运输包装课程设计

电磁炉的运输包装设计格兰仕CH2122F微电脑电磁炉的运输包装设计课程名称:运输包装技术课程设计设计作者：姚培培专业班级：包装工程08-1指导教师：李琛设计日期：2011年7月4日至11日目录TOC\o"1-3"\h\u（一）30464设计说明 2（二）32514设计内容 216122一、产品特性简介及市场定位 215695二、产品运输流通环境分析及脆值的选择 2299611.确定产品流通环境条件 3116112.流通过程图 3116113.选择产品脆值 416082三、缓冲材料特性分析、确定缓冲材料 43839四、缓冲垫尺寸和结构设计，并简单校核 4278991.缓冲衬垫面积与厚度计算 49912.缓冲衬垫校核 49913.缓冲衬垫的结构设计 53708五、设计瓦楞纸箱并校核其抗压强度 67800六、纸箱结构图及装潢图 79911.纸箱结构展开图 79912.纸箱外观装潢设计 8（三）7800包装件测试实验大纲 10（四）13047课程设计总结 10（五）2406主要参考文献 11（一）设计说明一、设计题目：格兰仕CH2122F微电脑电磁炉的运输包装系统设计二、设计任务：1．设计缓冲包装垫尺寸与结构2．设计外包装瓦楞纸箱的尺寸与结构3．设计包装件测试实验大纲三、设计要求：1．运输包装符合包装模数（查国标）；2．缓冲衬垫结构应合理；3．绘图比例：（1）纸箱结构图：1:N（A4标准图纸，比例需标明）（2）纸箱三维效果图：1:N（A4标准图纸，比例需标明）（二）设计内容产品特性简介及市场定位电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具，它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。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CH2122F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，所以在包装时要满足其要求并设计缓冲包装衬垫来加强固定。二、产品运输流通环境分析及脆值的选择1.确定产品流通环境条件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：装卸搬运环节（分人工和机械两种方式）、运输环节、贮存环节。而对于格兰仕CH2122F微电脑电磁炉来说，其流通环境分析如下：（1）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。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电磁炉的跌落损害。（2）运输环节中，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。运输过程对货物包装件造成的损害原因有：冲击、振动、气候条件和其他原因等。一般此产品从包装车间要经铲车、电瓶车运送到仓库中，此时运输工具的启动、变速、转向、刹车会使产品改变速度，导致冲击损坏；当产品有仓库运送到铁路上及铁路运输过程中，由于交通工具会受到路面状况、路轨接缝、发动机振动、等因素影响，会产生振动。而且此过程中还会受到气候变化的影响等等。（3）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。2.流通过程图：此图可以是格兰仕CH2122F微电脑电磁炉实际流通过程中的一种有效途径，在此流通链中包括卡车、火车等交通工具的运输，多次人工或机械搬运，若干次仓贮堆码作业。商店商店铁路终点站 0.5~8km铁路终点站商店货栈铁路货场成品仓库包装车间 铲车 货车 卡车混放商店货栈铁路货场成品仓库包装车间 电瓶车 卡车堆4层 堆码6层 卡车混放 柏油路 水泥路石子路 60~400 15km商店 0.5km 6km km 人力车混放商店 堆8层 贮存4周3.选择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。此值表示产品对外力的承受能力。确定脆值的方法有脆值实验法和经验估算法等，由于条件不允许，在此只能通过查阅相关产品的数据来估计产品的脆值。由书P88表4-2和表4-3查得电磁炉的G值取80g。三、缓冲材料特性分析、确定缓冲材料缓冲包装材料的性能在很大程度上取决于所选用的缓冲材料的力学特性。因此，要设计出一个优良的缓冲包装系统的逻辑结构，需要在缓冲包装的系统结构分析中，充分了解缓冲材料的力学性能，根据待包装产品特性和流通环境的输入影响，合理选用缓冲包装材料。对于小型家电类产品常用的缓冲包装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。本设计中格兰仕CH2122F微电脑电磁炉的质量为4.1kg，外形尺寸为354.5×299.5×65mm，包装尺寸为375×200×405mm,选择的脆值为80g。四、缓冲垫尺寸和结构设计，并简单校核（挠度，蠕变）1.缓冲衬垫面积与厚度计算产品质重4.1kg，脆值为G=80，设计跌落高度为h=90cm,底面积354.5×299.5mm。（1）假设采用全面缓冲，即衬垫面积为A=1061.72㎝2。衬垫最大应力为：σm=GW/A=80×4.1×9.8/1061.72=3.03(N/cm2)=30.3（kPa）在书P88图5-10的横轴上取σm=30.3kPa的点，并向上作垂线，C-σm曲线最低点在这条垂线上的材料为泡沫聚苯乙烯塑料，其密度为0.014g/cm2，C=4.2，最低点的σm=28kPa，故衬垫厚度为：T=CH/G=4.2×90/80=4.725（cm）（2）若采用局部缓冲，因为Cmin=4.2，σm=28kPa=2.8N/cm2。所以，缓冲衬垫的面积为：A=WG/σm=4.1×9.8×80/2.8=1148（cm2）此面积大于容器底面积，无法装入，说明本设计不合理。若选用密度大一倍的聚氨酯泡沫，其密度为0.03g/cm2，则它的最小缓冲系数为C=3.3，对应的最大应力值为σm=70kPa=7N/cm2，此时的承载面积为：A=WG/σm=4.1×9.8×80/7＝459.2（cm2）衬垫的厚度：T=CH/G=3.3×90/80=3.7125（cm）2.缓冲衬垫校核（1）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Amin与厚度应满足：Amin/（1.33T）2>1或Amin>（1.33T）2因为Amin=A/4=114.8（cm2）＞（1.33T）2=24.38（cm2），可知计算所得衬垫面积是稳定的，合理的。（2）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)=4.725×（1+10%）=4.08（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%）经过以上校核，最后计算所得缓冲衬垫尺寸为厚度T=4.08(cm)，面积A=459.2（cm2）。3.缓冲衬垫的结构设计（用Pro/E软件设计结构图）因产品的质量、形状和尺寸不同，缓冲包装的缓冲垫的结构形式可分为全面缓冲包装、局部缓冲包装和悬挂式缓冲包装三种方法。由于电磁炉属于尺寸、结构规则的小型包装件，考虑到节约材料降低成本等因素，所以其缓冲包装选用局部缓冲形式。五、设计瓦楞纸箱并校核其抗压强度格兰仕CH2122F微电脑电磁炉的质量为4.1kg，最大尺寸354.5×299.5×65mm，在国内外均有销售，储存期在半年以上，除电磁炉外，箱内还有泡沫缓冲衬垫，内装物外廓外廓尺寸为375×200×405mm。(1)选用箱型为0201型瓦楞纸箱。(2)瓦楞纸板。因为可能用于出口，所以选用第一类瓦楞纸板，内装物质量为4.1kg，最大综合尺寸为980mm，根据瓦楞纸板表（GB6543-86），其代号为S-1.2，即应选用第一类第二种双瓦楞纸板，S-1.2的技术指标为耐破强度784kPa，边压强度为5880N/m,戳穿强度为4.9J。第一类瓦楞纸板用于出口包装，因此选用A等和B等箱板纸，A等作外面纸，B等作内面纸。双层箱板纸取相同的耐破强度，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为：σb＝P/0.95×2＝413kPa外面纸的耐破指数取2.75Pa·㎡/g（表7-1），要求的定量为：Q=σb/r=150g/㎡，内面纸的耐破指数取2.65Pa·㎡/g，定量为：Q=σb/r=156g/㎡根据（表7-2）选用A等瓦楞芯纸，定量取160g/㎡,粘合剂的定量为100g/㎡,所以瓦楞纸板的定量为：150＋156＋160×1.5＋100＝646g/㎡(3)瓦楞纸箱的尺寸。内装物的外廓尺寸为L0＝375(mm)，B0＝200(mm)，H0＝405（mm）公差△X0在长度与宽度方向取3～5mm，高度方向取1～3mm，由此确定的纸箱箱内尺寸：Lˊ＝L0＋△X0＝375＋4＝379（mm）Bˊ＝B0＋△X0＝200＋4＝204（mm）Hˊ＝H0＋△X0＝405＋3＝408(mm)内尺寸伸长量ΔXˊ按表7-10取值，摇盖伸放量取2mm，接头尺寸J取40mm，于是纸箱的制造尺寸：L1=Lˊ+6=385(mm)L2=Lˊ+4=383(mm)B1=Bˊ+6=210(mm)B2=Bˊ+3=207(mm)H=Hˊ+9=414(mm)外摇盖制造尺寸：F=B1/2+△Xˊ=210/2+2=107（mm）对A型的单瓦楞纸板，加大值△X取5～7mm，长度和宽度方向的加大值取7mm，高度方向取上限12mm，由此确定的纸箱外尺寸为:=L1+ΔX=385+5=390（mm）=B1+ΔX=210+5=215（mm）=H+ΔX=414+7=421（mm）(4)瓦楞纸箱的结构。瓦楞纸板的面积：A=(L1+L2+B1+B2)×(H+F×2)+J×H=[(385+383+210+207)×(414+107×2)+40×414]×10-6=0.77（m2）瓦楞纸板的重量：W=QA=646×0.76/1000=0.49（kg）手孔设在外摇盖上，其尺寸为100×40mm。选用粘合剂粘合，使用的粘合剂主要是具有速干性的醋酸乙烯粘合剂⑸瓦楞纸箱的堆码强度。瓦楞纸箱的周长为Z=L1+L2+B1+B2=118.5（cm）瓦楞纸箱的综合环压强度为=(9.7×150+8.4×156)+8.4×1.5×160=47.8(N/cm)楞常数取8.36，箱常数取0.59，瓦楞纸箱的的抗压强度为=1.86×47.8×(8.36×4/118.5)2/3×118.5×0.59=2674.3(N)货物重量W是内装物重量和纸箱重量之和，其值为：W=（4.1+0.49）×9.8=45（N）堆码高度取450cm，安全系数取2，纸箱的堆码载荷为P=KW[(h/H)-1]=2×45×（450/414-1）=7.83(N)因为抗压强度比堆码载荷大得多，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。六、纸箱结构图及装潢图纸箱结构展开图（用CAD软件绘制并标明主要尺寸）瓦楞纸箱的外观装潢设计（用PhotoShop软件设计三维效果图）（三）包装件测试实验大纲1.分析电磁炉在运输过程中的主要影响因素有：（1）在从包装间运出时，需用集合托盘叉车搬运，手工装卸等，发生跌落的机会较多；

（2）在运输中可能经过较长距离的汽车运输，包装件会承受垂直方向的冲击与振动；

（3）运送途中也有一定距离的火车运输，包装件将经受水平方向的冲击；（4）仓库存放期间，仓库中的动物、虫害等生物因素对包装件的影响等；2.所需进行的试验项目主要有：（1）环境试验：抵抗各种气候环境的能力及包装对产品保护性能的试验。如：温湿度试验（在-18°C的条件下，放下置24h。）、喷淋试验（喷淋0.5h）等。（2）振动试验：抵抗振动的能力及包装抗振性能的试验。如：定频振动，堆码4m，连续加振1h。

（3）冲击试验：抵抗各种冲击的能力及包装缓冲性能的试验。如:冲击速度1.8m/s，两相对侧面各受冲击一次。

（4）压力试验：包装件抵抗压力的能力及包装对产品保护性能的试验。如：堆码试验，堆码高度4m，持续1周。

（5）机械搬运试验：是否适应机械搬运的要求及包装对产品保护性能的试验。如：叉车搬运试验，相同速度，相同距离，搬运1h。

（四）课程设计总结本次运输包装课程设计，我选择了格兰仕CH2122F微电脑电磁炉作为设计产品。通过对产品特性分析和市场调查，根据运输包装课堂上老师所讲的