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1、目 录1.课程设计目的与任务21.1课程设计的目的21.2课程设计的任务22.产品介绍23.流通环境33.1流通的基本环节33.2确定跌落高度53.3流通环境的频率谱64.选择合适的缓冲材料64.1可选缓冲材料的特性64.2缓冲材料的缓冲特性曲线75.确定产品脆值86.缓冲包装设计96.1初步设计96.2衬垫校核106.3缓冲衬垫的结构设计117.外包装箱设计127.1箱型的选择127.2尺寸计算137.3瓦楞纸箱强度计算177.4瓦楞纸箱封箱、钉箱要求197.5瓦楞纸箱外包装装潢设计198.小结19参考文献19 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
2、，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 为海尔BCD-186KB电冰箱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.产品介绍产品参数 表2-1 产品特性主要参数品牌：海尔价格：1288元 基本参数产品类别：冰箱产品类型：双开门总容积（升）：186冷藏室容积（升）：118冷冻室容积（升）：68制冷方式：直冷冷冻能力：4kg/24h额定耗电量：0.49W/天
3、额定电压/频率：220v/50Hz制冷剂：R600a温控方式：机械式 功能参数搁架类型：酒瓶架（可折叠不锈钢酒架，打造私家酒窖）能耗等级：1级 外形参数外形尺寸（宽深高）：5256241484mm净重：51kg 图2-1 产品的效果图产品机械性能和包装特殊要求： 冰箱的机械性能：常说的机械性能主要有：弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性等。冰箱为易坏电器，需要尽可能降低运输流通过程对产品造成的损坏，运输包装或者称缓冲包装在这里所起的作用非常关键。以下是设计运输包装时应注意的问题。 冰箱受振动或冲击发生断裂； 冰箱表面或边角发生摩擦损伤； 冰箱长期处于潮湿、强光、酸碱环境材
4、质下发生变质，影响使用寿命； 产品应轻拿轻放，向上放置，禁止翻滚。3.流通环境3.1流通的基本环节（1）产品的流通区间 产地：青岛 目的地：全国各地（2）产品的主要运输方式 海尔冰箱产地青岛，从产地运往全国各地，主要通过铁路和公路运输，其中包括长途运输和短途运输。运输过程中，要防止磕碰和剧烈震动，要防止雨淋水浸。摆放完毕后，18小时后让其中制冷液稳定后再通电，否则对冰箱极为不利。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
5、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8.28.5HZ，二次共振频率范围为17.318HZ，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0200HZ，其中能量最集中处于050HZ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
6、普通路轨上为80120次/分，加速度最为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24g。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58g。（3）装卸与搬运 装卸作业包括人工与机械两种方式，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。 搬运时，应抬底脚，不能抓住门手把或在台面和冷凝器上施力，更不能在地面上拖拉。 箱体最大倾斜角不能超过45度，更不能倒置或横放，否则会损坏压缩机中的冷冻油流入制冷管路影响制冷而且易造成压缩机脱簧。（4）储存环节储存是产品
7、及包装件流通过程中的一个重要环节： 储存方法：一般选用仓库储存，即室内储存。 储存环境：一般储存环境温度为-1545,相对湿度不大于80%,应储存在干燥、通风的环境中，运输中不得被雨淋，并要求库房周围环境中无酸,碱性或其他腐蚀性气体,还应具备防尘条件。 储存期限：一般为一年,超过一年期应随产品一起检验合格后,方可再次进入流通过程中。 堆码高度、层数：由于电冰箱体积较大。所以堆码高度一般为23m，层数一般为1层。 规范运输：运输时必须按照包装箱上的储运标志内容进行操作,将包装件固定牢固，目前企业包装主要有半自动流水作业方式和全自动流水线方式。（5）流通环境的气象条件由于产品在青岛，销售范围为全国
8、各地，从华北到全国含盖了几个气候带，虽然温度随地域的变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。计算机显示器为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量，并用塑料薄膜对产品进行包裹并放入干燥剂。 用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K2/2B1/2S1/2M 。分别为亚温带（1032之间 ），温带（1632之间），亚热带（1838之间），热带（1843之间）。3.2确定跌落高度 确定跌落高度H的方法有两种：（1）用经验公式法。由表2-1可知，产品净重为51kg，所以其跌落高度 （3-1）（2）图表法。表3-1 货物规格、装卸方式与跌落高度 货物参
9、数装卸方式 跌落参数重量/kg尺寸/cm姿态高度H/cm9122一人抛掷一端面或一角10792391一人携运一端面或一角912345122二人携运一端面或一角614568152二人搬运一端面或一角536890152二人搬运一端面或一角4690272183机械搬运底面612721360不限机械搬运底面461360不限机械搬运底面30 此冰箱的净重为51kg，二人搬运，由表3-1可知，用图表法确定的跌落高度为53cm。 综合考虑各种因素，确定该冰箱的跌落高度为50cm。3.3流通环境的频率谱图3-1 公路运输频率谱 图3-2 铁路运输频率谱4.选择合适的缓冲材料4.1可选缓冲材料的特性(1)EPS
10、EPS是发泡聚苯乙烯，俗称保丽龙，美国于1954年开始采用它作为包装的缓冲材料。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，还可制成带肋的复杂形状以节约用量；振动阻尼大，即抗振性能好；光滑的略有弹性的模塑表面不会磨损内装物；不吸水；耐腐蚀、耐油、耐老化；隔热和绝缘性能好；可接触食品；热敏感性低，2s内便可自熄；抗蠕变性能好；重载下的缓冲性能好。它的缺点是不耐多次冲击；性脆，拉伸强度低。(2) EPEEPE是发泡聚乙烯，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，20世纪6
11、0年代才发展起来。它的柔软性和韧性介于EPS和开孔结构的PU之间，拉伸强度高，不存在EPS易掉渣的缺点；缓冲性能好，能耐多次冲击，动态变形小；抗静电性能好；布氏硬度49.2MPa，刚度不如EPS好。综合考虑两种材料，EPE虽然没有EPS易掉渣的缺点，而且拉伸强度高，但是它的刚度没有EPS的好，然而，电冰箱的重量较大，容易使缓冲材料产生较大变形，所以从缓冲效果方面考虑应该选EPS而不是EPE做缓冲材料；另外，EPE的价格较为昂贵，不适用于大批量的生产，从经济角度考虑也应该选EPS。4.2缓冲材料的缓冲特性曲线（1）EPS的静态压缩特性曲线 （C-m） 试验材料: EPS 实验名称：静态压缩5 试
12、样长度：200.0mm 试样宽度：200.0mm 试样厚度：28.3mm 试样密度：0.0079g/cm 试验温度：19.5 试验湿度：63HR 试样数量：5件 图4-1 EPS的静态压缩特性曲线 （C-m）0.0079g/cm（2）EPS的动态压缩特性曲线（-）试验材料: EPS 实验名称：动态压缩3试样长度：149.0mm 试样宽度：149.0mm试样厚度：44.9mm 试样密度：0.0175g/cm试验温度：20.0 试验湿度：63HR试样数量：14件 跌落高度：60cm图4-2 EPS的动态压缩特性曲线 （）0.0175g/cm5.确定产品脆值 （1）分别利用类比法和经验估算法确定产品的脆值Gc，对比两者，确定产品脆值。用经验估算法确定。 通过对包装件在流通环境中实测胡大量现场数据胡数理统计分析，估算产品脆值有如下经验关系式： =式中 包装件经受的最大加速度，g； W包装件的重量，kg； 经验参数。在此过程中为中等冲击现象。.因此经计算所得脆值为 =203=58.29g用类比法确定。 可参考表5-1. 表5-1 中国机械标准化研究所推荐的产品脆值范围G值产品类型25 40冰箱压缩机40 60彩色电视机、显示器、鸡蛋60 90黑
