中衡联想Y450的运输包装设计明细Word下载.docx
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一、流通环境分析
（一）产品的流通区间
1.产地：
上海
2.目的地：
全国各地
（二）产品的主要运输方式
铁路和公路运输
由于联想Y450销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。
一般产品从出厂到发货火车站使用汽车运输，从发货站到全国各地的代理商使用火车运输，而从各地代理商到零售商和从零售商到消费者手中多使用汽车运输。
汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。
汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速度、车型和载重量有关，但主要因素为公路的起伏和不平度。
汽车运输是包装件的共振频率一般小于25HZ，实验测得，汽车运输发生二次共振时其基频为8.2～8.5HZ，二次共振频率范围为17.3～18HZ，共振加速度增大为外界激励的18倍。
汽车运输的随机振动加速度垂直方向最大，汽车运输振动能量绝大部分分布在0～200HZ，其中能量最集中处于0～50HZ频带内。
汽车运输随机振动功率谱密度在2HZ和10HZ左右各有一个较大峰值。
通常2HZ出的峰值为全频带内最大值，所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值。
铁路运输时产生的冲击有两种。
一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，在普通路轨上为80～120次/分，加速度最高为1g；
另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击，加速度可达2～4g。
若速度为14.5km/h时作溜放挂钩，车体撞合瞬间可能产生18g的冲击加速度。
火车驶过钢轨时受到冲击，以正常速度70km/h驶过钢轨时，垂直方向加速度峰值为5～8g。
（三）装卸与搬运
装卸作业包括人工与机械两种方式。
按常规产品的跌落高度定为60cm。
（四）贮存环节
采用一般仓库贮存，堆码高度2.5m。
（五）流通环境的气象条件
由于产品在上海，销售范围为全国各地，从华南到全国含盖了几个气候带，虽然温度随地域的变化，变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。
笔记本电脑为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂。
用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K2/2B1/2S1/2M1。
二、产品特性分析
（一）产品外形尺寸
长340mm，宽232mm,高34.8mm
（二）产品重量
2.2kg
（三）产品重心
位于笔记本电脑的中部。
（四）易损件
笔记本电脑体积小，结构紧密，其易损部位主要是它的液晶屏和硬盘驱动器。
（五）产品的脆值
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。
是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。
在实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值，但由于课程设计的时间有限，我们只能通过查资料、比较同类产品的脆值来确定。
通过比较日本、英国同类产品的脆值，确定本产品的脆值取[G]=70g。
（六）产品的固有频率
产品的固有频率也是运输包装设计中的重要参数，应通过实验测得。
合理的运输包装应该能够使包装件的固有频率远离流通环境可能产生的共振频率。
三、内包装设计
选用聚乙烯（PE）气泡袋，起防潮、
保护外观免受划伤、防静电作用等。
尺寸：
LxBxH=370mm×
260mm×
40mm，
厚度：
1.5mm。
如图：
四、缓冲包装设计
笔记本电脑缓冲包装
（一）、缓冲包装材料的选择
聚氨酯泡沫塑料（PU）是20世纪70年代开始被开发应用的，它通常是在使用现场发泡成型，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包装材料；
它具有一定开孔率的开孔泡沫塑料，有一定限度的弹性回复。
聚氨酯海绵制品是环保材料，适用于高档产品的内包装，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。
而常用的聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）虽然具有价格低廉、质量轻、防潮、隔热、易于加工模塑成型等特点，但它产生的碎屑因静电易吸附在仪器上。
而且发泡聚苯乙烯塑料不易在自然环境中自动降解，包装废弃物会造成“白色污染”。
故综合考虑决定使用聚氨酯泡沫塑料（
）作为设计的缓冲材料。
（二）、缓冲衬垫基本尺寸计算
在本次设计中，已知参数
为2.2kg，
为70，
为60cm。
在曲线图中作一条水平线，那么切点的纵坐标对应最小缓冲系数值
为3.2，而横坐标就对应最大应力值
为,
由公式
可以求出衬垫厚度T，由公式
可以求出衬垫面积A。
根据公式可得
所以：
因此：
挠度校核：
衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，衬垫容易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。
为了避免挠曲，其中最小的承载面积
与厚度之间应符合以下条件：
因为：
所以可知符合挠度要求。
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
式中：
修正后的厚度，cm；
蠕变系数，%（这里取10%）；
原设计厚度，cm；
经过各项校核后，以及考虑的衬垫的外观要求，确定最后衬垫尺寸为T=3cm，L=8cm
（三）、缓冲衬垫的结构设计
为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，降低包装成本，所以本设计选用局部缓冲包装方法对该产品进行包装。
若采用普通的角衬垫，则角衬垫结构如图所示：
图一角衬垫结构图二角衬垫组合
改进后的结构虽然在衬垫材料使用量上会稍多于原结构，但考虑到聚乙烯泡沫的价格较低，尤其是相对价格数千元的笔记本电脑而言，这样的结构完全是合理的。
且改进后的结构简化了笔记本电脑的装箱工艺，美化了缓冲衬垫的外观性能，增强了缓冲包装的防振抗震性能，因此，这样的衬垫结构是有必要的。
五、运输包装设计
包装材料的选择
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。
对于笔记本电脑的包装一般是用单体包装的，本设计选标准箱型020l型。
为了保持侧面的印刷面不被破坏，接头设计与侧面连接。
由于笔记本电脑重量轻，故实际中可使用胶黏剂粘合接头。
按照GBT6544——1999标准规定，UV形瓦楞纸板分为A、C、B和E型四种。
A楞型的纸箱承受平面压力性能比B和C楞型差，但其承受垂直压力性能较高：
B楞型的瓦楞低又密．故耐垂直压力性能较差，但平面耐压性能较高；
C楞型性能，介于A和B楞型之间既具有良好的缓冲保护性能，又具有一定的刚性：
E楞型的纸板具有重量轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷，综合考虑，由于本设计对象——笔记本电脑在流通过程中是堆码运输，因此对其纸箱要求要有较强的平面耐压性能；
此外，笔记本电脑是高精密产品，所以对缓冲垫的要求较高，一般承担了电脑的缓冲要求，即外包装无须承担缓冲功能。
所以综合考虑选择B单瓦楞纸板设计。
因为Y450笔记本电脑为内销产品，所以采用第二类瓦楞纸板，内装物质量为2.2kg，所以选第二类第一种瓦楞纸板，其代号为S-2.1。
箱板纸分为A、B、C、D、E五个等级，其中：
A、B——制造出口包装用瓦楞纸板；
C——适宜制造大型产品包装用的瓦楞纸板；
D——适宜制造一般产品用的瓦楞纸板；
E——制造轻载瓦楞纸板。
所以本设计中采用D等箱板纸。
（一）内尺寸的计算
X’=X0+△X0+2T
X0——纸箱内尺寸（mm）
X’——内装物外廓尺寸（mm）
T——缓冲衬垫厚度（mm）
△X0——公差（查表）
已知L0=340mm；
B0=232mm；
H0=34.8mm；
T=30mm
所以
Li=L0+2T=340+30×
2=400mm
Bi=B0+2T=232+30×
2=292mm
Hi=H0+2T=34.8+30×
2=94.8mm
但考虑到笔记本电脑还有附件包装，用来包装笔记本电脑的配件。
笔记本电脑的配件包括说明书、保修卡、驱动光盘、电源适配器、电池。
鉴于内装物和成本问题，所以采用瓦楞纸箱作为电脑配件的包装箱。
为简化计算，现假设其尺寸为:
L×
B×
H=500mm×
292mm×
60mm.参考图：
图三配件包装箱
表1瓦楞纸箱内尺寸修正系数
△XL
△XB
△XH
小型箱
中型箱
大型箱
3-7
1-3
3-4
5-7
取△XL=5mm；
△XB=5mm；
△XH=4mm；
L’=Li+△XL=400+5=405
B’=Bi+△XB=292+5=297
H’=Hi+H+△XH=94.8+60+4=158.8≈159
即纸箱的内尺寸为：
405mm×
297mm×
159mm
（二）制造尺寸计算
X=X’+△X’
F=B1/2+△X1
X——瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸mm
X’——纸箱内尺寸mm
△X’——内尺寸的伸放量mm（查表）
F—纸箱对接摇盖宽度；
B1—纸箱非结合端面制造尺寸；
△X1—摇盖拉长系数。
表202类单瓦楞纸箱内尺寸的伸放量（mm）
名称
楞型
L1
L2
B1
B2
H
A
6
4
3
9
B
2
C
5
8
E
1
表3瓦楞纸箱接头尺寸J
纸板结构
单瓦楞
双瓦楞
J
35-40
45-50
表402类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数△X1
0201
0203
0204
0205
0206
2-3
0-2
1.5-2
0-1
1.5-2.5
0-1.5
由表3、4、5得出△XL1’=3；
△XL3’=2；
△XB1’=3；
△XB2’=2；
△XH’=6；
J=38；
△X1=2；
L1=L’+△XL1’=408（mm），L2=L’+△XL3’=407（mm）；
B1=B’+△XB1’=300（mm），B2=B’+△XB2’=299（mm）；
H=H’+△XH’=165（mm），F=B1/2+△X1=152（mm）；
（三）外包装尺寸
由以下公式可以得出其外尺寸：
X‘’=X+△X
X‘’—瓦楞纸箱外尺寸；
X—纸箱制作尺寸；
△X—外尺寸加大值：
长度和宽度的加大值为1个板厚，高度方向是2个板厚，以板厚为基础，在考虑纸箱棱角的突出误差，就可以定出外尺寸加大值了。
表5瓦楞纸板板厚（mm）；
AB
BC
瓦楞纸板板厚
5.3
3.3
4.3
2.3
8.1
7.1
由表5，得出板厚为4mm。
所以由公式可知，瓦楞纸箱的外尺寸为：
L’’=L+△X=408+4=412mm
B’’=B+△X=300+4=304mm
H’’=H+△X=165+8=173mm
即纸箱的外尺寸为：
412mm×
304mm×
173mm
（四）瓦楞纸箱的抗压强度
因为笔记本电脑的运输包装采用代号为S-2.1的D等箱板纸，棱芯为B型棱，所以查表可知，根据表7-6（见书），S-2.1的技术指标为耐破强度409kPa，边压强度为4410N/m，戳穿强度为2.9J。
根据表7-1（见书），D等箱板纸的耐破指数为1.1kPa·
m²
/g，环压指数为5.2N·
m/g。
内、外面纸的定量取250g/m²
。
根据表7-2（见书），B型瓦楞芯纸的定量取160g/m²
，其环压指数为7.1N·
按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量为824g/m2（其中粘合剂的定量为100g/m2）。
因为
Px—瓦楞纸板的综合环压强度
r—箱板纸的环压指数
Q—箱板纸的定量
ｒm—瓦楞原纸的环压指数
Qm—瓦楞原纸的定量
C—瓦楞原纸的展开系数（见表6），本设计中取1.4
表6瓦楞原纸的展开系数
Px=5.2X250+5.2X250+1.4X7.1X160=4190.4（N/m）≈42（N/cm）
纸箱周长
Z=2（L’’+B’’）=2×
（412+304）=1432（mm）=143.2（cm）
凯里卡特公式：
Pc—纸箱抗压强度（N）
Z—纸箱周长（cm）
aXz—楞常数（见表7），本设计中取5
J—箱常数（见表7），本设计中取0.68
表7楞常数与箱常数
（五）堆码性能校核
因为所需瓦楞纸板的面积
所以瓦楞纸板的质量为544g，即0.544kg。
包装件的重量是笔记本电脑和纸箱重量之和，其值为27N。
堆码高度为2.5m，安全系数为2，纸箱的堆码载荷为
由此可知，纸箱的抗压强度比堆码载荷大得多，所以本设计中的瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。
（六）瓦楞纸箱CAD展开图
图四瓦楞纸箱展开图
（七）瓦楞纸箱效果图
图五瓦楞纸箱装潢图
六、包装件测试实验大纲
实验一瓦楞纸箱实验
【目的要求】
通过本实验，掌握瓦楞纸箱的结构、类型、具体的实验方法和步骤，并能根据实验数据对瓦楞纸箱的整体性能作出结论性的判定。
【实验方法】
一、外观及尺寸的测定
1．标志及印刷
在箱上印有正确的标志。
箱面图案、文字清晰正确、深浅一致，位置准确。
2．压痕线
压痕线宽：
单瓦楞纸箱不大于12mm；
双瓦楞纸箱不大于17mm。
折线居中，不得有裂破、断线、重线等缺陷。
箱上不得有多余的压痕线。
3．刀口
刀口无明显毛刺，裁刀切口里面纸裂损距边不超过8mm或长不超过12mm。
4．箱钉
箱钉使用带有镀层的低碳钢扁丝，不应有锈斑、剥层、龟裂或其它使用上的缺陷。
间距均匀、单钉距不大于55mm，双钉距不大于75mm，首尾钉至压痕线的距离为13±
7mm、钉合接缝处应钉牢，钉透，不得有叠钉、翘钉、不转脚钉等缺陷。
5．结合
钉合搭接舌宽为35～50mm，箱钉应沿搭接舌中线钉合，排列整齐，偏斜不超过5mm。
粘合搭接舌宽不小于30mm，粘合剂应涂布均匀、充分、无溢出，粘合表面剥离时面纸不分离。
6．裱合
箱面纸不许拼接、缺材、露楞、折皱、透胶、污迹。
箱里纸拼接不得超过二拼，拼接头处距摇盖压痕线不得小于30mm；
脱胶面积每平方米不大于20㎝2；
大型箱楞斜不超过3个，中、小型箱楞斜不超过2个。
7．摇盖耐折
纸箱支撑成型后，摇盖开合270度，往复三次，面纸、里纸无裂缝。
8．尺寸
纸箱支撑成型，测量纸箱的尺寸。
二、含水率实验
设备：
电子水分测定仪
操作：
以每个箱的不同部位，称取约50g试样（精确到0.001g），撕成小薄片置于已知质量的秤量瓶（或铝盒）中，在100～105℃的烘箱内，烘干至恒重。
每次称量应准确至0.001g。
含水率按下式计算：
X—含水率；
m1—干燥前试样质量，g；
m2—干燥后试样质量，g；
合格判定：
瓦楞纸箱含水率应为12％±
4％。
三、边压强度实验
电子压缩实验仪
在温度为23±
2℃，相对湿度50%±
5%环境中预处理24h,并在此条件下进行实验。
试样9块，从每个样箱无机械压痕，印刷痕迹和损坏的部位，截取3块，瓦楞方向为短边（25×
100）mm，误差±
0.5mm的试样。
以所测值的算数平均值为边压强度值，以N/m表示，取三位有效数字。
见表8。
四、耐破强度实验
电子纸板耐破度仪
从每个样箱壁上截取4块不小于（140×
140）mm，无水印，折痕或明显损伤的试样12块。
以每个样箱各2块试样正、反面贴向胶膜进行测试，以所测值得算术平均数值为耐破强度值，取三位有效数字。
五、戳穿强度实验
纸板戳穿强度测定仪
从每个样箱壁上截取4块，不小于（175×
175）mm的试样12块。
以每个样箱各4块试样以正面、反面、纵向、横向进行测试，以所测值得算术平均数值为戳穿强度值，取三位有效数字。
六、粘合强度实验
从每个样箱壁上截取4块，瓦楞方向为短边（25×
80）mm，误差±
1mm的试样12块。
以每个样箱各2块试样进行楞峰和面纸，楞峰和里纸剥离实验，以所测值得算术平均数值为粘合强度值，取三位有效数字。
表8
项目
种类
内装物
最大质量
kg
最大内
综合尺寸
mm
耐破强度
kPa
（kgf/cm2）
戳穿强度
（kgf·
cm）
边压强度
N/m
（kgf/cm）
粘合强度
N/m楞
（kgf/cm楞）
单
瓦
楞
纸
第1种
10
1000
785（8）
4.90（50）
3920（4）
588（6）
第2种
20
1400
118
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