笔记本电脑运输包装设计说明书.docx
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笔记本电脑运输包装设计说明书
齐齐哈尔大学
课程设计说明书
课程名称：
运输包装
题目：
笔记本缓冲包装课程设计
学院：
轻工与纺纺学院
班级：
包装101班
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摘要
通过分析笔记本的流通环境和产品本身特性，选择了EPE进行缓冲包装，进行了缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计，并进行了校核，完成了缓冲包装设计。
运输包装设计选用了适当的瓦楞纸箱箱型，并计算了尺寸和强度。
最后计算了成本并对成本进行分析和整体的总结。
关键词：
笔记本；缓冲包装；发泡聚乙烯（EPE）；瓦楞纸箱。
Abstract
Throughtheanalysisofthecirculationenvironment,andtheproductitselfcharacteristicofnotebook,chosetheEPEcushionpackaging,thecushionpadsizecalculationandstructuredesign,andhascarriedonthecheck,completedthecushioningpackagingdesign.Transportpackagingdesignchoseappropriatecorrugatedcartonbox,andcalculatethesizeandstrength.Finally，calculatethecostandthecostanalysisandsummaryofwhole.
Keywords:
laptop;Cushionpackaging;Polyethylenefoam（EPE）;Corrugatedcarton.
一、设计题目及目的
题目：
笔记本缓冲包装设计。
目的：
分析现有笔记本的包装形式，并为笔记本设计缓冲包装（采用瓦楞纸板）。
二、设计要求
1、衬垫结构简单，易于制作，笔记本及附件要固定于缓冲材料上；
2、安装操作简便；
3、具有完整的保护作用。
三、流通环境分析
（一）产品的流通区间:
1.产地：
生产
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度。
汽车运输时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，二次频率范围为17.3～18HZ，共振时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功率谱密度以垂直方向最大，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处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；另一种是列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90cm。
（四）贮存环节:
采用一般仓库贮存，汽车内堆码高度2.5m，火车内堆码高度3m,堆码层数1层。
（五）流通环境的气象条件:
由于产品在广州，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。
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。
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348mm，宽242mm,高30.4mm.
（华硕K43T-A6）
（二）产品重量：
3.18kg
（三）产品重心：
位于笔记本电脑的中部。
（四）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。
（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。
（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
选用低密度聚乙烯（LDPE）袋，起防潮、保护外观免受划伤、防静电作用等。
尺寸：
LxBxH=480mm×460mm×30mm，厚度1.0mm
低密度聚乙烯袋示意图：
六、缓冲包装设计
华硕笔记本电脑缓冲包装
（一）、缓冲包装材料的选择
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线弹性缓冲材料、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。
发泡聚苯乙烯（EPS）特性
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，堆置空间等缺点。
纸浆模塑制品特性
纸浆模塑制品的主要优势是原料资源丰富，具有一定的抗压、防震能力，防静电，吸附性较好，可堆叠存放，无毒，生产不复杂，用途较广，印刷性好和易回收等特性。
主要缺点是吸水、吸油，阻气性较差，生产自动化程度不太高，成本比较高等。
发泡聚乙烯（EPE）特性
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。
细微气泡的泡沫材料、外表光滑、可着色，尽显优美效果。
缓冲材料确定，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），本设计选用的缓冲包装材料是EPE发泡聚乙烯，俗称珍珠棉，是一种低密度的半硬质的，闭孔结构的，耐候性好的，无毒的，耐腐蚀，阻水的和易回收的聚乙烯聚合物，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（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。
（二）、缓冲衬垫基本尺寸计算
在本次设计中，已知参数W为3.18kg，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
为4.0，而横坐标就对应最大应力值
为1.0×105Pa.
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。
根据缓冲衬垫的尺寸计算公式：
T=CH/G和A=WG/σm
公式中：
A-缓冲衬垫面积；
W-产品质量；
G-产品脆值或者冲击加速度；
T-缓冲衬垫厚度；
H-等效跌落高度；
；
--缓冲系数。
可得：
T=CH/G=4.0×90/70=5.2cm
A=WG×104/σm=3.18×9.8×70×104/1.0×105=219cm2
（1）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，其中嘴刁的承载面积
与厚度之比应符合以下规定（克斯特那经验公式）：
Amin>（1.33T）2或Amin/（1.33T）2>1
219/4>（1.33×5.2）2可知符合挠度要求。
（2）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）
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）=5.2（1+10%）=5.7cm
经过各项较核后，且定最后衬垫尺寸为T=5.7cm，A=219cm2
（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，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如下图所示:
三视图：
（四）、附件包装
笔记本电脑的配件包括说明书、保修卡、驱动光盘、512优盘、数据线、电源适配器、电话线、电池。
鉴于内装物和成本问题，所以采用瓦楞纸箱作外电脑配件的包装箱。
经过计算，得出尺寸为:
L×B×H=420mm×91mm×64mm.
部件盒平面展开图如下所示：
效果图：
七、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楞型的纸板具有重虽轻、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，所以对缓冲垫的要求较高．一般不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三层楞纸板设计。
（一）内尺寸的计算
式中：
Xi——纸箱内尺寸（mm）
Xmax——内装物最大外尺寸（mm）
T——衬格或缓重建总厚（mm）
K’——内尺寸修正系数（查表）
表2瓦楞纸箱内尺寸修正系数
L1
B1
H1
小型箱
中型箱
大型箱
3-7
3-7
1-3
3-4
5-7
取KL=5mm；KB=5mm；KH=4mm；又已知Lmax=348mm；Bmax=242mm；Hmax=30.4mm；T=72mm
所以:
Li=Lmax+T+K’=348+72×2+5=497mm
Bi=Bmax+T+K’=242+72×2+5=392mm
Hi=Hmax+T+K’=30.4+72×2+4=178.4mm
即纸箱的内尺寸为：
497mm×392mm×178.4mm
（二）制造尺寸计算
X=Xi+k
F=B1/2+X1
式中：
X——瓦楞纸箱长、宽、高的制造尺寸mm
Xi——纸箱内尺寸mm
K——制造尺寸修正系数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302类单瓦楞纸箱制造尺寸修正系数（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
表4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502类单瓦楞纸箱摇盖伸长系数X1
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
由表3、4、5得出K11=3；K12=2；Kb1=3；Kb2=2；K=6；J=38；X1=2；
所以
L1=Li+K11=500（mm），L2=Li+K12=499（mm）；
B1=Bi+Kb1=395（mm），B2=Bi+Kb2=394（mm）;
H=Hi+K=184.4（mm），F=B1/2+X1=189.5（mm）；
（三）外包装尺寸
由以下公式可以得出其外尺寸：
X0=Xi+2t
式中：
X0—瓦楞纸箱外尺寸；Xi—纸箱内尺寸；t-纸板计算厚度
表6瓦楞纸板就算厚度（mm）；
楞型
A
B
C
E
AB
BC
瓦楞纸板就算厚度
5.3
3.3
4.3
2.3
8.1
7.1
由表6，得出t=4。
所以由公式X0=Xi+2t得；瓦楞纸箱的外尺寸为：
508mm×403mm×192.4mm；
（四）瓦楞纸箱的抗压强度
P=1.86Px（aXz/Z/4）2/3×Z×J
Z=2（Lo+Bo）=2×（508+403）=1822mm
Px=8.4×300+8.4×300+7.1×180=7046（N/m）
P=1.86×70.46×（4×5.00/1822）2/3×1822×0.68=8019.9N
（五）堆码性能（系数）校核
最底层纸箱承受的堆码载荷：
P=KW（h/H-1）
公式中：
K—堆码安全系数取；
W—每件货物的重量；
h----堆码高度（h=450cm日本）；
H—纸箱高度；
代入数据得K＞2说明对于安全堆码有足够的强度。
瓦楞纸箱平面展开图：
瓦楞纸箱效果图：
八、包装装潢图
九、试验大纲编制
1、随机振动，堆码层数为2层;
垂直方向随机振动，振动时间3h.
2、可控水平冲击试验：
半正弦波冲击：
冲击持续时间20min,冲击加速度4g,冲击次数4次.
3、跌落冲击试验：
H=90cm，次数2次.
十、成本分析
十一、总结
通过此次的笔记本电脑的运输包装的设计，使得自己在运输包装的课程有更加深入的系统的了解，对于自己在运输包装的认识更加深刻，对于自己在物流方向的运输包装有更加宏观的把握，为自己以后的发展奠定了良好的基础，同时也给自己一个更加广阔的空间，一个物流领域的全新认识和了解。
在设计过程中，意识到自己在某些方面的不足，为之后的学习和研究的领域和方向有个大体的方向和目标。
这次设计是自己学习和实践的最好的结合。
十二、参考文献
《物流运输包装设计》彭国勋编著，印刷工业出版社。
《纸包装结构设计》（第二版）孙诚编著，中国轻工业出版社。
《绿色包装设计》爱德华·丹尼森广裕仁编著，上海人民美术出版社。
《现代产品包装设计与制作》腾龙视觉设计工作室编著，机械工业出版社。
《纸盒包装设计指南》萧多皆编著，辽宁美术出版社。
《包装结构设计》孙诚王德忠金国斌刘新年黄利强编著，中国轻工业出版社。
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