缓冲包装与结构设计

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

为格力空调KFR-72LW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

产品名称：格力空调

型号：KFR-72LW

室内机竟重：40kg

产地：深圳珠海

价格:5999元

销售范围：全国各地

尺寸：宽*高*深mm（500*1720*300）图2-1 格力空调的外形图

产品机械性能:

3. 流通环境

a.外观工艺、检查：机柜表面喷涂均匀、无破损；

b.操作及维修安全、方便,标牌、标记：应平整清晰。

c.部件排列合理、整齐；，布放平整；接插件牢固；

进出线符合工程需要；具备抗震措施。

3.1流通的基本环节

包装件在运输流通中所经历的一切外部因素统称为流通环境条件。包装技术就是要确

保产品由一地向另一地运送时不受经济上和功能上的意外损失。对产品可能遭遇的条件作考察与评价，是运输包装设计中的重要内容。流通过程的基本环节有：装卸搬运环节、运输环节、贮存环节。

(1)装卸搬运环节

在装卸搬运环节中，由于格力KFR-72LW空调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。如果流程越长，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

产品的主要运输方式铁路和公路运输。由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。一般产品从出厂到发货火车站使用汽车运输，从发货站到全国各地的代理商使用火车运输，而从各地代理商到零售商和从零售商到消费者手中多使用汽车运输。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速度、车型和载重量有关，但主要因素为公路的起伏和不平。汽车运输是包装件的共振频率一般小于25HZ，实验测得，汽车运输发生二次共振时其基频为8.2～8.5HZ，二次共振频率范围为17.3～18HZ，共振加速度增大为外界激励的18倍。汽车运输的随机振动加速度垂直方向最大，汽车运输振动能量绝大部分分布在0～200HZ，其中能量最集中处于0～50HZ频带内。汽车运输随机振动功率谱密度在2HZ和10HZ 左右各有一个较大峰值。通常2HZ出的峰值为全频带内最大值，所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值。铁路运输时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击，在普通路轨上为80～120次/分，加速度最高为1g；另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击，加速度可达2～4g。若速度为14.5km/h时作溜放挂钩，车体撞合瞬间可能产生18g的冲击加速度。火车驶过钢轨时受到冲击，以正常速度70km/h驶过钢轨时，垂直方向加速度峰值为5～8g。

(3) 贮存环节

在贮存环节中，贮存是商品流通链中重要的一环。贮存方法、堆码重量、堆码高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境等，会直接影响产品的流通安全性。在贮存时，为节省占地面积、常需将货物堆高，堆码后底部货物包装件将承受上部货物的重压。这种重载压力会导致包装容器变形，影响包装外观及其动态保护性能。一般情况下,空调的堆码层数为一层.存贮时间为30——100天。

3.2确定跌落高度H

(1)图表法:

不同重量的包装件相应的跌落试验高度有所不同，在这里参考表1取产品的跌落高度取61cm.

表3-1 货物规格、装卸方式和跌落高度

（2）根据经验公式求跌落高度

47H cm =

==

式中W----包装件的重量，kg ； H----跌落高度，cm 。本产品的重量为40kg ，得出H 为47cm. 所以综合上述尺寸，此包装件的跌落高度为54cm,装卸方式为二人搬运,姿态为一端或一角。

3.3流通环境的频率谱

图3-1公路运输

图3-2铁路运输

4.选择合适的缓冲材料

4.1可选缓冲材料的特性

可选的缓冲包装材料主要是泡沫塑料，包括聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、聚乙烯泡沫塑料（EPE），其次是纸制品，包括瓦楞纸板、蜂窝纸板。

聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）:这是一种可模塑的,轻质的,半硬质的,闭孔的和低成本的缓冲材料.模塑的EPS是半硬的，抗压强度大，成本低还可以制成带肋的复杂形状以节约用量；震动阻尼大不吸水，耐腐蚀，耐油，耐老化；隔热和绝缘性能好，敏感性低，可接触食品重载下，缓冲性能好。但不耐多次冲击，性脆，拉伸强度低。

聚乙烯泡沫塑料（EPE）：俗称珍珠棉，是一种低密度的，半硬质的，闭孔结构的，耐候性好的，无毒的，耐腐蚀，阻水的和易回收的聚乙烯聚合物。拉伸强度高，缓冲性能好，耐多次冲击，动态变形小，抗静电性能好

蜂窝纸板：与瓦楞纸板特点相似，具有易回收，易粘贴，成本低等优点；缺点是缓冲性能不稳定，对某些产品表面有磨损，难形成三维曲面，湿度影响较大，过载复原性较差，加工较难，不好模切，垂直方向缓冲性能差，

4.2缓冲材料的缓冲特性曲线

试验材料: EPE

实验名称：静态压缩

试样长度：200.0mm

试样宽度：200.0mm

试样厚度：47.5mm

试样密度：0.0260g/cm³

试验温度：19.5℃

试验湿度：63HR

试样数量：5件

图4-1静态缓冲系数——应力对数坐标曲线