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对应的σm=0.7×10Pa。则有,
A=WG/σm=0.125×9.8×90×104/(0.7×10)=15.18 cm T=3.3×60/85=2.30cm.
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三、缓冲衬垫校核
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,所以设计衬垫尺寸时应加一个蠕变补偿值,称为蠕变增量。设计尺寸为:
Tc=T(1+Cr) 式中: Tc—修正后的厚度cm; Cr—蠕变系数%,取10%; T— 原设计厚度cm; Tc=T(1+Cr)=2.20×(1+10%)=2.5cm
经过各项较核后,衬垫尺寸为T=2.5cm,A=15.18 cm
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四、缓冲衬垫结构设计
缓冲包装的缓冲垫的结构形式,因产品的质量、形状和尺寸不同,可采取用全面缓冲包装、局部缓冲包装和悬挂式缓冲包装等三种方法。全面缓冲包装法是在产品与纸箱之间填满缓冲材料,如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等。全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大,静应力小、缓冲厚度小,因而可以缩小包装件尺寸,降低物流成本。但是,这种结构缓冲材料的部位也用了同样厚度的缓冲材料,浪费了贵重的缓冲材料,包装成本较大。局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面或易损坏部位等处提供缓冲,不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度,可以大大节约缓冲材料降低包装成本和物流成本。
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图4-1缓冲垫立体图
图4-2 缓冲垫三视图
本设计采用全面缓冲。此外对于易损件,要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包装箱内稳定,并且保证易损部件和底座连接装置不能承载。缓冲衬垫的厚度合成在面积,按照校核后的数值,但是要实现使其在外形不规则地情况下在外包装箱内固定,必须使用多于理论计算的缓冲材料,承载面积也必定大于理论值。
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第五章 瓦楞纸箱设计及强度校核
一、 装箱方式的选择
包装产品中,手机125g,充电器100g,锂电池30g,耳机15g,销售包装设计面积0.167m ,取白卡纸定量300g/m。
每个单件产品包装质量W=125+100+40+15+0.167×300=320g. 每件产品的销售包装尺寸为 150×120×60mm,根据托盘尺寸1200×1000mm, 装箱方式可选为:每层装3×3=9件产品,每箱装4层,共36件产品。计算得:
每箱总重为320g×36=11.52kg.
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二、箱型及瓦楞纸板的选择
1、箱型:选用0201型,采用单页箱。 2、瓦楞纸板:A型瓦楞纸板。
内销产品选用第二类瓦楞纸板,内装物质量为11.52kg,最大综合尺寸为1050mm,可选用第二类第二种单瓦楞纸板。根据瓦楞纸板标准(GB6543-2003),其代号为S2.2,纸箱代号为BS2.2。据瓦楞纸板技术指标(GB6544-86),S2.2的技术指标为耐破强度600(kPa),边压强度为2.5(KN/m)。
由于内装产品质量11.52kg,其代号为S2.2,故可采用单瓦楞纸板。S2.2要求的耐破强度为600kPa(GB6544-2008)。选用A等和B等箱板纸,A等作为外面纸,B等作为内面纸。两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/(0.95×3)=600/(0.95×3)=210.5kPa
(1)、外面纸的耐破指数取2.75 kPa?m/g,要求的定量为: Q=σb/r =210.5/2.75=76.5 g/ m
根据箱板纸技术指标的规定,外面纸选用定量为190 g/ m2的A等箱板纸。环压指数为8.4Nm/g。
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(2)、内面纸和中间垫纸的耐破指数取2.65 KPa? m/g,要求的定量为:
Q=σb/r =210.5/2.65 =79.4 g/ m2
根据箱板纸技术指标的规定,内面纸选用定量为200g/ m的B等箱板纸。环压指数为8.4Nm/g。
(3)、根据瓦楞芯纸技术指标的规定,瓦楞芯纸选用定量为95 g/ m的A等芯纸。环压指数为7.1Nm/g。
(4)、瓦楞纸板的定量:
Q=外面纸、内面纸和中间垫纸定量之和+∑(瓦楞芯纸定*瓦楞展开系数)+粘合剂定量=190+200+95×1.6+74= 616g/ m
按照选用的箱板纸,瓦楞纸板的耐破强度为 P=0.95?b = 200 kPa
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三、 瓦楞纸箱的尺寸
1、内装物的外廓尺寸
用n表示三个方向上包装的个数,用Δ表示包装之间的间隙,取Δ=1mm。于是,内装物的外轮廓尺寸为:
L0=nl+(n-1)△
=150×3+(3-1)×1=452 mm B0 = nb+(n-1)△ =120×3+(3-1)×1=362 mm L0= nh+(n-1)△ =60×4+(4-1)×1=243 mm
L0=452(mm) ,B0=362 (mm) ,H0=243(mm) 2、纸箱内尺寸
确定内尺寸的原则:保证产品顺利装箱,又不使产品在箱内有明显的移动空间。
X =X0+△X0
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Xˊ—纸箱内尺寸; X0 —内装物外廓尺寸;
ΔX0—公差,ΔX0在长度与宽度方向的取值为3-7mm;高度方向:小型箱为1-3mm;中型箱为3-4mm;大型箱为5-7mm。
Lˊ= L0+△L0=452+5=457mm Bˊ= B0+△B0=362+5=367mm Hˊ= H0+△H0=243+4=247mm 3、纸箱的制造尺寸: X =X’+△X’ X—制造尺寸。 Xˊ—纸箱内尺寸;
ΔXˊ表示内尺寸的伸放量; 参照02型箱内尺寸伸放量,可得 L1= Lˊ+ ?L1ˊ=457+6=463mm, L2= Lˊ+ ?L2ˊ=457+4=461mm, B1=Bˊ+ ?B1ˊ=367+6=373 mm, B2=Bˊ+ ?B2ˊ=367+3=370mm, H=243+9=252(mm), 摇盖制造尺寸:
F= B1/2+△X’=373/2+3=189.5mm 单瓦楞接头尺寸J定为40mm。 4、瓦楞纸箱的外尺寸 外尺寸加大值ΔX=5-7 mm
L”= L1+ΔX=463+5=468 mm B”= B1+ΔX=373+5=378 mm H”=H+ΔX=252+6=258 mm (4)瓦楞纸箱的结构:
瓦楞纸板的面积:A=(L2+B1+L1+B2) ×(H+F)+JH =0.74m 瓦楞纸板的重量:W=QA=616×0.74/1000=0.453kg
由于箱体内,所装物品不多,质量不大,故不需要手孔。 选用18号U形镀锌扁钢丝钉钉合,每个U形钉的破坏载荷p为
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