运输包装课程设计

包装动力学课程设计说明书
一、市场调研
产品名称：奥林巴斯SP-510UZ
产品重量：350g
产品外形总尺寸：103×57×60mm3
显示器尺寸：2.5英寸
产品颜色：银白色
随机附件：USB电缆，用户手册，保修卡，视频线CD-ROM 生产地：北京市海淀区
销售地：河南省洛阳市
产品图片：
图0 奥林巴斯相机
二、流通环境分析
1. 装卸搬运环节，确定跌落高度及其冲击加速度
跌落高度：91cm
人工装卸冲击加速度为10g左右
2. 运输环节，确定冲击加速度及其震动加速度
运输方式：公路
运输条件：密封
运输持续时间：1-2d
汽车在运行中冲击加速度0.1g-3g
3. 储存环节，堆码高度及其储存周期确定
贮存场所：仓库
堆码高度：450cm
三、缓冲结构设计
1. 产品脆值确定
参考《运输包装》P88表4-2取G=90g
2. 设计缓冲结构
方案一：泡沫类缓冲材料缓冲设计
(1) 缓冲材料选取
参考《运输包装》P99图5-12,选取密度为0.03g/cm2的聚氨酯泡沫，在σｍ=0.7×10５pa时对应最小缓冲系数C=3.3。

(2) 缓冲衬垫结构设计
参考《运输包装》P55表3-4
已知W=350g×48×9.8N/kg=164.64N
选取装卸方式为一人携运
跌落参数：姿态一端面或一角，跌落高度H=91cm
T=CH/G=3.3×91/90=3.3cm
A=WG×104/σ
ｍ
=0.350×9.8×90×104/(0.7×10５)
=44.1cm2
(3) 蠕变量校核T
C =T(1+C
r
)，取C
r
蠕变系数为10%
T
C
=3.3（1+10%）=3.6cm
根据计算产品缓冲垫的尺寸为：178mm×178mm×123mm
厚度为：37mm
结构图：如图1和图2
方案二：纸板类折叠式缓冲
参考参考《运输包装》P139-140, 选用S-1.1第一类第一种单瓦楞纸。

根据表7-6，S-1.3的技术指标为耐破强度588kPa，边压强度4500N/m,戳穿强度 3.4J。

第一类瓦楞纸板用于贵重产品包装，选用A等和B等箱板纸，A 等作外面纸，B等作内面纸。

二层纸板取相同的耐破强度，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度为：
σb=p/(0.95×2)
=588/(0.95×2)
=309.47kPa
外面纸的耐破指数取 2.75kPa·㎡/g，要求的定量为：
Q=σ
/r=309.47/2.75=112.53g/m2
b
根据表7-1的规定，外面纸选用定量为200g/ m2的A等箱板纸。

内面纸的耐破指数取2.65kPa·㎡/g，要求的定量为：
Q=σ
/r=309.47/2.65=116.78g/m2
b
根据表7-1的规定，内面纸选用定量为200 g/ m2的B等箱板纸。

根据表7-2，选用C等瓦楞芯纸，定量取为160 g/ m2
结构图：如图3和图4
四、内包装结构及其装潢设计
1. 材料和盒型选取、尺寸设计（包括结构展开图）
(1) 材料：单瓦楞纸板
(2) 盒型选择：摇盖式如图5
(3) 内包装尺寸设计为180mm×180mm×125mm
2. 装潢设计：如图6
五、外包装容器设计
1. 箱型与纸板的选取
(1) 装箱方式：按照黄金分割比确定长高比
图7 瓦楞纸箱装箱方式
(2) 箱型：0201型
(3) 纸板的选取
内装物质量为16.8 kg,最大综合尺寸1768mm,选用S-1.3第一类第三种单瓦楞纸。

根据表7-6，S-1.3的技术指标为耐破强度1177kPa，边压强度6860N/m,戳穿强度6.4J。

第一类瓦楞纸板用于贵重产品包装，选用A等和B等箱板纸，A 等作外面纸，B等作内面纸。

二层纸板取相同的耐破强度，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度为：
σb=p/(0.95×2)
=1177/(0.95×2)
=619.47kPa
参考参考《运输包装》P134表7-1
外面纸的耐破指数取 2.75kPa·㎡/g，要求的定量为：
/r=619.47/2.75=225.26g/m2
Q=σ
b
根据表7-1的规定，外面纸选用定量为230g/ m2的A等箱板纸。

内面纸的耐破指数取2.65kPa·㎡/g，要求的定量为：
/r=619.47/2.65=233.76g/m2
Q=σ
b
根据表7-1的规定，内面纸选用定量为250 g/ m2的B等箱板纸。

根据表7-2，选用C等瓦楞芯纸，定量取为160 g/ m2
运输包装用的单瓦楞纸板为A型瓦楞，其展开系数C=1.53。

按照选用的箱板纸，瓦楞纸箱的耐破强度为
P=0.95Σσ
χ
=0.95×（2.75×230+2.65×250）
=1230.25kP
按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量为
=内外面纸及各中间垫纸定量之和+∑（瓦楞芯纸定量×瓦楞Q
总
展开系数）+粘合剂定量
=230+250+160×1.53+100=825g/ m2，其中粘合剂定量为100g/ Q
总
m2。

2. 瓦楞纸箱尺寸设计
(1) 内装物的外廓尺寸。

用△表示包装之间的间隙，用n表示三个方向上中包装的个数，并取△=1mm。

于是，内装物的外廓尺寸为
L
=nb+(n-1)△=4×180+（4-1）×1=723mm
B
=nl+(n-1)△=3×180+（3-1）×1=542mm
H
=nh+(n-1)△=4×125+（4-1）×1=503mm
(2) 瓦楞纸箱的内尺寸。

取长度和宽度方向的公差△X
=5mm,取
高度方向的公差△X
=4mm。

于是，瓦楞纸箱的内尺寸为
L’= L
0+△X
=723+5=728mm
B’= B
0+△X
=542+5=547mm
H’= H
0+△X
=503+4=507mm
(3) 瓦楞纸箱的制造尺寸。

运输包装用的单瓦楞纸板为A型瓦楞，内尺寸伸放量△X
’参考《运输包装》P152表7-10，摇盖伸放量取3mm,接头尺寸取40mm。

于是，瓦楞纸板的制造尺寸为
L
1= L’+△X
’=728+6=734mm
L
2= L’+△X
’=728+4=732mm
B
1= B’+△X
’=547+6=553mm
B
2= B’+△X
’=547+3=550mm
H= H’+△X
’=507+9=516mm
F= B
1/2+△X
’=553/2+3=280mm
J=40mm
(4) 瓦楞纸箱的外尺寸。

外尺寸加大值ΔX=5~7mm，故瓦楞指向的外尺寸为
L''=L1+ΔX=734+5=739mm
B''=B1+ΔX=553+5=558mm
H''=H+ΔX=516+7=523mm
3.瓦楞纸箱的结构设计
0201型箱坯：如图8
箱坯的面积为 2.76m2,其质量为 2.28kg。

手孔设在端面，其尺寸为95×40mm。

选用16号U形钉钉合，每个U形钉的破坏载荷p取25N，斜向排列，强度系数K=1，所需钉数为
n=W/Kp=16.8×9.8/(1×25)=6.6个
钉数定为8个，钉距为64mm，到顶、底面的距离为34mm。

封
箱选用宽度为80mm的胶带。

4. 瓦楞纸箱的堆码强度。

瓦楞纸箱的周长为
Z=73.4+73.2+55.3+55=256.9cm
参考《运输包装》P134表7-1箱板纸的环压强度为r=8.4 g/ m2。

由表7-2知，瓦楞芯纸的环压指数r
m
=7.1 g/ m2。

运输包装用的单瓦楞纸板为A型瓦楞，其展开系数C=1.53。

因此，瓦楞纸板的综合环压强度为
P
x =∑rQ+∑r
m
CQ
m
=8.4×230+8.4×230+1.53×7.1×160 =5602.08（N/m）
参考《运输包装》P158表7-12知，A型瓦楞的楞常数aXz=8.36,箱常数J=0.59。

因此，瓦楞纸箱的抗压强度为
P
C =1.86P
X
(aXz/Z/4)2/3·Z·J
=1.86×56.0208×(8.36×4/256.9)2/3×256.9×0.59
=4056.45(N)
货物重量W是内装物重量和纸箱重量之和，其值为186.98N.
堆码高度取450cm,安全系数取2，纸箱的堆码载荷为
P=KW（h/H-1）
=2×186.98×(450/51.6-1)
=2887.3(N)
堆码层数：h/H=450/51.6=8.72 所以最高堆码层数为8层。

因为抗压强度比堆码载荷打得多，所以这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度。

5. 瓦楞纸箱图案设计：如图9
6. 瓦楞纸箱的质量要求
(1) 瓦楞纸箱表面不应有透楞而影响到包装箱整体视觉美观，且手感要平滑以满足外观精细化的要求。

(2) 在瓦楞纸箱成箱时不应出现箱盖切口超过箱盖折叠压痕线或封箱后折角存在空洞的现象，以防止由此导致的此处应力增大，易使包装箱此处出现撕裂现象。

(3) 应避免长期存放导致自然风干而造成的表面翘曲现象的出现。

瓦楞纸箱表面曲翘将导致在堆码时导致瓦楞纸箱的承重能力下降。

(4) 应保证瓦楞纸箱的装订质量，包括箱钉间距和装订后底面的平整度。

装订后底面不平整将直接影响到包装箱的承力的均匀性。

7. 运输包装性能试验大纲的编制
流通系统的环节中所涉及到有关的危害及相应的试验
(1) 用人工将包装件装在托盘上：垂直冲击试验
(2) 将托盘单元载荷运到仓库：振动试验
(3) 将托盘单元载荷运到仓库：堆码试验
(4) 将托盘单元载荷由仓库运到主要运输车辆上：振动试验
试验强度基本值：堆码高度:3.50 m 堆码持续时间:1d
(5) 公路运输最长距离500km：a. 振动试验
b. 堆码试验
c. 水平冲击试验
试验强度基本值：速度:1. 5 m/s
d. 垂直冲击试验
试验强度基本值：跌落高度:50cm
(6) 将托盘单元载荷从车辆运到仓库：振动试验
(7) 在仓库中单元载荷放在盘架上储存：堆码试验
试验强度基本值：堆码高度:3.50 m 堆码持续时间:7 d
(8) 人工把单个包装件装在带蓬运输汽车上：垂直冲击试验
(9) 用带蓬汽车运到零售商店：a. 振动试验
b. 堆码试验
c. 水平冲击试验
试验强度基本值：速度:1.5 m/s
(10) 零售商店人工卸包装件：垂直冲击
六、小结
通过本次包装动力学课程设计，使我们更进一步了解了在设计全过程中独立完成从调研、流通环境分析、脆值确定、材料选取、缓冲结构设计及其校核、内包装结构设计、运输包装材料及结构设计、运
输包装标志及图案设计、运输包装件性能试验大纲的编制等整个设计流程。

从而使所学知识得到巩固整合与全面提高，锻炼设计过程中应用的各种实用技能，培养综合运用所学知识的能力。

这是一次理论与实践的综合运用，加强了我们实践活动中的理论基础，为今后的专业学习打下了良好的基础。

参考资料
[1] 彭国勋.运输包装[M].北京:印刷工业出版社,2001
[2] 王瑞栋.包装动力学与结构设计[M].重庆:重庆大学出版社,2002
[3] 王怀奥,计宏伟.包装工程测试技术[M].北京:化学工业版
社,2000
[4] 周旭,余永海,季铁.商业美术设计[M].湖南:湖南美术出版
社,2004
[5] 朱周勤,吴正飞.包装设计[M].上海:上海人民美术出版社,2003。