缓冲包装与结构设计1 课程设计说明书

缓冲包装与结构设计课程设计说明书题目：格力空调扇的缓冲包装与结构设计学生姓名：周文峰学号： 201209030231院（系）：设计与艺术学院专业：包装工程指导教师：巩桂芬2014 年 12月6 日陕西科技大学《缓冲包装与结构设计》课程设计任务书轻工与能源学院包装工程专业2012 班级学生：周文峰题目：格力空调扇的缓冲包装与结构设计课程设计从2014 年12月8日起到2014 年12月21 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（一）被包装物品的详细说明①产品名称、特性、价格、用途、产地、销售范围等；②尺寸（含外形简图）、重量；③产品机械性能和包装特殊要求。

（二）关于流通环境的调查和分析①流通时间、堆码、装卸方式；②根据产品（包装件）尺寸、重量确定跌落高度H。

③查阅流通环境的频率谱。

（三）选择合适的缓冲材料①了解可选缓冲材料的各种特性；②可选缓冲材料的静态压缩特性曲线(C-σm)；③可选缓冲材料的动态压缩特性曲线（G m-σst）。

（四）确定产品的脆值①利用类比法或经验公式法确定产品的脆值G c；②根据产品的价值和安全需要确定安全系数n，计算许用脆值[G]。

（五）进行缓冲包装设计①根据产品的许用脆值[G]，跌落高度H和缓冲材料的缓冲特性曲线，初步设计缓冲衬垫的面积A和厚度T。

②对缓冲衬垫进行校核。

③对缓冲衬垫进行结构设计。

（六）外包装箱设计①根据产品重量，选择外包装瓦楞纸箱的箱型和瓦楞层数，楞型，确定所用瓦楞纸箱的抗压强度，计算堆码层数。

②根据产品和缓冲衬垫的最大外廓尺寸，计算外包装瓦楞纸箱的内尺寸、外尺寸、制造尺寸。

③确定瓦楞纸箱封箱、钉箱要求。

④进行瓦楞纸箱外包装装潢设计。

（七）小结2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：①设计说明书一份②缓冲衬垫的结构图一份；③外包装箱容器的展开图一份；④瓦楞纸箱外包装装潢设计图一份。

3指导教师：龚桂芳日期：2014年12月16日教研室主任：日期：目录1.课程设计目的与任务1.1 课程设计的目的1.2课程设计的任务2.产品介绍3.流通环境3.1流通的基本环节3.2确定跌落高度3.3流通环境的频率谱4.选择合适的缓冲材料4.1可选缓冲材料的特性4.2缓冲材料的缓冲特性曲线5.确定产品的脆值6.缓冲包装设计6.1初步设计6.2衬垫校核6.3缓冲衬垫的结构设计7.外包装箱设计7.1箱型的选择7.2尺寸计算7.3瓦楞纸箱强度计算7.4瓦楞纸箱封箱、钉箱要求7.5瓦楞纸箱外包装装潢设计8.小结参考文献资料1.课程设计目的与任务1.1课程设计的目的（1）通过缓冲包装与结构设计课程设计，使同学们对指定产品的缓冲包装设计过程和设计方法有一个全面的了解，熟练掌握缓冲包装设计六步法；（2）对于产品的缓冲衬垫和外包装箱的结构进行设计，掌握各种箱型结构设计的方法。

为毕业设计和以后走向工作岗位打下良好的基础1.2 课程设计的任务为某型号家电产品（例如：冰箱、空调、洗衣机或电视机等）设计出合理缓冲衬垫以及外包装箱。

要适合国内运输环境的要求，存贮时间为30——100天。

2.产品介绍又称环保空调，节能环保空调,是一种集降温、换气、防尘、除味于一身的蒸发式降温换气系随着蒸发风扇的大批量生产和供应蒸发风扇的运输业成为其中一个重要的环节,为此不同的包装形式也就应运而生，然而其目的都是为保证产品在出厂到销售物流过程中免受损坏，并且吸引消费者购买本公司的产品，刺激消费者的购买欲望等。

3. 流通环境3.1流通的基本环节流通的基本环节有三个：装卸搬运环节、运输环节、储存环节。

1)装卸搬运环节在装卸搬运环节中，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)储存环节贮存方法，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。

3.2确定跌落高度由表1-1可知格力KS-0503D空调扇的机身重量为10.41Kg，故从上表4-4可以得到产品的跌落高度为61cm。

3.3 流通环境的频率谱. 4.选择合适的缓冲材料4.1可选缓冲材料的特性常见的用作缓冲包装的材料主要有以下几种：发泡聚苯乙烯（EPS）聚苯乙烯泡沫塑料是目前包装上用量最大的缓冲材料。

它通常为硬质、闭孔泡沫结构，密度低，一般为0.015一0.07g／cm3；它的缓冲性能好；有优良的防潮性、防霉性、隔热性和电绝缘性;吸水率低；易于成型加工；且价格便宜。

主要缺点是韧性较差，废弃物体积大，不易处理；且燃烧时产生的苯乙烯气体会污染环境等，所以近年来它在包装上的使用也逐渐受到限制。

聚氨酯泡沫塑料（EPU）它是具有一定开孔率的开孔泡沫塑料，有一定限度的弹性回复。

通常是在采用现场发泡成型，具有成型方便、缓冲性能优异等优点，广泛用作易碎品及精密仪器元件的缓冲包装；聚氨酯海绵制品是环保材料，对产品起到绝缘、密封、防震、防尘、填充、隔音、固定和美化作用；尤其是抗静电海绵，它不仅对电子产品、芯片起到一般海绵的保护作用，还具有防静电作用，保护电子产品不受静电破坏；而且聚氨酯海绵制品手感细腻，具有较强的回弹性，持久使用不易变形，切割平整。

发泡聚乙烯（EPE）EPE俗称“珍珠棉”，是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，是一种高强缓冲、抗振能力的新型环保材料，EPE 能抵御外界的酸缄腐蚀，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。

聚丙烯微孔泡沫塑料（PP）它是一种低密度、具有密孔结构的定向聚丙烯泡沫片材，它是近年来出现的一种新型缓冲材料。

聚丙烯微孔泡沫塑料具有优良的纵向抗张强度，由于其特殊的密孔及薄而柔韧的孔壁，使它具有极佳的回弹性和柔韧性。

它的微孔能吸收大量的冲击和振动能量，是非常好的缓冲材料。

聚丙烯微孔泡沫塑料的泡体气相体积百分率高达99％，并有大量的微小密闭孔，因此它也是一种优良的隔热材料。

但他对光的稳定性差。

聚氯乙烯泡沫塑料（PVC）聚氯乙烯泡沫塑料是发展较早的一种泡沫塑料，它分软质和硬质两种，而以软质居多。

聚氯乙烯泡沫塑料也是一种缓冲包装材料。

它具有良好的机械强度、缓冲防震性能和耐化学腐蚀性，吸水率低；不易燃烧，且价格便宜。

但它的热稳定性较差，其分解产生的氯化氢气体对某些包装产品有一定影响。

缓冲包装材料在缓冲包装技术中有着重要的作用，一方面延长外部激励作用时间，降低包装产品的动态响应，另一方曲消耗外界激励传递给包装产品的冲击与振动能量。

聚氨酯泡沫价格较贵，一般用于精密仪器，PVC的毒性和污染较大且分解易产生氯化氢气体可能对被包装物产生影响，而国内电视机产品包装所用缓冲材料一般为EPE和EPS，又考虑到EPS污染较大，同时其最大应力值又普遍较低，因此这里选取发泡聚乙烯（比重为0.42）作为海信LED32K580X3D的缓冲材料。

其缓冲系数-最大应力曲线如下图3-1 曲线11 所示故综合之，选择泡沫聚苯乙烯（EPS）为缓冲材料较为合适。

4.2缓冲材料EPS的静态压缩特性曲线图4-1 缓冲材料EPS（试样密度：0.0070g/cm3）的静态压缩特性曲线4.3缓冲材料EPS动态压缩特性曲线图4-2 缓冲材料EPS（试样密度：0.0175g/cm3)动态压缩特性曲线综合以上所述EPS和EPE 的特性以及分析它们各自的静态、动态压缩特性曲线，可知:①EPE与EPS相比，成本较高，刚度较差，不能模塑。

目前只用于中小批量、较贵重的和易碎的产品做缓冲包装，由于比EPS易于回收利用，目前在出口产品包装中应用较广，而XQB60—M1038型号的海尔洗衣机主要在国内销售，所以相比之下选择EPS更实惠、有效。

5.确定产品的脆值由书P97表4-2和表5-6 26查得蒸空调的G值取45g6.缓冲包装设计缓冲包装的缓冲垫的结构形式，因产品的质量、形状和尺寸不同，可采用全面缓冲包装、局部缓冲包装和悬浮式缓冲包装三种方法。

全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静应力小，缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流成本；局部缓冲包装是在不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，它的缺点是包装产品时角衬垫位置容易乱，模切时耗费材料；悬浮缓冲包装主要用于贵重仪器的运输包装和空投包装。

综上选用局部缓冲包装设计。

6.1初步设计该设计中选用局部缓冲形式，以两个结构及尺寸相等的楞衬垫进行缓冲设计。

只有产品的两边端面与衬垫完全接触，其面积S=41×84.6=3468.6cm ².先确定衬垫厚度T 以及缓冲面积A ，计算公式为：G CH T = 和 mWGA σ= 由上节可知比重为0.42的EPE 最小缓冲系数C=3.6,对应的的应力值σm=2.3×105。

6.2衬垫校核 1）产品强度校核应校核产品在载荷方向上与缓冲材料的接触部分（承载面）的强度。

σ=WG/A 最小支撑面积Am=590cm ²,对应的σ=104.1×90×10 ⁴÷590=1.59×105＜2.3⨯105。

满足强度校核2)绕度校核挠度校核：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：Amin>（1.33T ）2由于为楞衬垫Amin=A ₁=295 cm ² ＞ (1.33T ）2 =40.8 cm ²。