运输包装课件包装缓冲与防振包装设计学生自学课件

（2） T CH G
（3） A WG m
• 对指定的材料计算尺 寸例1 一重为100N的产品，脆值为80g，要保证从60cm的高处跌落
而不破损，规定用密度0.031g/cm3的聚氯乙烯作衬垫，计算衬垫
尺寸。
解：已知 W=100N，G=80g，H=60cm
查缓冲系数—最大应力曲线图
在σm =3.6 × 105Pa时对应最小缓冲系数C=3.6
常用的设计步骤
确定材料 — 选定曲线 — 选定包装形式（全面缓冲包装和局部缓冲包装）
— 设计计算（面积、厚度等）
• 全面缓冲包装
求A，A=产品表面积；
求T， m
W G—— A
利用 C－σm
曲线查出C值—— C GT H
（定义）
——
T CH G
• 局部缓冲包装 最省材料法
最小缓冲系数法
（1）作切线得 Cmin,m ；
包装缓冲与防振包装设计 （GB8166-87）
第3节 缓冲包装的形式
缓冲包装的定义：以缓和冲击为目的的包装 常见形式：用有弹性的材料或弹性元件作缓冲衬垫，吸收冲击 能量，延长内装产品承受冲击脉冲作用的时间。 缓冲包装的分类： 全面缓冲包装
局部缓冲包装 悬浮式缓冲包装
一.全面缓冲包装
特点： 1.对产品进行全面缓冲防护； 2.减小材料厚度和包装件体积； 3.适合小批量产品包装； 4.丝状、薄片状或粒状材料或现场发泡。
解：已知 W=100N，G=30g，H=60cm 采用全面缓冲包装则 A=2000 cm2 σm=WG/A × 104=100 × 30/2000×104 =0.15×105 Pa 查缓冲系数—最大应力曲线图 当σm =0.15×105Pa时，密度为0.08的发泡聚氯乙稀有最
小缓冲系数，C=3.5 故 T=CH/G=3.5×60/30=7 cm 该设计采用密度为0.08的发泡聚氯乙稀作缓冲垫，尺寸为
四.缓冲衬垫的设计
（一）.衬垫结构选型
贴片衬垫
角衬垫
Baidu Nhomakorabea孔型衬垫
（二）.确定设计的基本参数
产品重量、结构形状和尺寸； 代表流通环境条件的等效跌落高度； a. 经验公式法
人工装卸中，包装件的跌落高度与重量的关系式：
h=300×W-1/2
h—跌落高度，cm
W—重量，Kg（>16kg）
b. 标准量值法（根据产品重量、最大尺寸范围及运输条件直 接查表）
二.局部缓冲包装
特点： 1.在受力部位或易损部位进行缓冲； 2.厚度可变； 3.节省包装材料； 4.适于大批量形状不规则产品的包装,应用最广。
常见局部缓冲包装的其它形式
角滚式
整体浇注式
支撑式
三.悬浮式缓冲包装
特点： 1.用弹簧悬吊包装物； 2.适用于精密、脆弱产品，如大型电子 管，大型计算机，制导装置等； 3.外包装必须使用坚固的外包装容器。
国标GB4857.5—84
跌落试验高度
日本JISI0202
自由跌落试验条件
美国军用标准MIL—P—116H 自由跌落试验条件
代表产品特性的脆值参数
a.试验法：通过脆值试验，再根据价值大小、强度偏差、重要 程度，考虑运输中破损的风险度，确定许用脆值。
b.标准量值法
美国军用标准
MILHDBK304
美国MTS标准
σm=0.17×105 Pa A=WG×104/σm =90×50×104/(0.17×105 ) =2648 cm2
此面积大于容器底面积，无法装入，说明本设计不合理。
若选用密度大一倍的聚氨酯泡沫，则最小缓冲系数为C=3.3，对
应的最大应力值为σm=0.7×105 Pa，此时的承载面积为： A=WG×104/σm
缓冲系数～变形能 （C－E） 曲线 —— 变形能
振动传递率～频率特性(Τr－f)曲线 —— 传递率
（三）、选取特性曲线确定衬垫基本尺寸
1.缓冲系数～最大应力（C－σm）曲线的应用
• 对指定材料计算尺寸；
• 选择最合适的材料并 决定尺寸；
• 比较不同材料的优劣；
T C H m W G
G
A
T:衬垫厚度 ，cm W:产品重量 , N A:衬垫有效面积 , cm2 G:产品脆值 H:等效跌落高度, cm
故
T=CH/ G=3.6 × 60/80=2.7 cm
A=WG × 104/ σm
=100 × 80 × 104/(3.6 × 105)=222 cm2
选择最适当的材料计算尺寸
例2 用纸箱作内包装，把一重为100N，脆值为30g的产品装入 箱内，用衬垫把它与外包装箱隔开，箱底面积2000cm2，设定跌 高为60cm，试选择适当的缓冲材料，计算其尺寸。
[G]<20g，弹簧 30g<[G]<250g，泡沫塑料、海绵 400g<[G]<600g，橡胶，木材 [G]>1000g，不用缓冲材料
选定材料后，找相应的曲线： 缓冲系数～最大应力（C－σm）曲线 —— 静态缓冲系数 缓冲系数～静应力（C－σs）曲线 —— 动态缓冲系数 缓冲系数～应变率 （C－ε） 曲线 —— 应变率
条厚度曲线之间，可用比例插入法确定出缓冲材料厚度T。
局部缓冲法：
（1）根据H找对应曲线；
（2）在对应的许用脆值处作一条水平线，它与缓冲曲线有很 多交点。
日本防卫厅规格 NDS
英国综合防护手册
根据产品属性、价值大小、重要程度，综合各国标准确定一 个合理的许用脆值。
c.理论估算法：根据产品结构、尺寸、材料特性，用力学模型 计算推导出产品的脆值。
代表材料性能的缓冲特性参数
选材原则：● 脆值大的产品，选弹性较小的缓冲材料； ● 脆值小的产品，选缓冲性能好的缓冲材料；
A×T=2000×7 (cm3)
比较不同材料的优劣
例3: 一重力为90N，脆值为50g的产品，欲装入一底面积为 750cm2的容器箱内，设定的跌落高度为60cm，如果采用密度为 0.075g/cm3的石棉作衬垫，试检验该设计的合理性。
解：已知W=90N，G=50g，H=60cm,查缓冲系数—最大应力曲线图 该石棉材料，最小缓冲系数C=5.7，对应的应力值为
=90×50×104/(0.7×105)＝643 cm2
垫的厚度
T=CH/G=3.3×60/50=3.96 cm
2.最大加速度～静应力（G－σs）曲线— 动态 缓冲系数曲线
•
•
全面缓冲
（G－σs）曲线的应用
全面缓冲法：已知面积，求T
（1）求静应力；
s
104W
(Pa)
A
（2）根据H、G、 s 在G－σs曲线上找交点，若此交点位于两