運輸包裝課程設計--高腳杯的緩沖設計

1、<p>　　摘要：針對高腳杯易損，怕摔的特性，分析高腳杯自身性質(zhì)，并進行運輸包裝緩沖結(jié)構(gòu)設計，和緩沖材料的選擇，改進現(xiàn)有高腳杯包裝。</p><p>　　關(guān)鍵詞：EPE、靜態(tài)壓縮、高腳杯</p><p>　　Abstract: For goblet vulnerable, afraid of fall characteristics, analysis of goblet own

2、 nature, and buffer design for transport packaging, and cushioning material selection, improve existing goblet packaging.</p><p>　　Key words：EPE、Static compression、Goblet</p><p>　　設計題目：各類產(chǎn)品（顯示器、

3、電視機、VCD、打印機、電子儀器等）的緩沖包裝設計</p><p><b>　　二、設計任務：</b></p><p>　　1、完成產(chǎn)品緩沖包裝設計的整體論述，包括產(chǎn)品特性、流通環(huán)境的確定、材料選擇、緩沖設計與評價等。</p><p>　　2、完成緩沖設計的計算與結(jié)構(gòu)設計及相應校核。</p><p>　　3、完成緩沖襯墊

4、結(jié)構(gòu)設計圖紙與緩沖包裝裝配圖（不少于A2圖1張）及技術(shù)文件。</p><p>　　4、設計并繪制紙箱展開圖（不少于A2圖1張）。</p><p>　　5、完成設計說明書（5000字以上，約30頁），內(nèi)容包括：</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設計說明書的英文摘要、中文摘要（約200字）<

5、;/p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p><b>　　正文</b></p><p>　　設計內(nèi)容的整體概述（包裝對象物的生產(chǎn)、應用、運輸流通現(xiàn)狀，該對象物在國內(nèi)外的應用情況，分析現(xiàn)存的特點或問題，論述包裝設計的目的和意義；了解所要研究的包裝對象物目前采用的緩沖包裝材料與形式、運輸流通方式并分析其特點；

6、</p><p>　　對緩沖包裝材料在類別、性能、應用特點等進行綜合論述，為材料選擇提供依據(jù))。</p><p>　　設計方案的確定方法（流通環(huán)境、產(chǎn)品特性、材料選擇、緩沖包裝及評價方法等）</p><p><b>　　緩沖設計計算與校核</b></p><p><b>　　外包裝容器設計計算</b>

7、;</p><p>　　引用的測試標準與方法</p><p><b>　　技術(shù)說明</b></p><p>　　結(jié)論（存在的問題與收獲）</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　一、設計題目</b></p>

8、<p><b>　　高腳杯的緩沖設計</b></p><p><b>　　二、設計任務</b></p><p><b>　　1、產(chǎn)品特性</b></p><p>　　高腳杯用于飲用葡萄酒、果酒、香檳、白蘭地等。</p><p><b>　　產(chǎn)品規(guī)格<

9、/b></p><p>　　品名：品位高腳杯24.5CL </p><p><b>　　貨號：E5976 </b></p><p><b>　　產(chǎn)地：南京</b></p><p>　　規(guī)格：245ml尺寸：杯身高16cm 杯肚高8cm 杯口徑7cm 杯腳徑7cm</

10、p><p><b>　　材質(zhì)：鋼化玻璃</b></p><p>　　重心：在杯身9.5cm處（采用物理方法求得）</p><p><b>　　重量：0.2kg</b></p><p>　　受力面積：25cm2</p><p>　　抗壓強度：125MPa</p>&l

11、t;p>　　固有頻率：30Hz～60Hz</p><p>　　脆值：80(見日本工業(yè)包裝技術(shù)資料脆值表附表4)</p><p><b>　　圖1 產(chǎn)品三視圖</b></p><p><b>　　材料特性</b></p><p>　　高腳杯的材料為鋼化玻璃。鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃,為提高玻

12、璃的強度,通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等。</p><p>　　優(yōu)點：①安全性。其承載能力增大改善了易碎性質(zhì)，當玻璃被外力破壞時，碎片成類似蜂窩狀的碎小鈍角顆粒，減少對人體的傷害。</p><p>　?、诟邚姸取Ｍ群穸鹊匿摶ＡЭ箾_擊強度是普通玻璃的3～5倍，抗彎強度是普通玻璃的3

13、～5倍, 抗沖擊強度是普通玻璃5~10倍。</p><p>　?、蹮岱€(wěn)定性。鋼化玻璃具有良好的熱穩(wěn)定性，耐急冷急熱性質(zhì)較之普通玻璃有2~3倍的提高，一般可承受 150LC以上的溫差變化，對防止熱炸裂有明顯的效果。</p><p>　　缺點：①鋼化后的玻璃不能再進行切割，和加工，只能在鋼化前就對玻璃進行加工至需要的形狀，再進行鋼化處理。</p><p>　?、阡摶Ａ?/p>

14、強度雖然比普通玻璃強，但是鋼化玻璃在溫差變化大時有自爆（自己破裂）的可能性，而普通玻璃不存在自爆的可能性。</p><p>　　③光學畸變，因為玻璃在鋼化的過程要經(jīng)過720度左右， 急冷的風壓3.2毫米是12800帕，4毫米急冷風壓是7000-8000帕，玻璃已經(jīng)處于軟化的時候，在短短的3秒鐘突然承受這樣的風壓，玻璃的表面會存在風斑，同時玻璃的表面會存在凹凸不平現(xiàn)象，嚴重的程度要根據(jù)設備的好壞來決定，所以鋼化后的

15、玻璃不能做鏡面。</p><p><b>　　2、流通環(huán)境</b></p><p>　　⑴運輸范圍：南京-天津</p><p>　?、飘a(chǎn)地氣候: 南京屬亞熱帶季風氣候，雨量充沛，年降水1200毫米，四季分明，年平均溫度15.4°C，年極端氣溫最高39.7°C，最低-13.1°C，年平均降水量1106毫米。春季風和日

16、麗；梅雨時節(jié)，又陰雨綿綿；夏季炎熱，與武漢、重慶并稱“三大火爐”；秋天干燥涼爽；冬季寒冷、干燥。南京春秋短、冬夏長，冬夏溫差顯著，四時各有特色，皆宜旅游。 “夏熱冬寒”是南京較之其它江南城市有過之而無不及的顯著氣候特征，通常農(nóng)歷臘月下雪機會最多，如果您有緣在南京遇上大雪，那也是令人神往的，江南的雪景更顯嫵媚動人。 近來由于大氣環(huán)流的變化以及南京不斷的植樹造林，南京夏天的炎熱程度與江南、華南其他都市相比大為減輕，故一時有為南京摘去“火

17、爐”帽子的說法。南京平均海拔50米</p><p>　　⑶銷售地氣候：天津位于中緯度歐亞大陸東岸，面對太平洋，季風環(huán)流影響顯著，冬季受蒙古冷高氣壓控制，盛行偏北風 ；夏季受西太洋副熱帶高氣壓左右，多偏南風。天津氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懠撅L型氣候，有明顯由陸到海的過渡特點：四季明顯，長短不一；降水不多，分配不均；季風顯著，日照較足；地處濱海，大陸性強。年平均氣溫 12.3℃。7月最熱，月平均氣溫達26℃；1

18、月最冷，月平均氣溫為-4℃。年平均降水量為550～680毫米,夏季降水量約占全年降水量的80％。天津平均海拔25米。</p><p>　?、冗\輸氣候變化：南京和天津不同，是全國三大火爐之一，它常年溫度高，較天津的濕度也大。而兩地在冬季的溫度無較大溫差，濕度也相當。天津常年有風，所以比較干燥，又因為靠海，季風氣候明顯。并且南京和天津的海拔高度相差無多，影響不大。所以采用最普通的緩沖設計就可以滿足要求。</p&

19、gt;<p>　?、蛇\輸方式：鐵路運輸、公路運輸</p><p>　?、蔬\輸環(huán)境：火車駛過鋼軌接縫時車輪受到?jīng)_擊，引發(fā)運行車輛的周期性強迫振動。而影響公路運輸?shù)闹饕蛩貫楣返钠鸱筒黄蕉取?lt;/p><p>　　因為EPE最大加速度為25g，遠大于鐵路貨車和汽車運輸時的最大加速度，所以采用這兩種運輸方式是合理的。</p><p><b>　　

20、3、材料的選擇</b></p><p>　　緩沖材料選用密度為0.037g/cm3聚乙烯EPE</p><p>　　根據(jù)高腳杯的形狀類似橢圓體，所以高腳杯的接觸面積為</p><p>　　S=(2b)=2××4×=25cm2</p><p>　　具體數(shù)據(jù)查看參考文獻運輸包裝P99圖5-12常見材料的緩

21、沖系數(shù)最大應力曲線</p><p><b>　　4、緩沖設計</b></p><p>　　⑴緩沖形式：局部緩沖包裝</p><p>　?、频刃У涓叨?根據(jù)AQL 跌落國際標準，可以確定高腳杯緩沖包裝的等效跌落高度為76.20cm。</p><p><b>　　5、緩沖襯墊的設計</b></p

22、><p>　　A===19.74cm2；T===3.4cm</p><p>　　所以緩沖襯墊的尺寸為A=19.74cm2，T=3.4cm。</p><p>　　因為高腳杯的重心并不是在中心，而是在9.5cm處，所以緩沖襯墊在較薄弱的杯口處應加厚。</p><p><b>　　6、緩沖襯墊的校核</b></p>

23、<p>　　撓度校核：==1.28﹥1,符合標準</p><p>　　蠕變量校核:Tc=T（1+Cr）=3.4×（1+10%）=3.74cm，符合標準</p><p><b>　　圖2緩沖襯墊三視圖</b></p><p><b>　　圖3裝配圖三視圖</b></p><p>　

24、　7、運輸瓦楞紙箱設計</p><p>　　因為銷售包裝外包裝所采用的材料為白紙板，其厚度較小，在計算運輸瓦楞紙箱的時候，忽略不計，銷售包裝的尺寸按照緩沖襯墊的尺寸計算。</p><p>　　高腳杯的銷售包裝的尺寸為20×20×8ｍｍ，一個瓦楞紙箱內(nèi)裝有40個單體，分為上下4層，內(nèi)裝物的總質(zhì)量為20ｋｇ，最大綜合尺寸1400ｍｍ，應選用第二類第三種（詳見參考文獻中運輸包

25、裝第140頁表7-7）,其代號為S2.3。根據(jù)參考文獻中運輸包裝第139頁表7-6，S2.2的技術(shù)指標為耐破強度980kPa，邊壓強度6370N/m，戳穿強度5.9J。</p><p>　　根據(jù)參考文獻中運輸包裝第134頁表7-1，選用C等箱紙板，其耐破指數(shù)為1.5kPa·m2/g，</p><p>　　環(huán)壓指數(shù)為6N·m/g。內(nèi)、外面紙的定量去320g/m2,中間墊紙

26、的定量取280g/m2.根據(jù)參考文獻中運輸包裝第134頁表7-2，選用C等瓦楞芯紙，兩層瓦楞的定量均取160g/m2，其環(huán)壓指數(shù)為5N·m2/g。</p><p>　　按照選用的箱紙板，瓦楞紙辦的耐破強度為</p><p>　　P=0.95Σσb=0.95×（1.5×320+1.5×280+1.5×320）=1311kPa</p>

27、;<p>　　按照選用的箱紙板和瓦楞芯紙，瓦楞紙板的定量為1400g/m2，其中粘合劑定量為100g/m2。</p><p>　?、艃?nèi)裝物的外廓尺寸。用△表示中包裝之間的間隙，用n表示三個方向上中包裝的個數(shù)，</p><p>　　并取△=1mm。于是，內(nèi)裝物的外廓尺寸為：</p><p>　　L0=nb+（n-1）△=5×20+（5-1）&#

28、215;1=104mm；</p><p>　　B0=nl+（n-1）△=2×20+（2-1）×1=40mm;</p><p>　　H0=nh+(n-1)△=4×8+(4-1)×1=35mm;</p><p>　?、仆呃慵埾涞膬?nèi)尺寸。取長度和寬度方向的公差△X0=5mm，取高度方向的公差△X0=4mm，</p>&

29、lt;p>　　于是，瓦楞紙箱的內(nèi)尺寸為：</p><p>　　L=L0+△X0=104+5=109mm;</p><p>　　B=B0+△X0=40+5=45mm;</p><p>　　H=H0+△X0=35+4=39mm;</p><p>　?、峭呃慵埾涞闹圃斐叽纭＿\輸包裝用的單瓦楞紙辦為A型瓦楞，內(nèi)尺寸伸放量△X′按參</p&

30、gt;<p>　　考文獻中運輸包裝的152的表7-10取值，搖蓋伸放量取3mm，接頭尺寸取35mm。于是，瓦楞紙箱的制造尺寸為</p><p>　　L1′=L+△X0′=109+6=115mm；</p><p>　　L2′=L+△X0′=109+4=113mm；</p><p>　　B1′=B+△X0′=45+6=51mm；</p>&l

31、t;p>　　B2′=B+△X0′=45+3=48mm；</p><p>　　H′=H+△X0′=39+9=48mm；</p><p>　　F=+△X0′=+3=28.5mm;</p><p><b>　　J=35mm；</b></p><p>　　楞紙箱的外尺寸。外尺寸加大值△X=5～7mm，故瓦楞紙箱的外尺寸為&

32、lt;/p><p>　　L〞=L′+△X =115+5=120mm；</p><p>　　B〞=B′+△X =51+5=56mm；</p><p>　　H〞=H′+△X =48+7=55mm.</p><p><b>　　8、瓦楞紙箱校核</b></p><p>　　所需參數(shù)，見瓦楞紙箱尺寸計算。&l

33、t;/p><p>　　瓦楞紙箱的堆碼強度。瓦楞紙箱的周長為</p><p>　　Z=2（L+B）＝2×（109＋45）＝308cm；</p><p>　　瓦楞紙板的綜合環(huán)壓強度為</p><p>　　Px＝ΣｒＱ＋ΣｒｍＣＱｍ＝（6×320+6×280+6×320）+（5×1.6×160

34、+5×1.4×160）</p><p>　　=7920N/m=79.2N/cm</p><p>　　楞常數(shù)取13.36，箱常數(shù)取0.66，瓦楞紙箱的抗壓強度為</p><p>　　Pc=1.68Px　·Z·J=1.68×79.2××308×0.66=8414.07N</p>

35、<p>　　貨物（包裝件）重量W是內(nèi)裝物重量和紙箱重量之和，其值為98N。堆碼高度取600cm，安全系數(shù)取2，紙箱的堆碼載荷為</p><p>　　P=KW（-1）=2×98×（-1）=2819N</p><p>　　因為抗壓強度比堆碼載荷大得多，所以這個瓦楞紙箱具有足夠的堆碼強度。</p><p><b>　　圖4瓦楞紙箱

36、展開圖</b></p><p><b>　　9、結(jié)論</b></p><p>　　高腳杯屬易損產(chǎn)品，通過拉挺形成，杯口比較薄弱，最易破損，在緩沖設計時要特別注意。目前市面上的高腳杯包裝，多過度包裝，浪費材料，在設計時如可以減少緩沖材料的面積就可以更好地節(jié)省材料。此次設計的高腳杯緩沖設計為了防止高腳杯在不同方向跌落均無損壞，也存在著過度包裝的問題，下次設計出

37、更好的結(jié)構(gòu)和選取更適當?shù)牟牧稀?lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】劉秉，任亞東，等.幾種常用緩沖材料的性能研究【J】西安：陜西科技大學</p><p>　　【2】劉沛憲.人工吹制垃挺高腳杯【J】河北省承德市計經(jīng)委</p><p>　　【3】朱林，張劍秋，主錦培，等.不銹鋼高腳杯五次拉