内尺寸修正系数。瓦楞纸箱内尺寸修正系数（m

24、m ,可参考表4表5-1瓦楞纸箱内尺寸修正系数LiBiHi小型箱中型箱大型箱3 73 71 33 45 7电视机一般为中型箱取 KL=5mm, KB=5mm, KH=4mm,又已知 Lmax =738mm, Bmax 63mm ,Hmax=450mm.T=5.3m故得纸箱内尺寸为: 849mnX 174mnX 560mm5.1.2制造尺寸的设计5.1.2.1箱体的制造尺寸计算公式为：X=X1+K式中:X 瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸；Xi纸箱内尺寸；K 制造尺寸修正系数；瓦楞纸箱制造尺寸修正系数（mm ,可参考表5表5-2瓦楞纸箱制造尺寸修正系数名称ABEABL16329L24216B16329

25、B23215H96318因为选材为AB瓦楞，所以其制造尺寸为L1=852mmL2=851mmB仁 177mmB2=176mmH=578mm5.1.2.2纸箱接头的制造尺寸：通过国家标准的查阅，单瓦楞纸板接头的尺寸为3540mm双瓦楞纸板的接头的尺寸为4550mm三瓦楞纸板接头的尺寸为50mm所以选择接头尺寸为40mm5.1.2.3纸箱摇盖的制造尺寸：计算公式：F=B1/2+Xf式中：F纸箱对接摇盖宽度；B1纸箱非结合端面制造尺寸Xf摇盖伸长系数。查阅运输包装得到A型楞摇盖伸长系数为2 3mm,理AB型楞摇盖伸长系数为4 5mm. 故纸箱的摇盖制造尺寸为93mm.5.1.3纸箱外尺寸的设计：计算

26、公式为：Xo=Xmax+K式中：X0 瓦楞纸箱外尺寸；Xmax 纸箱最大制造尺寸K 纸箱外尺寸修正系数。瓦楞纸箱制造尺寸修正系数可参考表表5-3瓦楞纸箱制造尺寸修正系数楞型ABEAABBCCABACBCK5735241016889741012121311由此可取瓦楞纸箱制造尺寸修正系数为5。所以纸箱外尺寸为：857mM 182mm< 583mm5.2纸箱强度校核5.2.1瓦楞纸箱的抗压强度计算表5-4箱板纸技术指标(GB13024 2003)指标名称单位规定ABCDE定量g/m 2200 ± 10.0 320 ± 16.0310± 15.5230 ±

27、; 11.5 340 ± 17.0360 ± 18.0250 ± 14.0 360 ± 18.0420 ± 21.0280 ± 14.0 420± 21.0475 ± 23.0300 ± 15.0530 ± 26.2耐破指数Kpa m2/g2.952.651.501.100.90200230 g/m 22.75> 250 g/m 2环压指数N m/g8.408.406.005.204.902002309.70> 250表5-4楞常数与箱常数楞型ABCABaXz8.365.006.10

28、13.36 亍J0.590.680.680.66表5-5瓦楞芯纸技术指标(GB13023-1991)指标名称单位规定ABCD定量g/m2112 ± 6160 ± 8127 ± 6180 ± 9140 ± 7200 ± 10环压指数(氾围疋量 g/m2N m/g6.55.03.53.0112 口不小于7.15.84.03.21271408.47.15.03.2160200由表和图易知,取外面纸定量为300g/m2,芯纸定量为200 g/m2B型箱板纸环压指数为8.4N m/g；瓦楞原纸环压指数为7.1N m/g；展开系数为1.4Z=23

29、7.6 cm查单瓦楞纸箱凯里卡特常数值 B型瓦楞得aXz5°° 丿九27环压强度PxrQ r mQm抗压强度pc Px/ J' ? J ?Z带入以上数据可得出 Px=8.4 X 300X 2+ 1.4 X 7.1 X 200=7028 （N/m） 贝 U Pc=4103.4（N）5.2.2堆码强度条件式中W-瓦楞纸箱包装件毛重h堆码高度（一般仓库存储，h为450cm （日本）。卜单件箱高带入数据，则P=1898 N安全系数见下表表5-6安全系数储存期少于30天K=1.6储存期30-100天K=1.65储存期100天以上K=2取K的最大值2,贝U Pc=4103.4>KP=3796故堆码安全5.3纸箱的 结构及装潢设计瓦楞纸箱为0201型，其展开图如下（具体含尺寸展开图见附图）卜口厂II II一-z图5-1在运输包装的瓦楞纸箱上设计纸箱箱面印刷标志。在箱面上印刷特定图形记号和文 字说明，通常称为运输包装标志，它与商品内包装的装潢设计不同，要求简明，清晰。箱面上要印刷的常用的标志有：识别标志、指示标志、危险品标志。识别标志：（1）贸易标志。（2）商品品名和商标。（3）目的地标志。（4）货号和 数量标志。（5）体积与重量标志。标明