电脑运输包装说明书.docx
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电脑运输包装说明书
运输包装课程设计说明书
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课程设计题目:
起讫日期：
课程设计地点:
指导教师：
1.流通环境分析5
1.1产品的流通区间5
1.2产品的主要运输方式5
1.2.1铁路和公路运输5
122海运运输6
1.3装卸与搬运6
1.4贮存环节6
1.5流通环境的气象条件6
1.5.1温度和温度变化的影响6
1.5.2湿度的影响7
1.5.3水的影响7
1.5.4太阳辐射的影响7
1.5.5盐雾的影响7
2.产品特性分析7
2.1产品外形尺寸8
2.2产品重量8
2.3产品重心8
2.4易损件8
2.5产品的脆值8
2.6产品的固有频率8
3.内包装设计8
3.1内包装材料选择8
3.2内包装尺寸8
4.外包装设计8
4.1外包装材料选择8
5.缓冲包装设计9
5.1缓冲包装材料的选择9
5.2缓冲衬垫基本尺寸计算9
5.2.1缓冲衬垫的挠度校核10
5.3缓冲衬垫的结构设计10
6.运输包装设计12
6.1内尺寸的计算12
6.2制造尺寸计算13
6.3外包装尺寸14
6.4瓦楞纸箱的抗压强度14
6.5瓦楞纸板结构及配料克重15
6.6瓦楞纸箱的强度校核15
6.6.1抗压强度校核16
6.6.2边压强度校核16
6.7瓦楞纸箱在托盘上的堆码方式16
6.7.1堆码强度17
7.包装装配图17
8.成本分析23
9.参考文献23
正文
摘要：
随着我国经济的快速增长，生活频率的加快，电脑越来越发挥着举足轻重的作用。
由于笔记本电脑具有体积小，重量轻，携带方便等优点，其便携性和备用电源更使移动办公成为可能，因此越来越受用户推崇，市场需求量迅速增长。
但是笔记本电脑属于电子类产品在运输及销售环节中可能会受到外界的冲击或震荡，对其质量和外观造成一定的破坏。
为了避免这种情况发生，应对笔记本电脑进行系统的缓冲（防震）包装设计，其包括：
缓冲包装设计，防震设计，外包装尺寸设计。
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”。
因此选择合适的材料与结构、计算出准确的尺寸对于缓冲垫和包装箱的设计是非常重要的。
本文是在确定设计对象的尺寸和流通环境条件的基础上，针对14.1英寸的富士通笔记本电脑进行了系统的运输包装设计。
关键词：
笔记本电脑运输包装包装设计
1.流通环境分析
1.1产品的流通区间
1.产地：
南京
2.目的地：
美国
1.2产品的主要运输方式
1.2.1铁路和公路运输
产品从南京销往美国，在国内运输中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，从发货站到南京港口使用火车运输。
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。
1.2.2海运运输
航行中的船舶是个自由弹性体。
海水的浮力与弹簧类似，所以在海上航行时与海水也构成复杂的振动系统。
当受到外部干扰时，会产生一个或若干个调谐共振，其外部激励来自：
①柴油机的振动；②螺旋桨与主传动轴系的转动不平衡力；③其他铺机的不平衡力及振动；④波浪的周期性冲击；⑤舵力。
一般的说，海运中有两个不同级别的振动；较平静海面上稳定
航行时的低强度振动，船的振动比较轻微，其加速度峰值及其频率分布与火车相当。
大风浪中或紧急操作航行时的高强度振动，其加速度峰值及其频率分布与在恶劣路面上行驶的汽车相当。
海浪引起的低频振动为0.03Hz〜0.2Hz，对货物的共振影响不大。
总而言之，海运中的冲击与水域，风浪，船型，载重，气象条件有关，其冲击值相对较小。
1.3装卸与搬运
包装件的冲击主要发生于装卸作业和运输过程中，可分为垂直冲击和水平冲击。
垂直冲击
主要由搬运，装卸，起吊时跌落引起；水平冲击主要发生于运输车辆在崎岖不平路面上行驶时，车辆突然启动或制动时，货车的编组溜放和转轨时，飞机着陆时，船舶靠岸时。
装卸作业包括人工与机械两种方式。
不论人工或机械装卸，都可能因人为或偶发因素使包装件自由跌落。
此时冲击碰撞发生于包装件与地面之间，其冲击加速度取决于跌落高度，而冲击力大小取决于跌落高度外还取决于包装件重量，内衬垫缓冲性能和地面的刚性。
据测定，人工装卸的跌落冲击加速度通常在10g左右（g为重力加速度），最高达100go
1.4贮存环节
采用一般仓库贮存，堆码高度1.5m,堆码层数最多为2层，假定贮存时间为三个月。
1.5流通环境的气象条件
1.5.1温度和温度变化的影响
由于产品在南京，运输目的地在美国，含盖了几个气候带，虽然温度随地域的变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。
大温差会引起封闭包装件内产生水汽凝结现象，加速内容产品的受潮和腐蚀。
又因为长途运输用的干式集装箱，内部处于密封状态，箱内空气状态随外界温度或太阳辐射热的变化而变化，计算机显示器为电子产品，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。
1.5.2湿度的影响
湿度有两种计量方法，绝对湿度（HA和相对湿度（HR。
相对湿度随纬度而变化，高温伴随着高湿度出现，如HR8CK〜95%和温度25〜30C时，有利于霉菌旺盛繁殖，破坏产品的外观和标志。
高湿也促进金属的腐蚀加快，一些有机材料吸湿后表面发胀，变形，起泡，不但影响外观，还使机械性能下降。
低湿度又会使纸，木，塑料等干燥收缩，变形甚至龟裂。
1.5.3水的影响
在流通过程中，产品会受到雨，雪，露，波浪，意外落水事故等影响，因此产品包装要有严密的防水措施。
1.5.4太阳辐射的影响
太阳光谱主要由紫外线（波长小于0.4卩m,可见光（波长小于0.76卩m及红外线（波长大于0.76卩m组成。
在大气层外，紫外线能量占太阳光总能量的6%,但经过大气层到达
地面时其能量比不超过1%。
然而它仍对包装材料，尤其是塑料，橡胶等有很大影响，诸如加速老化，分子激发，降解等。
红外线可使运输工具，仓库和容器的温度升高，加速其物理和化学变化。
温度和湿度对光氧化反应有催化作用，使封缄化合物软化，密封性能下降，标志褪色，涂层起泡剥落。
1.5.5盐雾的影响
盐雾在大气中存在的形式与空气相对湿度有关，或为结晶体，或为液体涓滴，其平衡状态的临界HR为76%。
盐雾对包装件的影响在于：
加速金属包装材料的锈蚀，造成机械活动件阻塞，电导性增强，绝缘性降低。
因此，要经海洋运输或在沿海地区流通的产品包装件必须增强对盐雾的防护性。
2产品特性分析
2.1富士通LH530-P6000R2外形尺寸及外观，见图2.1-1
长340mm宽245mm,高35mm
图2.1-1
2.2产品重量
2.2kg
2.3产品重心
位于笔记本电脑的中部靠近电脑锂电池部位
2.4易损件
屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。
也就是显示器内部的显像管和玻璃屏幕。
显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲击可能会造成显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，有意破损的玻璃构成，所以屏幕也是显示器包装的
重点保护对象；底座连接装置位于显示器的底部，安装使用时与底座连接，属于凸出部件，缓冲设计时也应考虑到，不能够承载，并要与外包装容器离有一定的距离，以免冲击是受损。
2.5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，但在课程设计中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，确定本次的产品脆值取[G]=70g。
2.6产品的固有频率
产品的固有频率也是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率，使其免受振动。
3．内包装设计
3.1内包装材料选择
聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-70〜-100C）,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小，电绝缘性能优良，起防潮、保护外观免受划伤、防静电作用等。
所以选用聚乙烯（PE）袋。
3.2内包装尺寸确定
尺寸：
LxBxH=390mm270mM40mm厚度1.5mm
4.外包装设计
4.1外包装材料选择在当今包装制品中，瓦楞纸包装应用最为广泛，它可以制成瓦楞纸箱，瓦楞纸盒，瓦楞纸板缓冲结构，瓦楞纸板托盘，瓦楞纸板展示台架等等。
瓦楞纸板具有以下特点：
①可加工性极好；②使用方便；③刚柔兼备的保护性；④便于促销；⑤成本低廉；⑥符合可持续发展要求，焚烧或掩埋处理也不会污染环境，因此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0201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，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；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再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，电脑是高精密产品，以对缓冲垫的要求较高，一般都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。
5.缓冲包装设计
5.1缓冲包装材料的选择
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）,EPS材料的优点是轻质、透明、强度大、防潮、耐腐蚀。
最大弱点是用后不能自行分解，从而其废弃物如果不回收处理则会适合对环境的大量污染。
此外，它还有材料体积较大，堆置空间，不耐多次冲击，性脆，拉伸强度低等缺点。
EPEf谷称“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。
细微气泡的泡沫材料、外表光滑、可着色，尽显优美效果。
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。
故综合考虑以上因素决定使用聚乙烯泡沫塑料（比重为0.032g/cm3）作为设计的缓冲材料。
虽然发泡聚乙烯可以在自然环境中自动降解，包装废弃物会造成“白色污染”，所以近年来它的发展在一定程度上也受到了抑制，但我们可以通过在各地建立专门的回收站对其废弃物进行回收，二次利用，来解决污染问题。
5.2缓冲衬垫基本尺寸计算
在本次富士通笔记本电脑课程设计中，已知参数W为2.2kg，G为70，H为90cm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Cmin为5.6，而横坐标就对应最大应力值（Tm为0.17x105P&
图I翁泡聚乙（比＞*（1032）缓肿系数-最大应力曲銭
由公式T=CH/G可以求出衬垫厚度T,由公式A=WG$m可以求出衬垫面积A。
T=5.6X90/70=7.2cm
A=WG/cm=2.2X9.8X70X104/0.17X105=888cm2
5.2.1缓冲衬垫的挠度校核
缓冲结构与尺寸的设计除了考虑缓冲系数和脆值确定厚度外,还应该校核缓冲垫的压缩挠曲。
厚度t较厚的缓冲垫容易挠曲,使承载能力下降。
缓冲设计时,通常采用如下克斯特那经验公式进行校核：
2
Amin>（1.33t）>1
其中Amin为最小承载面积。
由于缓冲衬垫是由四块相同的缓冲垫组成，每块衬垫的承载面积为S=888-4=222cm2而S最小承载面积=222cm2>（1.33X7.2）2=92cm2>1，由克斯特那公式可判定该衬垫符合挠度校核要求，衬垫不会弯曲。
5.3缓冲衬垫的结构设计
局部缓冲包装是采用预成型的缓冲材料对产品的角，楞侧面或易损坏关键部位等处提供缓冲，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，为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，综合考虑后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。
由于显示器的重心位于中前部，所以缓冲衬垫的主要承载部分在前部；易损件玻璃屏幕也位于前部，又因为显示器的外形和重量均左右对称，所以缓冲衬垫也设计成四个角对衬结构，从四个角落对显示器进行保护。
显示器的外形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效果图见5.3-1,CAD图见5.3-2
图5.3-2
3
6.运输包装设计
6.1内尺寸的计算
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'—内尺寸修正值。
瓦楞纸箱内尺寸修正系数可参考表6-1mm
长度方向L1
宽度方向B
咼度方向H
小型箱
中型箱
大型箱
3-7
3-7
1-3
3-4
5-7
取Kl=5mmKb=5mmKh=4mm又已知Lmax=340mmB^ax=245mmH^x=25mmT=72mm所以
Li=Lmax+2T+K=340+2X72+5=489mm
Bi=Bmax+2T+K=230+2X72+5=394mm
Hi=Hmax+2T+K=25+2X72+4=183mm
即纸箱的内尺寸为：
489mrX394mrX183mm
6.2制造尺寸计算
制造尺寸公式为：
X=Xi+k
F=B1/2+X1
式中：
X——瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸，单位mm
Xi纸箱内尺寸，单位mm
K制造尺寸修正系数，单位mm（查表）；
F—纸箱对接摇盖宽度；
B—纸箱非结合端面制造尺寸；
X1—摇盖拉长系数。
表6-202类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数mm
楞型
L1
L2
Bi
B2
H
A
6
4
6
3
9
B
3
2
3
2
6
C
5
3
5
3
8
E
2
i
2
i
3
表6-3瓦楞纸箱接头尺寸Jmm
纸板结构
单瓦楞
双瓦楞
J
35-40
45-50
表6-402类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数Ximm
楞型
020i
0203
0204
0205
0206
A
2-3
0-2
2-3
0-2
0-2
B
i.5-2
0-i
i.5-2
0-i
0-i
C
i.5-2.5
0-1.5
i.5-2.5
0-1.5
0-1.5
E
0
0
0-i
0
0
由表得出Kii=3;Ki2=2;Kbi=3;Kb2=2;K=6;J=38;Xi=2;所以瓦楞纸箱的制造尺寸为：
Li
=Li
+Kii
=489
+
3=
492
（mm,
L2=
:
Li
+Ki2
=489
+
2=
49i
（mm,
Bi
=B
i+Kbi:
=394
+
3=
397
（mm,
R
=B
i+Kb2:
=394
+
2=
396
（mm,
H:
=H
i+K=
:
i83
+
6=
i89
（mm,
F=
=B
i/2+Xi
=20i
（mr）
6.3外包装尺寸
再由以下公式可以得出其外尺寸
Xo=Xmax+K
式中：
Xo——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表6-5瓦楞纸箱外尺寸修正值K
楞形
A
B
C
E
K
5〜7
3〜5
4〜6
2〜4
由此得出K=4。
所以由公式Xo=Xmax+K得，瓦楞纸箱的外尺寸为：
Xl=492+4=496mm,
Xb=397+4=401mm,
Xh=189+4=193mm。
所以瓦楞纸箱的外尺寸为：
496mm<401mrK193mm
又考虑到电脑锂电池，电源适配器，说明书等配件的放置问题，综合考虑得到加配件后
瓦楞纸箱的外尺寸为528mrK401mnh<193mm
6.4瓦楞纸箱的抗压强度
拟采用双面单元瓦楞纸板，B楞型，其表面刚度适中宜印刷装潢。
承压边长C=2（L0+B0）=2X（528+401）=1858mm=186cm
包装件重量W=W电脑+W配件+W纸箱=3.5Kg
因是通过货柜出口，则设定温度湿度变化导致纸箱降低率为60%设定堆放时间导致的降低率为30%堆码方法导致的降低率为20%装卸过程导致的降低率为20%则安全系
数K=1/[（1-0.6）（1-0.3）（1-0.2）（1-0.2）]=5.6
所以流通环境要求纸箱具有的抗压强度为：
P=KG（H-h）/h
=K*3.5*9.8*（150-19.3）/19.3=5.6*237N=1327N
K安全系数；
G包装件的重量；
H为堆码高度；
h为单件纸箱高度
因为纸箱为单色印刷，所以需要对K进行修正，以补偿印刷加工工艺给抗压带来的减损。
根据《纸箱抗压强度值修正表》，单色印刷使抗压减少6%则纸箱抗压强度因设定为:
P=1327*（1+6%）=1407N
所制瓦楞纸箱的抗压强度B=5.874XEXTXC
B纸箱抗压强度，单位N,5.874为系数;
E纸板边压强度，单位N/m；
t纸板厚度，单位m
C承压边长，单位m
所以抗压强度B=5.874XEX0.003X1.86=0.03E为了确保流通安全需要B>P,即0.03E>1407NE>46899N/m=4.69N/cm2
6.5瓦楞纸板结构及配料克重
瓦楞纸板的综合环压强度的计算公式为:
R=（刀Ri+刀CjRj）/15.2
R面、里纸板的环压强度测试读数值，单位N;
Rj芯纸的环压强度测试值，单位N;
G芯纸的收缩率，15.2cm为纸板与芯纸的环压强度测定试样长度。
此公式表明：
瓦楞纸板的综合环压值是其各组分环压值之和。
据此原理，结合本课程设
计产品属于中高挡商品，因此拟采用二类纸板；因其强度要求较高.故其面纸采用320g/cm的牛皮箱板纸，瓦楞层用200g/c卅瓦楞原纸，其品质构成第3种纸板。
综上所述，该瓦楞纸板由面及里的排列层次为：
320g/cnf+200g/cni+320g/cni上述面纸、瓦楞原纸所对应的环压值为：
定量
2
320g/cm
2
200g/cm
环压值（横向）
32kgf
15kgf
因为Px=（2X32+1.36X15）/15.2=5.55>4.69N/cm2
故所配置的瓦楞纸板足以承受其设计的环压强度。
6.6瓦楞纸箱强度校核
6.6.1抗压强度校核
2
因为Px=5.55N/cm
采用凯里卡特公式计算0201型纸箱的抗压强度Pc（N），公式如下:
FC=Px（4aXz/Z）2/3ZJ
=Px（4X5/186）2/3X186X1.27
=5.55X53.4
=294N
r瓦楞纸板的综合环压强度，单位N/cm；
a^楞常数；
z纸箱的周长，单位cm
J箱常数。
p/=KPc（1+6%）=5.6X294X1.06=1745N>1407N故抗压强度安全可靠。
6.6.2边压强度校核
堆码载荷要求边压强度为：
ECT=P/Z=1407/186=7.56N/cm
所制纸箱实际边压强度为：
ECT=p//Z=1745/186=9.38>7.56N/cm
故边压强度安全可靠。
6.7瓦楞纸箱在托盘上的堆码方式
托盘选用尺寸：
1200mrX1000mm
Nlmax=INT（1200/528）=2
Nbmax=INT（1000/401）=2
Nhnax=INT（1500/193）=7
根据纸箱堆码强度及托盘尺寸堆码方式可采用如图6.7-1
6.7-1堆码正视图
6.7-1堆码侧视图
6.7.1堆码强度
堆码强度是纸箱设计的重要指标，是指仓库的瓦楞纸箱包装在一定时间的静态压力下堆码即将倒塌
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