运输包装课程设计.docx
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运输包装课程设计
课程设计说明书
题目：
宏基4752G的运输包装设
计说明书
专业：
包装工程
姓名：
未运吉
班级：
包转工程1102班
指导教师：
于志彬
提交日期：
2013年5月6日
《运输包装》课程设计任务书
一、设计题目
某家电/办公产品的整体包装方案设计
例如：
电脑显示器、电视机、VCD、电饭煲、榨汁机、打印机、扫描仪、数码相机、电子仪器等
二、设计任务：
1．完成产品整体包装方案设计，包括流通环境的确定、产品特性分析，内包装、缓冲包装、运输包装和集合包装设计。
2.缓冲包装设计包括缓冲材料的选取、衬垫基本尺寸的计算与校核、缓冲结构设计。
3.运输包装设计包括瓦楞纸箱箱型的选择、尺寸计算等。
4.集合包装包括托盘和集装箱的选用、排列和利用率计算。
5.绘制图纸：
缓冲衬垫结构设计图（A4图1~2张），产品包装装配图（A4图1张），纸箱平面展开图（A4图1张）。
要求按照国家标准制图。
6.完成设计说明书，内容包括：
（1）扉页
（2）课程设计任务书
（3）中文摘要（约200字）
（4）英文摘要
（5）目录
（6）正文
a）研究背景和意义
b）市场调研
c）确定产品流通环境
d）产品特性分析
e）内包装设计
f）缓冲包装设计
g）运输包装设计
h）集合包装设计
i）成本计算
j）总结
（7）参考文献
（8）附图
7.设计说明书要求撰写规范，层次清晰，5000字以上。
详见模板。
摘要
通过分析宏基4752G笔记本电脑的外部流通环境和产品本身特性，选择了合适的缓冲包装材料EPE，进行了缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计，并进行相应的各种数据的校核，完成了缓冲包装设计。
运输包装设计选用了0201型瓦楞纸箱进行尺寸和结构设计，并计算了该纸箱运输过程中需要满足的强度要求。
集合包装设计进行了托盘和集装箱的选用和排列方式的分析。
最后针对本次课程设计做出概括性的总结。
关键词：
流通环境；缓冲包装；瓦楞纸箱；校核；托盘；集装箱；
成本
ABSTRACT
Throughtheanalysisofthe4752Glaptopacerexternalcirculationenvironmentandtheproductitselfcharacteristics,selecttheappropriatecushionpackagingmaterialEPE,thecushioningpadsizecalculationandstructuredesign,andcarriesonthecorrespondingtoallkindsofdataofchecking,completedthecushionpackagingdesign.Thepackagedesignchoosethetype0201corrugatedcartonforsizeandstructuredesign,andcalculatethecartontransportationprocessofneedtomeettherequiredstrength.Setthetrayandpackagingdesigntheselectionandarrangementofthecontaineroftheanalysis.Finally,accordingtothecoursedesignmakegeneralsummary.
Keywords：
Theflowoftheenvironment；cachepackaging；CorrugatedBox；
Checking；Tray；Container；Cost.
一、研究背景和意义………………………………………第6页
二、市场调研………………………………………………第6页
三、确定产品流通环境……………………………………第7页
四、产品特性分析…………………………………………第8页
五、内包装设计……………………………………………第9页
六、缓冲包装设计…………………………………………第9页
七、运输包装设计…………………………………………第11页
八、集合包装设计…………………………………………第16页
九、成本计算………………………………………………第18页
十、总结……………………………………………………第19页
参考文献……………………………………………………第20页
一、背景和意义
随着我国国民经济快速增长，人均可支配收入迅速增加，消费者的购买力增强，计算机尤其是笔记本电脑的市场需求呈现出了前所未有的强劲态势。
过去人们关注的重点放在笔记本电脑的配置、功能、品牌、质量、服务等方面，但是随着环保意识的提升，人们对于笔记本电脑的包装越来越重视，开始追求绿色，追求“零包装”。
因此对笔记本电脑设计出切实可行的包装方案，具有着重要的意义。
二、产品包装市场调研
1.目的
随着经济持续发展，电脑在居民生活中的使用率越来越高，生产电脑的企业也越来越多。
每个企业所应用的包装形式不尽相同，其目的，都是为保证产品在出厂到销售物流过程中免受损坏，并且吸引消费者购买本公司的产品，刺激消费者的购买欲望等。
了解各个电脑品牌的销售包装和缓冲衬垫形式，为包装课程设计确定设计方案。
2.地点
保定莲花池南大街明华电脑城
3.时间
2013年4月30日-2012年5月1日
4.调查表
据统计，使用EPS作为缓冲衬垫的占调查总数的80%，使用纸浆膜作为缓冲衬垫的占调查总数的20%。
使用提手和易开结构的销售包装占调查总数的40%，使用普通0201型瓦楞纸板的销售包装占调查总数的60%。
详见表1.1：
表1.1市场调查表
商品名称
奔腾
PFYZ
3L
格兰仕
A601T-40YK4L
美的
YJ408C
4L
飞利浦
HD4724/10
1L
松下
SR-CEB15
1.5L
三洋
ECJ-DY115M
1.5L
缓冲衬垫
纸浆膜
EPS
EPS
EPS
纸浆膜
EPS
有无提手
有
有
有
无
无
有
商品名称
东芝
RC-N18LC
1.8L
海尔
CFJ302
3L
九阳电压力锅
JYY-M40
4L
奔腾
PF40Z-B
4L
美的
YJ408D
4L
格兰仕
A501T-30Y9
5L
缓冲衬垫
EPS
EPS
EPS
纸浆膜
EPS
EPS
5.结论
EPS十分不环保，不能回收利用，在提倡绿色包装的今天，应该废除。
纸浆膜，生产工艺复杂，一次定型只试用一种产品，缓冲性能不易测量。
所以，我们要研究新的缓冲材料，解决目前市场存在的问题。
三、确定产品的流通环境
（一）产品的流通区间
1.产地：
台湾
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
由于产品销往全国各地，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。
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。
运输过程中所产生的具体冲击与振动值见书P56。
（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90cm。
（四）贮存环节
采用一般仓库贮存，堆码高度2～3m，堆码层数9层。
（五）流通环境的气象条件
由于产品在台湾，销售范围为全国各地，从南到北含盖了几个气候带，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.
四、产品特性分析
（一）产品外形尺寸
长342mm，宽249mm,高34mm.
（二）产品重量
2.2kg
（三）产品重心
笔记本电脑的几何中心。
（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
产品的固有频率也设缓冲包装设计中的重要参数，应通过实验测得。
合理的缓冲包装应该能够包装件的固有频率远离产品得固有频率，使其免受共振。
五、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。
六、缓冲包装设计
（一）缓冲包装材料的选择
缓冲包装材料的种类很多，但他们起缓冲作用的形式都是基本相同的，都是通过自身的形变来吸收包装件在流通过程中由于震动和冲击产生的破坏性的能量，并起到使产品与外界隔离的作用，避免内装物因冲击震动造成的损害。
比较常用的包装材料包括聚乙烯泡沫塑料（EPE）、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、聚氨酯泡沫塑料（PU）、乙烯—醋酸乙烯共聚物橡胶制品（EVA）和聚乙烯教练泡沫塑料等。
其次是纸制品，包括瓦楞纸板、蜂窝纸板、皱纹纸垫和纸浆模等。
有的产品也曾采用橡胶、木屑、棉花、化纤丝和金属弹簧等。
目前普遍用于电脑缓冲包装的是发泡聚苯乙烯（EPS）与发泡聚乙烯（EPE），聚乙烯泡沫塑料发泡均匀、柔软，有较好的缓冲与机械性能，压缩不易断裂，高低温环境下不易老化，可与产品直接接触不会产生化学变化与腐蚀现象。
故综合考虑决定使用聚乙烯泡沫塑料作为设计的缓冲材料。
虽然发泡聚乙烯不可以在自然环境中自动降解，包装废弃物会造成“白色污染”，但我感觉可以通过材料的再次回收进行二次利用解决这一问题。
发泡聚乙烯（EPE）。
EPE俗称“珍珠棉”，由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，它是一种高强缓冲、抗振能力的新型环保材料，EPE的PH值为中性，不会对任何产品造成损伤，同时它的优良特性能抵御外界的酸缄腐蚀，珍珠棉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。
EPE缓冲特性曲线：
（二）缓冲衬垫基本尺寸计算
根据发泡聚乙烯的缓冲系数与最大应力曲线，使用最小缓冲系数法，在发泡聚苯乙烯的缓冲系数与最大应力曲线中作一条水平切线，切点的纵坐标对应最小缓冲系数Cmin，横坐标对应一个最大应力σm,由公式T=CH/G,可以求出衬垫厚度T，由公式A=WG/σm可以求出衬垫面积A。
已知产品重2.2Kg，脆值为70g，等效跌落高度为90cm。
采用最小缓冲系数法，可得Cmin=5.6，σm=0.17×105Pa。
根据公式T=CH/G和A=WG/σm可得：
T=CH/G=5.6×90/70=7.2cm
A=WG/σm=2.2×9.8×70×104/0.17×105=887.8cm2
（三）缓冲衬垫校核
（1）挠度校核。
Amin/（1.33T）2＞1
887.8/（1.33*7.2）2=9.7>1
（2）蠕变量校核。
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）
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%）
Tc=T（1+Cr）=7.2（1+10%）=7.92cm
经过各项较核后，且定最后衬垫尺寸为T=8cm，A=890cm2
（四）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，根据显示器的承载部位和易损部位，设计缓冲衬垫的结构。
由于笔记本的外形和重量均左右对称，所以缓冲衬垫也设计成左右对衬结构，从两侧对显示器进行保护。
显示器的外形不是规则几何结构，要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包装箱内稳定，并且保证易损部件屏幕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。
缓冲衬垫的具体结构见图纸。
七、运输包装设计
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，故实际中接头采用强度较高的粘合剂粘接。
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。
因为宏基4752G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
Xi=Xmaxnx+d（nx-1）+T+K1
式中：
Xi——纸箱内尺寸（mm）
Xmax——内装物最大外尺寸（mm）
nx——内装物排列数目
d——内装物公差系数（mm）
T——衬隔或缓重的总厚度（mm）
K1——内尺寸修正系数（查表P248,9-18）
长度方向
宽度方向
高度方向
小型箱
中型箱
大型箱
3—7
3—7
1—3
3—4
5—7
nx=1;T=80mm;
Li=Lmax+T+K1=342+80+5=427mm
Bi=Bmax+T+K1=249+80+5=334mm
Hi=Hmax+T+K1=34+80+3=117mm
（二）制造尺寸计算
X=Xi+t+k
式中：
X——瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸mm
Xi——纸箱内尺寸mm
t——瓦楞纸板厚度mm
k2——制造尺寸修正系数mm（查表）
表9-7瓦楞纸板厚度参考值（mm）；
楞型
A
B
C
E
AB
BC
厚度t
5.3
3.3
4.3
2.3
8.1
7.1
表9-190201型瓦楞纸箱制造尺寸的修正值（mm）
名称
楞型
L1
L2
B1
B2
H
A
6
4
6
3
9
B
3
2
3
2
6
C
5
3
5
3
8
E
2
1
2
1
3
L1=427+4+3=434mm
L2=427+4+2=433mm
B1=334+4+3=341mm
B2=334+4+2=340mm
H=117+4+6=127mm
摇盖宽度F=B1/2+xj xj——02类纸箱摇盖伸长系数mm
表9-2102型瓦楞纸箱摇盖伸长修正值xj
名称
楞型
0201
0203
0204
0205
0206
A
2-3
0-2
2-3
0-2
0-2
B
1.5-2
0-1
1.5-2
0-1
0-1
C
1.5-2.5
0-1.5
1.5-2.5
0-1.5
0-1.5
E
0
0
0-1
0
0
F=B1/2+xj=341/2+2=172.5mm
表9-200201型瓦楞纸箱接头尺寸mm
纸板结构
单瓦楞
双瓦楞
J
35-40
45-50
接头尺寸查表取40mm，开槽宽度取纸板厚度加1mm为5mm
（三）外尺寸计算
运输包装外箱外尺寸的确定。
由外寸公式：
X0=X+2t
式中：
X0─纸箱外尺寸，mm
X─纸箱最大制造尺寸，mm
所以外箱外尺寸为：
Lo=L1+2t=434+8=442mm
B0=B1+2t=341+8=349mm
Ho=H1+2t=127＋8=135mm
（四）堆码强度校核
1）强度
根据内装物尺寸和重量确定纸板与纸箱尺寸参数后，要进行与纸箱堆码高度有关的抗压强度计算，采用的计算抗压强度的公式是美国的凯里卡特公式：
Px为瓦楞纸板的综合环压强度（N/cm），Z为纸箱的周长（cm），aXz为楞常数，J为箱常数。
式中Rni为里、面纸的环压强度测试读数值（N），环压强度则等于Rni/15.2（N/cm），i为面里纸板的层数；Rmj为芯纸的换压强度的测试读数值（N），Cmj为芯纸收缩率，j为芯纸的层数。
15.2cm为纸板与芯纸的换压强度测定试样长度。
（2）堆码
堆码强度是纸箱设计的重要指标，是指仓储的瓦楞纸箱包装在一定时间的静压力下堆码即将倒塌之前所能承受的载荷。
纸箱的堆码强度计算公式为：
Ps=9.81G（Nmax-1）
其中G（kg）为单个纸箱包装的毛重，Nmax为最大堆码层数。
由书（课本）表9-4查得250g/m2C级面、底箱值班的环压指数为6.5，得面、底纸的环压强度Px1=250×6.5=1625N/m；查得127g/m2的C级芯纸、中夹的环压指数为3.5，得芯纸的环压强度Px2=127×3.5=444.5N/m，则，
即
=
=254（N/cm）
可计算出指向的抗压强度
其中Z=2*（Lo+Bo）=2*（442+349）=1582mm=158.2cm
据表9-22楞常数与箱常数得
aXZ=5.00j=1.27
=254×（5.00*4/158.2）×158.2×1.27=12855N；
单个纸箱包装的毛重为2.8kg,纸箱的堆码强度：
Ps=9.81×2.8×（16-1）=412.02N/m
堆码的安全系数K=Pc/Ps=12855/412.02=31.2＞1
说明对于安全堆码有足够的强度。
八、集合包装设计
（一）托盘
1.托盘的选择
（1）选择的依据是托盘的表面利用率要高。
由前一节可知瓦楞纸箱的外尺寸为：
Lo×Bo×Ho＝342×249×34mm。
根据我国联运平托盘外部尺寸系列（GB2934-1982）选择代号为TP3的双面使用型（S型）联运托盘，公称尺寸L×B＝1000×1200mm，叉孔高度为100mm。
（2）瓦楞纸箱在托盘上的排列方式。
排列方式选择Q型即为l0∥B；b0∥L。
托盘L方向上排列瓦楞纸箱的数目为2；B方向上排列瓦楞纸箱的数目为3。
托盘高度方向的排列数目为16。
（3）瓦楞纸箱在托盘上的堆码方式采用平齐重叠堆码方式：
该方式使瓦楞纸箱的四个角上下对应，故承载能力大，强度高，但是稳定性不好。
（4）该托盘包装的固定用压敏胶带并加抗滑夹层的方式加以固定。
2.托盘的表面利用率
表面利用率＝
×100％
＝
×100％
＝77.1%
3.单个托盘包装的外尺寸
L0＝1000mm
B0＝1200mm
H0＝135×16＋100＝2260mm
4.托盘的校核
（1）货物伸出托盘的长度。
Ｂo×3=349×3=1047<1200,并未伸出托盘。
满足要求，校核通过。
（2）托盘上货物堆跺高度为：
135×16＝2160<2B＝2×1200＝2400mm。
满足要求，校核通过。
（3）单个托盘上的货物重量：
W＝2×2×16×2.8＝179.2kg，满足重量要求。
（二）集装箱
1.集装箱的选择
已知托盘包装件的最大外尺寸为L0×B0×H0＝1000×1200×2260mm。
由于该托盘包装外尺寸的高度为2260mm，在所有集装箱的箱型中都无法使该托盘包装进行堆码放置，只能是一层。
根据我国集装箱（GB1413-78）规定尺寸选择集装箱的型号为：
1AA。
2.托盘包装在集装箱里的排列
排列方式为Q型：
在L方向上的数目为11；在B方向上的排列数目为2。
3.利用率计算
空间利用率为：
因此，要考虑集装箱底面积的最大利用率：
利用率＝
×100%
＝94.4%
4.单个集装箱的载重
W＝W托盘包装件×N托盘包装件的个数
＝179.2×11×2＝3942.4kg，满足重量的要求。
九、成本分析
由设计计算出纸箱的用材工艺尺寸面积
S=（L1+L2+B1+B2）×（H+2F）+（H×J）
=（434+433+341+340）×（127+2×172.5）+（127×40）=0.736m2，
原纸总成本=[面纸平方单价+（B楞芯纸平方单价×收缩率）+中夹纸单价+（A楞芯纸平方单价×收缩率）+底纸平方单价]×用材面积
=[0.48+（0.24×1.36）+0.24+（0.24×1.53）+0.48]×0.736=1.39元
十、总结
通过本次课程设计，让我将课本的理论知识与具体的实践有了很好的结合，让我对课本里知识的具体含义有了更为深切的体会，本次我做的立式空调是很常见的运输件，在运输里出现的问题也是经常发生的，我们通过对他的研究，了解了如何对一个具体的产品在运输中出现的问题做具体的研究，以及如何解决这些问题，通过这次课设我学到了很多，自身的
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