家电产品运输包装系统设计案例Word文件下载.docx

家电产品运输包装系统设计案例Word文件下载.docx

《家电产品运输包装系统设计案例Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《家电产品运输包装系统设计案例Word文件下载.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

脆值理论是缓冲包装的主要理论之一。

如产品的重量可以用天平度量一样，包装产品的损坏程度也有相应的度量指标，产品脆值就是描述产品承受外界载荷作用后临界破损状态的一个度量值，用以评价产品在流通环境下耐受破损的能力。

产品不发生物理损坏或功能失效所能承受的最大加速度Ac与重力加速度g的比值被定义为产品的脆值，即：

脆值是一个临界指标，当实际脆值小于临界脆值时，产品是安全的，当实际脆值大于临界脆值时，产品有可能损坏。

冲击脆值对包装件的冲击损坏进行度量；

振动脆值对包装件的振动损坏进行度量。

脆值的确定方法有多种方法，但由于影响脆值的因素很多，许多参数是靠经验或者估算得来，因此产品的脆值大多数在某一个范围内使用。

5.1.3缓冲包装设计六步法

解决冲击和振动引起的运输包装件破损问题常采用缓冲包装的方法，缓冲包装又称防震包装，在各种包装方法中占有重要的地位。

产品下线到开始使用要经过一系列的运输、保管、堆码和装卸过程，无论在哪一个环节，都会有力作用在产品之上，并使产品发生机械性损坏。

为了防止产品遭受损坏，就要设法减小外力的影响，所谓缓冲包装就是指为减缓内装物受到冲击和振动，保护其免受损坏所采取的一定防护措施的包装。

图4-1是常用的缓冲包装件示意图。

图4-1中，产品3怕震，因此采用发泡塑料缓冲材料包装，为了保护产品的品相及防潮，采用了塑料薄膜包装，瓦楞纸箱4是为满足运输包装的搬运和销售包装的需要而设计的，瓦楞纸底座5是为了提高产品防震能力而采用的结构设计。

这种设计方法适合多种需要防震的产品，例如电视机、洗衣机、手机、冰箱、空调、包装机、电脑等。

图4-2是缓冲材料削弱包装件加速度示意图，说明采用缓冲包装的产品可以有效避免冲击带来的破损。

缓冲包装设计是一个复杂的过程，以理论为基础进行全新的设计不仅工作量大，而且不一定能与实际吻合，因为影响因素和假设条件太多，因此采用类比加试验的方法是最实用的设计方法。

基本步骤如下：

1.确定流通环境

物流环境的评判是缓冲设计的第一步，主要是根据具体情况找出主要的影响因素判定存在何种运输危险和危险情况。

包括搬运过程的偶然跌落，汽车振动和冲击，温湿度极限和堆码高度。

主要考虑冲击和振动，但其他的因素在包装设计中也非常重要。

（1）冲击。

冲击可能出现在运输过程中的任何一个环节，最严重的冲击是出现在搬运环节上。

它包括一个包装件在装卸、中转过程中跌落的次数，最关键的要知道包装件可能跌落的高度和受到的冲击加速度。

（2）振动。

汽车引擎的转动和车轮的转动会引起车厢的振动，这些不确定的振动可能是周期的，还有一些振动可能是随机的。

在运输过程中稳定的振动通常发生在低频，一般振动试验中选择0.5g的加速度。

2.分析产品特点，确定产品脆值

产品特点有尺寸、重量、重心、形状等，产品的机械特性有固有频率和抗压强度等。

通常认为在产品不敏感的频率上振动，不会使产品损坏，因此找到一个产品敏感的频率（共振点）是产品设计的关键，对产品进行振动试验的目的，就是要找到产品的固有频率或共振频率。

找出产品的冲击脆值和振动脆值。

3.改进产品设计

根据获得的产品脆值，有时增加产品本身的强度比把它用昂贵的包装包起来更理想。

在产品的成本、产品的可靠性和包装成本之间进行权衡，有时对产品进行小的改进设计，可以适当增加产品的脆值；

虽然这样使产品成本稍微升高了，但如果这样做能降低产品的包装成本，那整个包装件的成本也就相应降低。

根据包装设计者反馈的意见，对产品进行改进，是新产品设计的一个重要步骤。

这样做能够使产品质量更高，包装费用更低。

4.评估缓冲材料的性能并确定结构和尺寸

缓冲包装材料的性能应该由生产该材料的厂商提供。

特殊的情况下，必须再次测得这些数据，包括材料吸收冲击的能力和对振动的传递特性。

（1）冲击特性。

缓冲材料可以使包装件跌落时传递到产品上的冲击力减小，冲击缓冲曲线就是描述不同重量的货物跌落到缓冲材料上时，冲击力是如何通过该材料来传递的。

这由材料的类型、厚度和跌落高度来决定的。

（2）振动特性。

缓冲材料震动曲线描述了在不同的频率下，材料对振动的扩大和减弱，它由材料的厚度和类型来决定。

缓冲材料曲线图随静压载荷的增加而下降的趋势是由其缓冲的特性决定的。

当静压不断增加时，质量块得到的缓冲力也在增加，由于材料的缓冲特性没有改变，所以整个包装件的固有频率下降。

5.包装设计

上述四步中，步骤1考虑了运输环境，步骤2考虑了产品特性，步骤3对产品进行了有目的的改进，步骤4考虑了缓冲包装材料的性能。

包装设计者在取得了所有的能给产品提供保护的数据后，就可以根据这些数据进行包装结构设计并制作样品，一般按照下列步骤进行设计。

（1）满足冲击的包装设计。

（2）满足振动的包装设计。

当冲击和振动的静态载荷相同时，就可以确定缓冲材料的材质和厚度。

包装的静压载荷是由许多因素决定的，然而最大静压载荷下的设计意味着节省缓冲材料。

当其他因素如压力蠕变变得非常重要时，就应在最小的静压载荷下设计，这样会更安全。

需要注意的是，包装设计必须满足冲击和振动保护的双重作用。

但实际上往往存在一个矛盾，就是能最好满足冲击保护的设计不一定满足振动保护的最佳设计，同时还有对材料的限制，在这种情况下要根据步骤1和2的资料和技术要求来决定。

6.包装件试验

当包装设计结束后，需要对包装进行试验来检查是否达到预期的效果。

如果不能得到理想效果，就要反复试验和设计。

5.1.4缓冲措施

缓冲措施有很多种，例如发泡材料、气垫、缓冲底座、缓冲衬垫等。

经常发生采取了缓冲措施而仍然出现产品因包装损坏的情况，主要是两个方面的问题。

1.对流通环境估计不足

流通环境是复杂的，要充分估计各种条件下产品的防护，例如对运往海外的产品，在考虑缓冲包装时就要考虑产品的防潮问题，因为在长时间的海上运输中，潮气会使瓦楞纸箱抗压强度降低，进而导致抗震能力下降。

每一种流通环境都受多种因素综合作用，有时候稍微的环境变化，就会导致整个包装失去功能。

2.静态与动态估计不足

许多防震包装试验是在静态下进行的，例如压缩试验、跌落试验、拉伸试验、冲击试验等，但在实际运输过程申，这些因素会不断地变化，静态中作的试验难以满足动态的需要，导致包装件所处的环境发生了很大变化，超出了静态假设范围，因此难以达到防震的包装目的。

例如包装件的压缩试验，在静态下每一个包装件可以承受100千克的正压力，这种压力是在包装件放置平稳、载荷分布均匀的情况下得出的，但是在实际运输中，动态是经常的，而静态则是暂时的。

当晃动使得码放整齐的包装件移位时，包装件放置平稳的条件被打破，承受的静压力下降，破损就难以避免。

五、冲击试验

包装件冲击试验用于评定包装件在受到冲击时的耐冲击强度和对内装物的保护能力。

冲击试验包括水平冲击试验、跌落试验、转动跌落试验、倾翻试验等。

做

（1）什么是缓冲包装设计六步法？

（2）经常发生采取了缓冲措施仍然出现产品因包装损坏的情况，你认为问题出现在哪里？

5.2缓冲包装材料的缓冲特性

5.2.1缓冲包装定义及分类

定义：

用缓冲材料或其他缓冲元件保护内容产品，避免过量冲击而造成

破损的一种技术。

组成：

外容器+缓冲介质层+内容产品（作为介质的缓冲包装材料决定了缓冲

包装的主要因素）

分类：

纤维形结构：

木屑，纸制品，纸浆模，纸屑，稻草，

瓦楞纸等；

动物纤维：

毛皮，羊毛，羽毛，毛毡等；

纤维类矿物纤维：

石棉，玻璃纤维等；

按品质分泡沫类天然泡沫材料：

软木等；

合成泡沫材料：

泡沫塑料，泡沫橡胶等；

弹簧类：

金属丝弹簧，板弹簧，橡胶弹簧等；

预制成型的各种垫片、垫块、垫圈等；

按物理形态分现场发泡；

散状填料，如纸屑，刨花等；

5.2.2对缓冲材料的要求

1.良好的弹性和恢复性；

2.良好的缓冲性能，能以较小的体积吸收较大的冲击能量；

3.良好的阻尼性能，以衰减包装系统的振动能量，起隔振或减振作用；

4.成本低，容易采购；

5.温湿度稳定性；

6.破碎和减耗性：

缓冲体破损或粉碎——缓冲失效——破碎的游粒进入制品———影响质量——破碎性越小越好；

7.氢离子浓度：

Ph值在6.2~8.0内，否则受潮后产生酸度——腐蚀制品

8.化学稳定性：

保持抵抗霉变、耐药物、耐油污的能力；

9.工艺性：

加工性能（钻孔、切割），热熔性（浇铸成型），不产生尘沫飞扬及刺激性气味；

10.吸潮性：

吸潮，缓冲效果差，金属腐蚀，吸潮性越小越好；

11.废弃性：

废弃物要易于处理，便于销毁。

5.2.3缓冲效率和缓冲系数

1.缓冲效率的定义：

单位厚度吸收的变形能是E/T，此值与外力F之比定义为该缓冲材料的缓冲效率。

（在单位厚度单位力作用下材料的能量，或可以将分母解释为在F力的作用下，移动了厚度T的距离，所做的功W=FT，而事实上在F的作用下只能使材料压缩一点，其最大变形不会超过材料的变形极限db，更谈不上超过材料的厚度了，可见η是一个百分比值）。

其中：

E—缓冲材料在力F作用下的变形能E，

——单位厚度缓冲材料吸收的能量

理想缓冲效率：

实际上，材料的最大变形不会超过材料的极限变形db，超过此极限，缓冲材料就会失去弹性。

由db得到的单位变形吸收的能量为E/db，此值与F之比定义为该缓冲材料的理想缓冲效率

db´

是一个与材料的结构尺寸无关的常量

选择缓冲材料的原则：

为了减少缓冲材料用量，必须选用缓冲效率高的缓冲材料，并使变形接近其极限值。

缓冲效率与材料的力学特性有关，不同的材料有不同的缓冲效率。

缓冲效率还是形变的函数，同一材料在不同的变形量时的缓冲效率是不同的。

2.缓冲系数

静态缓冲系数（静态试验法）

动态缓冲系数（动态试验法

在缓冲包装设计中，选用的材料的缓冲系数越小越好

5.2.4常用缓冲包装材料

●塑料缓冲材料

⏹EPS（发泡聚苯乙烯）

◆优点

●抗压强度大，成本低，加工性能好（可制成带肋的复杂形状，节约成本）

●光滑的略带弹性的模塑表面不会磨损内装物

●振动阻尼大，即抗振性能好

●不吸水；

耐腐蚀、耐油、耐老化/li>

●隔热和绝缘性好

●可接触食品

●热敏感性低，2秒内可自熄

●抗蠕变性能极好

●重载下的缓冲性能好

◆缺点

●不耐冲击；

性脆，拉伸强度低

●EPS无法自然分解，体积大，不易回收；

焚烧时易烧坏焚烧炉部件，而且产生黑烟和一氧化碳等→欧盟禁用EPS

⏹EPE（发泡聚乙烯）

⏹