第七章 木箱的设计§7－1 木箱概述n一、材料q质量指标：容重，含水率，干缩率，变形方向 差异q包装用木材选择n阔叶树材容重大，强度高，干燥加工困难n针叶树材容重小，易于加工，适于包装n主要受力构件（木，方，梁，柱）以落叶松 ，马尾松，榆木为主，不可采用带缺陷的材 料（活节，死结，裂缝等）作为受力构件§7－1 木箱概述n一、材料q代木材料n胶合板n纤维板n刨花板n钙塑瓦楞板n竹编胶合板§7－1 木箱概述n二、木箱结构q按产品储运要求n封闭箱n花格箱n胶合板箱§7－1 木箱概述n二、木箱结构q按产品重量n普通木箱：200kg以下，综合尺寸2600mm以下n滑木箱：200～1500kgn框架木箱：15000～20000kgq按组装方式n用钉组装n螺栓组装n其他连接件§7－1 木箱概述n三、注意事项q尺寸规定n《硬质直方体运输包装尺寸系列》n《通用集装箱最小内部尺寸》等标准规定n机车界限尺寸《机电产品包装通用技术条件》中的超限 规定q重心要求：居中，偏下q箱面标志q辅助材料的使用§7－2 木箱设计基本规定n一、木材的许用强度q由于试验条件、树种、产地、树龄等的不同，木 材在实际使用时不可能达到试验条件下的理想状 态（无缺陷、静态负荷等），所以必须考虑了安 全系数后才能作为实际使用时的设计依据。
木材的许用强度 Mpa(kgf/cm2)抗弯强度 顺纹 抗压强度 顺纹 抗拉强度 径向 弦向 11.0(112) 8.04(82) 7.0(71) 14.0(143)§7－2 木箱设计基本规定n一、木材的许用强度§7－2 木箱设计基本规定n二、顶盖载荷和堆码载荷q顶盖载荷n顶盖载荷主要由横梁等顶盖构件来 承受n按500kgf/m2载荷设计的横梁已很少 发生损坏n在GB5398-85《大型运输包装件试 验方法》中规定顶盖载荷为 500kgf/m2 §7－2 木箱设计基本规定n二、顶盖载荷和堆码载荷q堆码载荷n堆码载荷主要由侧面的框架结构来 承受 n堆码载荷值是用来确定立柱等构件 尺寸大小的堆码载 荷 内装物质量 （kg） 堆码载 荷 KPa(kgf/m2)≤5000 10.0（1020）5000~10000 15.0（1530）≥10000 20.0（2040）§7－3 木箱结构设计n一、木箱结构§7－3 木箱结构设计n一、底座结构§7－3 木箱结构设计n一、底座结构q底座是滑木箱的底面，起安装侧面和端面及支撑 内装物的作用 q底座不是唯一的承重构件，所以在未装侧面和端 面时，不能对底座进行起吊作业 q底座的主要承重构件是滑木和枕木 §7－3 木箱结构设计n一、底座q滑木q辅助滑木q枕木q端木q底板滑木n受力q弯曲构件：在用绳索起吊时，以起吊点为支点的简支梁fb=qfb——木材许用抗弯强度(＝112kgf/cm2)qM——滑木弯矩（kgf·cm）qZ——滑木截面惯性矩（cm3）qW——内装物重量(kgf)qL——滑木长（cm）qb——滑木总宽（cm）qh——滑木厚度（cm）WL 滑木n受力q拉伸构件 •在用绳索起吊时，把滑 木看成侧面桁架的下弦 材，内装物载荷由滑木 和侧框架共同承担桁架 结构 •用木材做的桥梁桁架， 其骨架是用螺栓及联结 用金属配件组装起来的 。
而框架木箱的侧面， 其骨架是用很多钉子钉 在侧板上组装起来的 因此，把这骨架看作具 有几乎相同强度的桥梁 结构 滑木n受力q桁架结构n在骨架的各个构 件上有压缩或拉 伸的内力在起作 用，作为整体发 挥桁架的强度， 所以作为下弦材 的滑木，其尺寸 可以较小 滑木n安装q滑木的数量n滑木一般应均匀排布，且中心间隔不大于100cm，当超 过规定间隔时，中间要增加一根相同截面尺寸的滑木 q滑木的安装n滑木端部不得突出箱外 ，无辅助滑木时，滑木两端距底 面高度二分之一处应制成55°～65°的斜角 滑木n安装q滑木的对接n滑木最好是用一根整木 ，但是如果截面为 7.5×7.5cm以上，而又 没有长料时，滑木可以 对接，但对接的位置不 要在长度的中心处，而 且个滑木的对接位置要 左右错开 辅助滑木n不作为应力构件，起调节重心作用n宽度为滑木宽的80％以上 n厚度主要是从便于挂绳索或易于插入叉车的 货叉考虑 枕木n枕木是横向搭在滑木上安装的，起联结滑木及支承内装 物、固定内装物作用，其截面尺寸由外侧滑木的内间隔 、内装物重量及形状来决定 q承受均布载荷的枕木W——内装物重量（kgf）b——枕木的总宽度（cm）h——枕木的厚度（cm）fb——木材许用抗弯强度（＝112kgf/cm2）L——外侧滑木内间隔（cm） 枕木n承受中央集中载荷的枕木W——内装物重量（kgf）b——枕木的总宽度（cm） h——枕木的厚度（cm）fb——木材许用抗弯强度（＝112kgf/cm) L——枕木长度（cm）枕木n承受两点集中载荷的枕木qa点弯矩qb点弯矩 q当l1≥l2时，Ma≥Mb ，均布载荷与最大弯矩比值：1/2W 1/2Wa b L 当l1=l2=l0时，上式可简化为：枕木n当有中间滑木时，枕木的承载 q当滑木的内间隔大于100cm时，为改善枕木的负 载情况，提高箱体结构的强度和刚度，应在两滑 木之间加设第三根滑木，即中间滑木 q中间滑木的载荷：b——中间滑木的总宽度cm h——中间滑木的厚度cmfb——滑木的许用弯曲强度（＝112kgf/cm2） L——滑木的中心间距cm枕木n求枕木根数的计算方法总结n先设枕木的尺寸，再求得该尺寸枕木在均布载荷情况下 的许用弯曲载荷Wn再求均布载荷的许用弯曲载荷的倍数nn将a, b的数据相乘，得到两点集中载荷时，一根枕木的许 用弯曲载荷P=nW。
n当有中间滑木时，计算中间滑木的许用弯曲载荷Wn最后求得枕木根数N端木n横向连接滑木的构件，在其上安装端板 n端木所受的载荷比滑木小得多，尺寸也比滑 木小 n端木主要作为组装底座和端面的连接构件考 虑，其安装是从滑木的二端让出端板厚的距 离 n用螺栓紧固在滑木上 底板n底板不作为受力构件，只起加强底座、防止 底座歪斜、变形的作用，并能密封防水 n为了通风和排水，底板之间可以留有0.5～ 1.0cm的间隙，或不留间隙，但在不与内装 物接触的部位开四个直径为1.2cm的孔 §7－3 木箱结构设计n二、侧面结构q侧面结构由侧档、斜档、辅助立柱及侧板构成 q主要受力构件是侧档和辅助立柱 q受力情况分析:n与滑木共同承受内装物重量引起的弯矩n立柱、侧档、侧板联成一体，承受堆码载荷的作用n斜档在装卸时承受拉伸载荷的作用 §7－3 木箱结构设计n二、侧面结构q侧档与辅助立柱构成一体承受堆码载荷，因而 是受压构件受压构件的受力情况按压杆进行 设计q沿轴线方向受压缩载荷的直杆称为柱，柱有长 柱、中柱和短柱之分长柱：25.2＜≤46中柱： 6＜≤25.2 短柱： ≤6 fc为顺纹抗压强度： fc=7.0Mpa=71kgf/cm2§7－3 木箱结构设计n二、侧面结构q堆码载荷的大小在设计基本条件中已作了规范 A≥ 立柱、辅助立柱和侧板所需截面积 §7－3 木箱结构设计n二、侧面结构q侧面结构形式是随着箱的长度而变化的 q斜档的角度最好在35°～55°的范围内 q侧档的中心间距通常小于120cmq辅助立柱安装在侧板的内侧，其加强侧档及支撑 梁承的作用 §7－3 木箱结构设计n三、顶盖结构q顶盖安装在侧面和端面之上q其主要受力构件是横梁q起承受顶盖载荷的作用，和承受起吊时绳索夹持 所施加的压力 q当横梁承受顶盖载荷作用时，根据前面的设计基 本规定，按500kgf/m2载荷设计 q横梁可以按弯曲构件进行设计 §7－3 木箱结构设计n三、顶盖结构q横梁的受力n堆码载荷横梁受到均布载荷的作用 b——横梁的总宽度cmh——横梁的厚度cml——横梁的长度cmfb——横梁的许用抗弯强度112kgf/cm2§7－3 木箱结构设计n三、顶盖结构q横梁的受力n不堆码n对于储运过程中不堆码的木箱，横梁主要是承受绳索起吊时对 它的压缩载荷，所以横梁此时是作为压缩构件考虑，它相当于 柱的作用，其受力情况按柱进行分析qPk=A·fk＞P Pk——横梁能够承受的压缩载荷kgf/cm2A——横梁的截面积cm2fk——横梁的顺纹抗压强度kgf/cm2P——两根绳索起吊时一根绳索施于横梁的最大压缩载荷（ 按内装物重量的1/4计）§7－3 木箱结构设计n三、顶盖结构q顶板n顶板顺箱长方向铺设。
顶板不作为主要受力构件n它必须能承受在上面堆放小型货物的载荷强度，在承受 起吊绳索的压缩载荷时，也能部分承担绳索水平方向的 压缩力n所以顶板的厚度根据内装物重量和木箱的宽度而定 §7－3 木箱结构设计n组装方法§7－3 木箱结构设计n固定方法q固定是为了是内装物不因运输即装卸中的振动、 冲击及货物倾斜而移位、滚动，同时根据产品的 形状及坚固程度，适当分散其固定面及支承面的 载荷，以便防止造成产品损伤而采取的措施 §7－3 木箱结构设计n固定方法q螺栓固定当产品 的底部有螺栓孔 时，可以用螺栓 把产品紧紧地安 装在外包装容器 的基础上螺栓 孔所在位置必须 是设在底座的受 力构件上，如滑 木、枕木上，而 不能单独设在底 板上，因为底板 只是封闭用，并 不作为受力构件 §7－3 木箱结构设计n固定方法q挡块：为防止 内装物在箱内 移动，要在内 装物的基部使 用档块、撑杆 §7－3 木箱结构设计n固定方法q压杠压杠要牢固地钉在向内档的材边，内档不能 利用时，要在向的内表面上钉支承木，当受力较 大时，要用槽木加强 §7－3 木箱结构设计n固定方法q支撑：支撑的角度最好在35°～55°之间支撑的 下端可由端木、枕木、侧档及端档等材边支承 §7－3 木箱结构设计。