美的电烤箱出口运输包装设计

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1、美的电烤箱出口运输包装设计专 业：包装工程 答辩人：王坚林 导 师：向红华南农业大学食品学院 2010年5月14日论文题目：2答辩提纲v课题背景及任务 v缓冲包装设计理论基础 v产品简介与脆值分析 v缓冲材料 v缓冲包装设计 v外包装箱的设计 v自我感悟 v致谢3课题背景及任务我国电子信息产品出口商品包装中因采用受臭氧层保护国际公约限制的发泡聚苯乙烯EPS 作缓冲材料和有毒氯离子的聚氯乙烯包装材料被一些国家限制或禁止进口； v 2000 年，欧盟要求电子信息产品的回收率为60%以上，其中包装制品回收率达85%，这项规定于2006 年1月正式执行。v 2003 年2 月13 日，欧盟在公布了报废

2、电子电气设备指令和关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令(WEEE 及ROHS 指令)(简称两指令)。据悉日本、美国等发达国家也纷纷制定类似的相关法律法规，这些法律法规一旦出台并开始实施，对我国电子信息产品的出口无疑将造成不可估量的影响。4课题背景及任务n 任务v 研究绿色堡垒，使用合适的绿色环保材料为美的电烤箱进行出口运输包装设计。v 分析产品结构与脆值，使设计的运输包装能给予电烤箱全方位保护，在流通过程中始终不受损害。5缓冲包装设计理论基础n 缓冲包装设计六步法 经过大量的工程实践，美国MTS公司与密歇根州立大学包装学院合作 ，于20世纪70年代率先提出了缓冲包装设计的五步法。198

3、6年美国 Lansmont公司F.C.Bresk等人建议在五步法基础上增加一步“重新设计 产品”，于是形成了目前流行的缓冲包装设计六步法： v 第一步，分析产品的流通环境条件； v 第二步，确定产品的脆值； v 第三步，如果发现产品的脆值偏低，应考虑重新设计产品中的关键件 结构，提高其脆值； v 第四步，根据产品脆值、结构尺寸和缓冲材料特性，选择合适的缓冲 材料设计包装的结构和最佳尺寸； v 第五步，设计并制作原型包装结构； v 第六步，按国家标准规定或客户要求条件，试验评价原型包装。如果 试验结果与设计的预期结果不一致，重复上述步骤，直到满意为止 。6缓冲包装设计理论基础n 力学模型运输的整

4、个动态特性应包括3方面的内容: 跌落、碰撞、振动，整个过程可转化为以下缓冲力学模型：运输包装件的总质量用 m代替 , 包装物体离地面高度为 h ,弹簧缓冲系数为 k ,阻尼为 c 7缓冲包装设计理论基础n 破损边界理论 并不是所有的破损现象都可以用脆值理论来解释，从而引入了另一理论 破损边界理论。 vc非 损 坏 区峰值加速度G非 损 坏 区 0Gc损坏区速度变化v(米 /秒)8产品简介与脆值分析n 美的烤箱简介美的AAE40002电烤箱净重37.5kg，外观设计外形尺寸595595548mm，其容量为58L。图2 烤箱的正面、侧面与背面9产品简介与脆值分析n 脆值分析产品脆值指的是在流通过程

5、中产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度。确定脆值的方法主要有试验法、经验估算法和标准量值法。中国机械标准化研究所（资料来源：彭国勋：运输包装，印刷工业出版社，1999.）脆值G产品类型2540冰箱压缩机4060彩色电视机、显示器、鸡蛋6090黑白电视机、电冰箱90120光学经纬仪、荧光灯、陶瓷 器皿、单放机、电动玩具10产品简介与脆值分析美国军用标准（MIL- HDBK-304）（资料来源：彭国勋：运输包装，印刷工业出版社，1999.）G值产品1524导弹导航系统、精密效验仪 器、陀螺、惯性导航平台 2539机械振动测试仪表、真空管 、电子仪表、雷达 4059航空附属仪表、电子记录

6、装 置、大多数固体电器装置、 示波器、精密机械零件 6084电视机、航空仪表、某些固 体电器 85110洗衣机、电冰箱、机电设备110以上机械类产品、控制台、液压 传动装置11脆值G(g)产品类型10大型电子计算机、大型变压器1020精密测量仪器、电子复印机、精密电子 仪器 2140大型电子管、精密显示器、摄影机4160大型录音机、彩色电视机、钟表6190照相机、音响装置、收录机、台式计算 机、热水瓶、玻璃瓶、鸡蛋 91120打字机、电冰箱、收音机、啤酒瓶120陶瓷器皿、机械产品、计算器产品简介与脆值分析日本工业包装技术资 料（资料来源：彭国勋：运输包装，印刷工业出版社，1999.）12产品简

7、介与脆值分析英国综合防护手册（资料来源：彭国勋：运输包装，印刷工业出版社，1999.）脆值G(g)产品类型40雷达及其控制系统、自动控 制仪表、陀螺仪、瞄准器 4060制动陀螺、马赫表、精密仪 器 6080油量计、压力计、一般电器80100真空管、阴极射线器、电冰 箱 100120热交换器、油冷却器、电取 暖器、散热器13产品简介与脆值分析由于电烤箱与电视机结构相似，所以参考电视机的脆值。v 从美国军用标准可得知其脆值范围为6084g；v 日本工业包装技术资料给出的脆值范围是4160g；v 英国的英国综合防护手册给出的脆值范围是6080g；v 我国机械标准化研究所（给出的脆值范围是4060g。

8、由于产品的市场是国际性的，比较各国脆值量值标准，脆值60g都在各国规定的电视机的脆值量值标准范围内，综合考虑，因此本文选取美的AAE40002电烤箱的脆值为60g。14缓冲材料n 瓦楞纸板瓦楞纸板是由瓦楞纸芯和面纸粘合而成的。按瓦楞的形状及尺寸,瓦楞纸板的楞型有A、 B、 C、 E四种。单瓦楞纸板结构示意图当今包装制品中，瓦楞纸包装应用最为广泛。v 它可以制成瓦楞纸箱、瓦楞纸盒；v 瓦楞纸板缓冲结构、瓦楞纸板托盘、瓦楞纸板展示架等等。15缓冲材料n 蜂窝纸板 蜂窝结构是人类仿照自然界蜜蜂筑建的六角形蜂巢的原理制成的。蜂窝纸板由芯纸和面纸构成蜂窝纸板主要应用在以下几个领域：v a.建材及车、船体

9、内部墙板；v b.包装、储运用的缓冲垫、托盘等；v c.家具、陶瓷、装潢、广告、殡葬行业。16缓冲材料n EPE（发泡聚乙烯）EPE是发泡聚乙烯，俗称珍珠棉。主要原料是LDPE（低密度聚乙烯）, 其生产发泡过程为物理发泡,生产过程中不发生有毒有害气体,无废品、废水产生, 因而是一种环保材料。EPE包装材料的生产行业在国内已成为了经济发展的重要产业之一，EPE包装材料在欧洲上被指定为环保产品。17缓冲材料n 缓冲缓冲材料的缓冲系数最大动应力曲线缓冲材料的作用是延长冲击时间，减小作用在产品上的冲击力，从而使产品得到有效的保护。使流通环境的振动与冲击通过缓冲垫传递到产品上面的最大加速度值小于产品的脆

10、值。常用缓冲材料的缓冲系数最大动应力曲线18缓冲包装设计n 设计设想本设计的初始阶段是在荷力胜蜂窝纸板有限公司内进行的，我和公司里面的包装工程师们一起设想过几个方案。基于产品是面向国外的，所以必须注意绿色堡垒中所禁止进口的包装材料，包括我们所熟悉的EPS（发泡聚苯乙烯），未经消毒加工的木板等。于是采用全纸化的包装是我们的追求目标。以下是初始的几个方案：v 采用全瓦楞纸板设计运输包装v 采用全蜂窝纸板进行设计.v 采用全EPE （发泡聚乙烯）作为包装内衬垫19缓冲包装设计n 初始方案抱着对环 保作出贡献的原则下，初步设想采用全纸化包装，内衬垫为蜂窝纸 板，外衬垫为 瓦楞纸板20缓冲包装设计n 改

11、善方案由于烤箱质量大，产品脚位面积小，对纸板压强大，蜂窝纸板受到冲击时容易被戳穿。于是加入EPE（发泡聚乙烯）。21缓冲包装设计n 瓦楞外衬垫平面图与立体图22n 衬垫立体结构如下左图。将衬垫与产品结合，组成包装件，其缓冲组合示意图见下右图23n 瓦楞纸箱的箱型选择运输包装用的瓦楞纸箱箱型绝大多数是02型开槽箱，而0201型纸箱箱坯面积是其中最小的，用料最省，经济效益最好外包装箱的设计24外包装箱的设计n 制造尺寸的计算箱体长度、宽度、高度制造尺寸计算公式（b）式中 ： 瓦楞纸箱制造尺寸（mm）；纸箱内尺寸（mm）；纸箱制造尺寸修正系数（mm）。 值的大小与纸箱的具体尺寸有关，25外包装箱的设

12、计美的AAE40002电烤箱选用A楞瓦楞纸箱，由选取， =6， =4， =6， =3， =9。 和 是纸箱接合部位两侧面的长和宽，必须 , 代入式(b)求得：698+6=704mm698+4=702mm686+6=692mm= 686+3=689mm555+9=564mm26外包装箱的设计n 对接摇盖的制造尺寸公式是：式中： 纸箱对接摇盖长度（mm）；纸箱非接合箱面宽度制造尺寸（mm）；摇盖伸长系数（mm）。取 =45， =2，代入式(c)，则=692/2+2=348mm27外包装箱的设计n 外尺寸计算公式 ：（d）式中： 纸箱外尺寸（mm）；纸箱制造尺寸（mm）纸箱外尺寸修正系数（mm）已知

13、 L1=441mm，B1=378mm,H=142mm，查表2.17得 k=6，代入式(d) 求得： Lo=L1+k=704+8=712mm Bo=B1+k=692+8=700mm Ho=H+k=564+8=572mm28外包装箱的设计为了保护箱内产品，纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷，这一要求称 为堆码强度条件，其表达式为 v （e） 式中 为抗压强度， P为堆码载荷，K 为安全系数（ K=1.6,1.65,2）瓦楞纸箱的抗压强度计算有凯里卡特公式v （f） 式中 为纸箱的抗压强度（N）， 为瓦楞纸板的综合环压强 度（N/m）。 为纸箱周长（cm）， 为楞常数， 为箱常数。29外包装箱的设计v

14、瓦楞纸板的综合环压强度为式：（g）式中 r是箱板纸的环压指数， 是箱板纸的定量， 是瓦楞芯纸的环压指数， 是瓦楞芯纸的定量， C是瓦楞展开系数。已知L=704mm，B=692mm，瓦楞纸箱的周长为Z=2(L+B)=2(70.4+69.2)=279.2cm已知瓦楞纸板面纸和芯纸的技术参数，查表 C=1.5，代入式(g)求得瓦楞纸板的综合环压强度为v =9.72502+1608.41.5=68.66 30外包装箱的设计查表得 8.36， =0.59，代入式(f)求得瓦楞纸箱的抗压强度 为：=1.8668.66(8.364279.2)2/3279.20.59 =5111.54N产品装箱后形成包装件，

15、又称货物。货物向上堆码时，最底层纸箱承受的堆码载荷为式v （h）式中 为货物的重量，H为纸箱高度，h为堆码高度。一般仓库存储时，堆码高度h=450cm（日本）。31外包装箱的设计已知美的电烤箱包装件重约40kg，H=572mm，代入式（h），则P=409.8(45057.2-1)=2691.9N取K= 1.65，由前面计算结果代入式e，可知5111.54 KP=1.652691.9=4441.66v 抗压强度大于堆码载荷，因此本设计的瓦楞纸箱满足堆码强度条件，符合要求32外包装箱的设计v 为方便携带，在瓦楞纸箱顶面拟设计提手，根据人机原理，对称分布在两正面，孔长86mm，孔宽31mm。本设计外包装箱选用的是0201型瓦楞纸箱。平面图如下33外包装箱的设计v 瓦楞纸箱立体图34外包装箱的设计v