瓦愣纸箱设计中的强度校核

I ; J 所制纸箱瓦楞纸板的综合环 压值 为了保证流通安全， 应保证 2’# 2， 即 :;. <235 # &1E/, P " ， 235 # 0E. ;, P " I < J 设计瓦楞纸板结构及配料克重
2 4 &1E/, P " 故认为抗压强度可靠。 :. & 边压强度校核 堆码载荷要求的边压强度为： VWX 4 2 P 5 4 &1E/ P &06 4 /. 6, P " 所制纸板实际边压强度为： VWX3 4 23 P 5 4 0161 P &06 4 10. 6, P " 由于， 故认为边压强 VWX3U VWX， 度可靠。 :. 0 耐破度校核 根据瓦楞纸板的物理特性，其耐 破强度测定值等于面纸、 里纸、 芯纸耐 破强度之和，而同瓦楞原纸无明显关 系。因为采用的是双面单瓦楞纸板， 0&’C P # 的 牛皮箱 板纸对 应的 耐破度
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中国包装工业
!"#$% &%!’%(#$( #$)*+,-. & 9 I ;1 ? :; J 4 &06$D I 6 J 流通环境要求纸箱具有的抗 压强度 强度。
&/012341 5 &0678 9:; 塑料・纸箱 < 盒
I E J 综合上述各项， 本设计选定的 纸板代号： R @ 1. 0 ；箱型代号： MR @ 1. 0 ；箱内腔尺寸：L 9 M 9 N 4 ;1$D 9 :;$D 9 61$D I / J 绘制平面展开图 （ 见图 & ）
式中： 1 F 瓦楞纸箱的抗压强度， , G #； D6 F 瓦楞纸板原纸的综合环压 强度， , G #； "5 6 F 瓦楞系数； 6 F 箱的承压边长； 7 F 纸箱箱型系数。
摘要：在包装生产中已广泛使 用的瓦楞纸箱由于其强度低于木 箱、 塑料箱等， 所以强度校核是其设 计中的主要问题，本文以计算机主 机箱的设计为例，进行瓦楞纸箱的 设计与强度校核。
中国包装工业
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< 前言 低。 0 因素 （ < ）随着温度和湿度的提高，各 种纸箱的抗压强度急速下降。 （ 不同的印刷方式会导致纸箱 &） 抗压强度不同程度地下降。 4 瓦楞纸箱设计方法 影响瓦楞纸箱强度的物理
N@% 4 = 4 O( 1. ;: 9 &1’ % @ 9 0’’ 61 4 &1E/,P $D& 61
式中 O @ 强度安全系数； ( @ 瓦楞纸箱包装件毛重； N @ 堆码高度； % @ 单件箱高。 I : J 所制瓦楞纸箱的抗压强度
& & 6!7 5 ） 6 9:） 3 0 58 4 25 9 （ 0 23 4 235（ 5 &06 9 &06 9 1. &; 4 :;. <235
为 11’, P " ，故所制瓦楞纸板的耐破 强度为： 11’ ? 11’ 4 &&’, P " 此值已超过同类纸板耐破强度标 准， 故认为可靠。 （ 作者单位 北京航空航天大学 工业设计系 J !"#$% &’’& ()*)#"+ ,-. /0
环压值 （ 横向 ） ： 0&BCQ
所以， 所制纸板的综合环压强度为：
图& : 强度校核
:. 1 抗压强度校核 S 235 4 :. :6, P " T 23 4 :;. < 9 235 4 0161, P " U
图1 6. 0 瓦楞纸箱的设计 设计任务：计算机主机箱的外包 装 @ 瓦楞纸箱的设计。 尺 基本参数： 主机箱重 A 4 &’BC， 寸 6’$D 9 0E$D 9 1E$D，采用 F 4 ;1: " G H 4 ’. /$D 的聚乙烯泡沫作衬垫。 I 1 J 主机箱实际流通环境调查 此件属中型包装， 装 ". 装卸作业： 卸机会较多，野蛮操作随时可能发 生。 K. 堆码：在仓库贮存时最高堆码 贮存时间 0 个月。 0D， 以汽车运输居多， 路面起 $. 运输： 伏时易造成冲击， 加速度达 1. : @ &C。 变速或制动时， 箱体互相挤压， 产生水 平压力。 I & J 装箱尺寸 由已知条件初步确定纸箱尺寸 为：长 9 宽 9 高 （ L 9 M 9 N） 4 ;1$D 9 :;$D 9 61$D I 0 J 初定楞型、 箱板结构和承压边长 拟采用双面单瓦楞纸板，M 型楞， 其表面刚度好， 宜于印刷装潢。 箱 的 承 压 边 长 5 4 & 9 IL 9 MJ 4
13 2
+88 9 +:8;; "
里纸、 芯纸的环 88 F 纸板面纸、 压值； 8;; F 瓦楞原纸的环压值； : F 瓦楞原纸的楞缩率； " F 环压试验试样长。 4. & 瓦 楞 纸 箱 计 算 机 辅 助 设 计 流程图 A 图 < B
关键词：包装生产 瓦楞纸箱 强度校核 ()*+,%.-**0,(#)+ 1-2 3 &#*)",#$
4. < 设计程序步骤 A < B 确定产品的流通环境负荷； A & B 确定产品的结构特点和装箱要 求；A 0 B 初定箱型、 楞型及承压边长； A 4 B 确定环境所需要的纸箱抗压强 度； A = B 计算结构固有的抗压强度； A C B 求所制纸箱箱板的综合环压强度 A E B 确定抗 D3 的约定条件， 分配瓦 D3 ； 楞纸板的结构、 层次、 用料比例；A > B A / B 绘制纸 确定纸板代号、 箱型代号； 箱平面展开图。 在这里， 介绍一个在后面设计中 要用到的重要公式—凯里卡特公式：
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此式表明：瓦楞纸板的综合环压 值是其各组分环压值之和。据此原理， 结合本例产品属于高档商品，因此拟 采用一类纸板； 因其强度要求较高， 故 其 面 纸 采 用 0&’C P # 的 牛 皮 箱 板 纸 G 瓦楞层用 &’’C P # 瓦楞原纸，其品质 构成第 0 种纸板。综上所述， 该瓦楞纸 板由面及里的排列层次为： 0&’C P # ? &’’C P # ? 0&’C P # 上述面纸、瓦楞原纸所对应的环 压值为： 定量： 0&’C P # &’’C P # 1:BCQ
计
核
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系列措施加以防范， 纸箱的质量和性 能是可以改进的。 & 因素 （ 当箱高一定时， 随着加压圈 <） 边长的增长， 其压缩强度普遍有所提 高； 其中， 有若干峰值表示出加压边 影响瓦楞纸箱强度的几何
& 4!5 3 ） 0 67 1 2 13（ 6
长对压缩强度的最佳值： 单面瓦楞纸 板箱在 <>&’;;、双面瓦楞纸板箱在 &&=’;; 附近。 （ & ） 当箱的加压周边长度一定 时， 瓦楞纸箱的抗压强度随着箱高的 增长略呈下降趋势；在箱高从 0’$; 到 <’’$; 变 化 时 ， 其 强 度 变 化 甚 微。 （ 在非箱高方向， 其抗压强度 0） 急速下降。因此， 堆码必须顺箱高进 行。 （ 4 ） 手孔位置距顶面或底面越 近 ? 其抗压强度越低 @ 手孔位置离中 心往左右两边越远 ? 其抗压强度越
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因 为 235 # 0. E;, P " G 故 所 配 置 的瓦楞纸板足以承受其设计综合环压
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设
中
在包装生产中， 纸箱越来越多地 成为重要的运输包装容器，同塑料 箱、 木箱相比， 纸箱有明显的优点： （ 资源丰富。纸板式瓦楞纸板 <）
马 金 盛 王 玉 慧
的原料是各类植物纤维，包括竹纤 维、 草质纤维， 即使是木质纤维也多 用次材， 因而耗木量低。 （ 使用性能好。质轻、 装拆方 &） 便， 密封性能好， 本身就有一定的缓 冲防振能力。 （ 工艺性好。 0） （ 成本低。 4） （ 便于回收或废弃处理。 =） 纸箱的缺点是： 抗压强度低于木 箱， 而且容易吸水、 受潮、 变形。这些 缺点， 如果在设计上、 工艺上采取一