海信电视机运输包装课程设计Word文档格式.docx
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738×
450×
63mm
机身重量
9.2kg
8kg
海信LED32K580X3D具有高清、质轻、体积小、高色域、高饱和度、高对比度、长寿命、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，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：
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
>
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
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LED32K580X3D的脆值为60g。
2.3跌落高度的确定
包装件跌落除了和质量以及外形有关外，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跌落高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）
跌落高度（mm）
公路
铁路
<
10
800
10~20
600
20~30
500
30~40
400
40~50
300
50~100
200
100
水运
〈15
1000
15~30
40~45
45~50
〉50
由表1-1可知海信LED32K580X3D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=80cm。
3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（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、密封、防震、防尘、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（EPE）
EPE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的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LED32K580X3D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
为2.3⨯
Pa。
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=45×
6.3=283.5cm²
.先确定衬垫厚度T以及缓冲面积A，计算公式为：
和
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σm=2.3×
105。
故可以算出缓冲衬垫厚度T=3.6×
80÷
60=4.8cm，面积A=80×
60×
10⁴÷
（2.3×
105）=208.7cm²
。
A比S小不少，这里取整数210cm²
，又为两楞衬垫，单个衬垫的缓冲面积A₁=105cm²
3.3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。
σ=WG/A
最小支撑面积Am=210cm²
对应的σ=80×
10⁴÷
210=2.28×
105＜2.3⨯
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Amin与厚度应满足：
Amin>
（1.33T）2
由于为楞衬垫Amin=A₁=105cm²
＞（1.33T）2=40.8cm²
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=4.8cm,故Tc=4.8×
（1+0.1）=5.28cm。
取整数5.3cm，故衬垫的最后尺寸为：
厚度T=53mm，A=210cm²
3.3.4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S₁’、S₂’、S₃’，衬垫三个面的面积分别为
S.则有：
→
又
代入数据得到Ae=241.4+3.8+27.3=272.5cm²
又静应力公式：
所以此时静应力σm=80×
272.5=0.29×
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σs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：
45×
B1+L1×
（B2-B1）×
2≥A1=105cm²
-------1
当电视机顶（底）为承载方向时有：
2×
6.3×
B2=A=210cm²
-------2
由2式可算出B2=16.7cm
代入1式中，令B1=1.7cm，解得L1=1.9cm
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（mm）,可参考表4
表5-1瓦楞纸箱内尺寸修正系数
Li
Bi
Hi
小型箱
中型箱
大型箱
3—7
1—3
3—4
5—7
电视机一般为中型箱取KL=5mm,KB=5mm,KH=4mm,
又已知Lmax=738mm,Bmax63mm,Hmax=450mm.T=5.3mm故得纸箱内尺寸为：
849mm×
174mm×
560mm
5.1.2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
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
A
B
E
AB
L1
6
3
2
9
L2
4
1
B1
B2
5
H
18
因为选材为AB瓦楞，所以其制造尺寸为:
L1=852mm
L2=851mm
B1=177mm
B2=176mm
H=578mm
5.1.2.2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35~40mm，双瓦楞纸板的接头的尺寸为45~50mm，三瓦楞纸板接头的尺寸为50mm。
所以选择接头尺寸为40mm。
5.1.2.3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,B型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：
Xo=Xmax+K
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
AA
BB
CC
AC
BC
K
5~7
3~5
2~4
10~14
6~
8~
12
9~
13
7~
11
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×
583mm。
5.2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
C
D
定量
g/m²
200±
10.0320±
16.0
230±
11.5340±
17.0
250±
14.0360±
18.0
280±
14.0420±
21.0
300±
15.0
310±
15.5
360±
420±
475±
23.0
530±
26.2
耐破指数
200~230g/m²
≥250g/m²
Kpa·
m²
/g
2.95
2.75
2.65
1.50
1.10
0.90
环压指数
200~230
≥250
N·
m/g
8.40
9.70
6.00
5.20
4.90
表5-4楞常数与箱常数
aXz
8.36
5.00
6.10
13.36
J
0.59
0.68
0.66
表5-5瓦楞芯纸技术指标（GB13023—1991）
规定
g/m²
112±
6160±
8127±
180±
9140±
7200±
环压指数（范围定量g/m²
112□□□不小于
127~140
160~200
N·
6.5
7.1
8.4
5.0
5.8
3.5
4.0
3.0
3.2
由表和图易知,取外面纸定量为300g/m²
，芯纸定量为200g/m²
B型箱板纸环压指数为8.4N·
m/g；
瓦楞原纸环压指数为7.1N·
展开系数为1.4
Z=237.6cm
查单瓦楞纸箱凯里卡特常数值B型瓦楞得
J=1.27
环压强度
抗压强度
带入以上数据可得出Px=8.4×
300×
2＋1.4×
7.1×
200=7028（N/m）
则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）。
H—单件箱高
带入数据，则P=1898N
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，则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）
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。
标明每一纸箱的外尺寸（长×
宽×
高）和重量（净重和总重），以便承运部门参考这些数据，选择运输方式和堆码方式。
（6）生产厂和国名标志。
消毒柜的瓦楞纸箱的体积（464×
631×
654）和重量（净重：
28Kg）。
指示标志：
在玻璃真空杯运输包装箱上由于我说设计的包装结构翻过来以后的缓冲效果不如正装时好所以要有向上标志。
图5-2向上标志
由于运输包装以及外包装均为纸包装，所以要注意防潮防湿。
图5-3防湿标志
由于内包装物为消毒柜，所以要有小心轻放标志。
图5-4小心轻放
其具体装潢效果图见附图
5.4包装箱的封接
瓦楞纸箱采用胶带粘贴的方式进行上下面的封装，封箱胶带宽为80mm。
接头部分用粘和剂粘合，粘合剂速干型强力醋酸乙烯类粘合剂。
6总结
大尺寸液晶电视机的缓冲保护问题是一个复杂的问题,此次课设我对海信LED32K580X3D液晶电视机的缓冲保护结构的设计进行了理论和研究。
选择合适的缓冲材料,和包装材料设计了适合的缓冲衬垫及外包装。
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关运输包装方面的知识，在设计过程中遇到了不少问题，暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
但是通过查阅资料和反复思考校对终究还是完成了设计。
实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在整整一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，比如宿舍楼栋的三次突然断电就给我带来了不少麻烦。
第一断电初稿没有保存，于是前面的努力相当于功亏一篑。
后来担心停电半小时一保存耗神费时，昨天的一次长停电害我的几个图差点没画完等等，但是可以学到很多很多的的东西，对生活
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