运输包装课程设计.docx
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运输包装课程设计
运输包装课程设计（总26页）
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
包装1002班
指导教师：
工作单位：
武汉理工大学
题目:
LG双开门冰箱的运输包装设计
初始条件：
根据现有的家电的产品特性，在重量，尺寸不变的情况下，考虑出口包装的运输环境。
（针对每款家电标明具体的产品尺寸，重量等基本参数）
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1．完成缓冲衬垫的设计计算并进行校核，画出缓冲衬垫的平面结构图和立体图；
2．选择瓦楞纸箱的型号，对箱板纸进行选型，并对瓦楞纸箱的结构尺寸进行设计计算；
3．对瓦楞纸箱进行强度校核；
4．绘制瓦楞纸箱展开图和装潢图。
5．说明书按武汉理工大学课程设计工作规范中的要求撰写。
时间安排：
2012年6月23日确定设计方案和基本参数
2012年6月24—25日完成缓冲衬垫设计并绘制衬垫平面结构图和立体图
2012年6月26-27日设计瓦楞纸箱结构并绘制平面展开图和装潢图
2012年6月28日撰写设计说明书
2012年6月29日交说明书和图纸，答辩
指导教师签名：
2012年6月21日
系主任（或责任教师）签名：
2012年6月21日
LG双开门冰箱的运输包装设计
1产品特性简介及市场定位
衣食住行是每个老百姓每天必须的四样东西，然而，“民以食为天”，而从小就伴随我们成长的吃喝的东西可能会随着温度或者时间的变化而出现发霉变质的情况，随着现代人对营养的越来越重视，冰箱企业推出多种的冰箱的模式和制冷方式，使得人们生活中的食物，得以长久的保存，冰箱的品种也是越来越多，销售人群也越来越广，但与此同时，冰箱制造商和销售商得工作量也越来越大了，冰箱的市场也是越来越广阔的，为了满足客户的需求，冰箱制造商更是加紧研究发明，越来越多种类的冰箱问世，越来越多不同制冷效果组合的冰箱现身。
LG双开门冰箱GR-Q20DDH产品特点：
典雅的白色外观，在上点缀了绣球花束纹路，LED冷光源照明，几乎不发出热量，可有效抑制箱体内部温度的波动与回升，恒温状态更佳，更多新鲜保障。
图1-1实物图
2产品运输流通环境分析
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。
对于LG双开门冰箱的运输流通环境分析如下：
（1）在装卸搬运环节中，由于此产品的销售遍及全国乃至全球任何地方，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。
（2）运输环节中，由于此产品的销售范围广，既要有长途运输也要有短途运输，所以涉及到的交通工具种类比较多，包括汽车、火车、船舶、飞机和电瓶拖车、铲（叉）车、手推车等。
运输过程对货物包装件造成的损害原因有：
冲击、振动、气候条件和其他原因等。
一般此产品从包装车间要经铲车、电瓶车运送到仓库中，此时运输工具的启动、变速、转向、刹车会使产品改变速度，导致冲击损坏；当产品有仓库运送到铁路上及铁路运输过程中，由于交通工具会受到路面状况、路轨接缝、发动机振动、等因素影响，会产生振动。
而且此过程中还会受到气候变化的影响等等。
（3）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。
缓冲包装以缓冲减振为主要功能，所以要着重考虑冲击与振动环境。
3缓冲衬垫的设计计算
确定衬垫设计的基本参数
表3-1冰箱的具体参数
品牌
LG
型号
GR-Q20DDH
颜色
珍珠白
总容积
195L
冷冻室
73L
冷藏室
122L
耗电量
24h
尺寸
600×550×1590mm
重量
64kg
产品特性
时尚设计，大师的品味
能效等级
2级
开门方式
左开门
制冷方式
直冷
制冷剂
R600a
显示方式
LED显示屏
气候类型
ST
冷冻能力
24h
标准电源
220V/50HZ
确定缓冲材料
缓冲包装材料种类繁多，但它们缓冲作用的远离都是通过自身形变来吸收包装件在流通过程中由于振动和冲击产生的能量。
根据缓冲材料力与形变曲线通常可分为县弹性缓冲材料、正切性弹性缓冲材料、双曲正切型弹性缓冲材料、三次函数型弹性缓冲材料和不规则型弹性缓冲材料。
按类型分可分为泡沫塑料、气泡薄膜、碎屑状材料、橡胶、纸和纸板等。
本设计选用的缓冲包装材料是双曲正切型弹性材料EPS，即发泡聚苯乙烯。
它是采用聚苯乙烯为原料发泡制成的一种半硬质的泡沫塑料，它抗压强度大，成本低，还可制成带肋的复杂形状，以节约用量；震动阻尼大，及抗震性好；光滑的略带弹性的模塑表面不会磨损内装物；不吸水；耐腐蚀，耐油，耐老化；隔热和绝缘性好；可接触食品；热敏感性低，两秒内便可自熄；抗蠕变性能极好；重载下的缓冲性能好。
这里选取EPS作为缓冲衬垫的材料。
流通环境的参数
等效跌落高度的确定
人工装卸中的跌落高度可以用以下经验公式计算，它适用于16Kg以上的包装件：
（3-1）
算得
人工装卸中的跌落高度H可以由下表查得，冰箱重量W=64kg，可以取试验的跌落高度H=53cm。
货物重量（kg）
搬运装卸方式
设计跌落试验高度（cm）
9
一人抛掷
107
9～23
一人携运
91
23～45
两人搬运
61
45～68
两人搬运
53
68～90
两人搬运
46
90～272
机械搬运
61
272～1360
机械搬运
46
>1360
机械搬运
30
表3-2装卸环境与跌落高度
综合经验公式法和查表得出的结果取跌落高度H=50cm。
产品脆值的选择
产品脆值的确定方法有碰撞机实验法和自由跌落实验法两种。
测定时可视具体条件任选一种进行。
采用试验方法测定产品脆值，须对产品试样做破坏性的试验，这对于批量小价格昂贵的产品来说的话是不符合实际的，有时是不允许的。
加上实验本身需要一系列的设备和控制仪表，也会给实际工作带来困难。
因此工程上常用一组经验数据对比的方法来判定产品的脆值，称为脆值的经验估算法。
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。
此值表示产品对外力的承受能力。
由于条件不允许，在此只能通过查阅相关产品的数据来估计产品的脆值。
日本英国得出的产品脆值如下表：
表3-3日本得出的产品脆值
G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
表3-4英国得出的产品脆值
G值
产品
40
雷达和其它电气设备，真空管，自动控制仪，瞄准器，回旋仪
40-60
制动回旋仪，马赫表，有防冲击支撑的仪器
60-80
量油计，压力计，一般电气装置
80-100
牢固的真空管，阴极射线管，冰箱
100-120
热交换器，油冷却器，取暖电炉，记忆装置，散热器
由上表查得LG双开门冰箱的脆值为90g。
确定缓冲衬垫的尺寸
在图中取Gm=90g作一条水平直线与缓冲曲线族相交，取厚度较小的缓冲曲线进行设计；因为冰箱质量和尺寸较大，所以取T=，它的两个交点中取靠右边的，取右边的进行设计用材料最省，右边的点对应静应力为σsd=×105Pa，所需承载面积：
（3-2）
由图中可知最低点对应的加速度最小，缓冲性能最好，产品的安全率最高，若用最低点设计有：
σse=×105Pa
由此可见，承载面积可做两钟选择，节约材料取A=697cm2，提高产品安全率取A=1792cm2，该设计取厚度T=，A=1792cm2的发泡聚乙烯泡沫垫。
由于局部缓冲，初步设计为角衬垫形式，那么每块承载面积为：
L=
图3-1聚苯乙烯动态缓冲特性曲线
缓冲衬垫校核
产品强度校核（产品支承面的应力校核）
角跌落时的有效受力面积为（若取K=1）
（3-3）
此时静应力为：
（3-4）
由图3-1知许用应力
因为
，所以强度校核通过。
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
（3-5）
因为
，所以计算所得衬垫面积是稳定的，合理的。
跌落姿态校核
局部缓冲包装角跌落冲击等效面积的确定
根据：
（3-6）
其中：
Ae-等效面积cm2;L2-角衬垫面积cm2
l,b,d-产品的长，宽，高尺寸cm；
k-系数，取1～4。
因为Ae若要Ae>A,则
得L2>715cm2,L=
蠕变量校核
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。
Tc=T（1+Cr）（3-7）
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）=（1+10%）=
经过以上校核，最后计算所得缓冲衬垫尺寸为T=,A=4L2=2860cm2。
缓冲衬垫结构设计
以上只是说明的缓冲衬垫的设计思路，实际衬垫还要考虑许多结构以及各种环境条件的因素，自然比以上的构思要复杂许多。
因为A=2860cm2,接近冰箱的底面积，所以缓冲衬垫采用天地垫结构，
其内尺寸：
长a=600mm，宽b=550mm，高h=267mm，
外尺寸：
a’=600+2T=688mm，b’=550+2T=638mm，h’=267+T=311mm。
因为冰箱底下有四个脚支座，因此在衬垫的相应位置应该有四个下凹的坑。
上衬垫除了没有脚支座外其他的与下衬垫相同。
其三视图见附图。
4瓦楞纸箱的设计
箱型
因为冰箱属于大型家电，为了便于装箱，采用套装结构的箱型，03型套装箱，这里选取0301型箱，因为周长过大，采用二页箱。
瓦楞纸板的选型
表4-1瓦楞纸板表（GB6543—86）
LG双开门冰箱的最大综合尺寸为600+550+1590=2740mm
因为用于出口，所以选用第一类瓦楞纸板，内装物质量为64kg，最大综合尺寸为2740mm，根据瓦楞纸板表（GB6543-86），其代号为，即应选用第一类第五种双瓦楞纸板，的技术指标为耐破强度2550kPa，边压强度为10780N/m,戳穿强度为。
表4-2箱板纸技术指标（GB13024
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