包装运输缓冲结构设计例题
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1、包装的含义;为在流通过程中保护产品,方便储运,促进销售,按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称。
也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。
2、运输包装的定义及基本要求;为了尽可能降低运输流通过程对产品造成损坏,保障产品的安全,方便储运装卸,加速交接点验,人们将包装中以运输存储为主要目的的包装称之为运输包装。
3、简述并理解《运输包装》课程的要求;●理解包装动力学基本理论;●了解包装件流通的环境条件;●了解产品在流通过程中机械损伤的机理,掌握产品力学性能的评价方法;●熟悉缓冲包装材料,掌握其缓冲性能评价方法;●掌握缓冲包装设计基本理论、方法、步骤;及与之相关的实验(检测)设备和实验(检测)方法。
●熟悉纸箱、木箱、集合包装结构设计方法与应用;运输包装的要求a)具有足够的强度、刚度与稳定性;b)具有防水、防潮、防虫、防腐、防盗等防护能力;c)包装材料选用符合经济、安全的要求;d)包装重量、尺寸、标志、形式等应符合国际与国家标准,便干搬运与装卸;e)能减轻工人劳动强度、使操作安全便利。
f)符合环保要求。
4、简述并理解运输包装器具设计应遵循的基本原则;1、标准化原则2、集装化原则3、多元化原则4、科学化原则5、生态化原则(书P7)5、流通的基本概念及流通环境的基本环节。
指产品从生产工厂为起点,经过包装、装卸搬运、运输、仓储、陈列、销售等多个环节,以用户消费为终点的全过程。
基本环节:装卸搬运环节(跌落)、运输环节(振动&气象影响)、储存环节(堆码载荷&气象条件、生物化学因素)。
6、设计实例:酒品运输缓冲包装设计方案分析(黄昌海)1、简述冲击与振动异同之处。
1、冲击的特点:i.冲击力的作用时间极短;ii.产生极大的冲击加速度;iii.冲击力极大。
2、冲击:物体在极短时间内速度或能量产生突然的变化。
3、包装件在流通过程中受到的冲击主要表现为垂直冲击(跌落冲击)和水平碰撞冲击。
物流运输包装设计习题1.流通的三个环节,除了贮运、运输,还有重要的一环是(B):(A)吊装(B)装卸搬运(C)销售(D)堆码2. 集合包装以(A)为前提:(A)装卸与搬运作业的机械化(B)流通环节少(C)人力资源成本低(D)大体积货物3.关于捆扎器材的说法,不正确的是(D)(A)常用的捆扎器材有钢丝、钢带、焊接链、钢丝绳等(B)捆扎器材的自重轻(C)捆扎器材的成本较低(D)捆扎器材就是我们常说的塑料打包带4.托盘是与(C)配合的集装器具(A)集装箱(B)货运卡车(C)叉车(D)吊车5.对于包装件的设计能有效地减少粗野装卸的发生的是(B)(A)人工装卸(B)机械装卸(C)缓慢启动(D)符合人体因素的包装重量与外部尺寸6. 电子产品应特别考虑环境(B)对其性能的影响(A)跌落(B)静电场(C)必要的捆扎(D)人工装卸7.冲击、振动、压力、滚动、跌落、堆码统一称为(A)(A)机械因素( B ) 环境因素( C ) 包装件( D ) 包装运输环境8. 物流运输包装标志是指在货物物流运输包装上应用图形或者文字制作的特定记号和说明。
物流运输包装标志主要是赋予物流运输包装件以(C )功能(A) 辨别(B) 传输(C) 传达(D) 验证9. 下边标志是堆码极限标志的是(B)(A) (B)(C)(D)10. 哪一种楞型的瓦楞纸板平面抗压强度最好?(D)(A)A型(B)B型(C)C型(D)E型11.长途运输用的干式集装箱,内部处于密闭状态,箱内温度状态随外界温度或太阳辐射的变化而变化,为防止可能发生内部结露,应严格控制包装材料的(A)(A) 含水量(B) 含氧量(C) 含氮量(D) 含菌量12.我国幅员辽阔,从北到南依次跨越了(D)等几个气温带(A) 寒温、干热、寒冷、湿热(B) 寒温、寒冷、湿热、干热(C) 干热、湿热、寒冷、寒湿(D) 寒冷、寒温、干热、湿热13.导致包装件内装产品的破损原因是(C )(A) 速度变化大(B) 冲击作用时间长(C) 极大的加速度,导致包装件在瞬间承受极大的冲击力(D) 速度变化小,冲击作用时间长14. 重量为25kg的包装件,根据跌落高度的经验公式其跌落高度是(C )(A) 40cm (B) 50cm (C) 60cm (D) 70cm15. 有关产品跌落冲击的论述错误的是(C)(A) 不论人工或机械装卸,都可能因人为或偶发因素使包装件自由跌落(B) 人工装卸的跌落冲击加速度通常在10g(g为重力加速度)左右,有时超过100g(C) 冲击加速度的大小取决于包装件重量,而不取决于跌落高度改:冲击力大小取决于包装件重量(D) 冲击力大小除取决于跌落高度外还取决于包装件重量、缓冲性能和地面的弹性程度16.防振包装的目的是(C)(A)减弱包装件对运输振动环境的响应(B)减弱包装件对运输中发生冲击时产生的加速度值(C)防止产品受到振动的影响(D)防止产品受到冲击的影响17.用以评定物流运输包装件在流通过程中各种性能的试验,称为(A)(A)物流运输包装件试验(B)机械搬运试验(C)环境试验(D)探索实验18.合理包装是(C)(A)不存在包装不足的现象(B)不存在过度包装的现象(C)既要保护产品不受损坏,还要尽可能降低成本,综合考虑科学、适用、经济等各方面。
《运输包装》习题集一、填空题1.包装产品因内外因素的影响而破损的特性称为,定量描述破损特性的量值称为。
2.单自由度线性缓冲包装系统的对数衰减率δ= 。
3.缓冲包装系统防振能力的大小主要取决于和。
4.国际标准化组织定义的包装模数指包装容器长与宽的尺寸基数,具体数值为。
5.流通环境条件2M4表示。
6.影响缓冲系数的主要因素有、和预处理。
7.缓冲系数越小,单位体积缓冲材料吸收的冲击能量就越,缓冲材料用量越。
8.聚丙烯发泡材料的缓冲性能与、和气泡大小等因素有关。
9.按照结构特征,木箱分为钉板箱、和。
10.喷淋试验是模拟流通过程中包装件露天存放有遭雨淋的可能性而设计的,通常包括、和透湿等三种试验。
二、选择题1.振动问题通常可归纳为三类,即。
A.自由振动、强迫振动、自激振动B.周期振动、瞬态振动、随机振动C.谐振动、基础(或支承)振动、测量仪振动D.振动分析、环境预测、振动特性确定(或系统识别)2.若振动系统的自由度为无限个,则称为系统或系统。
A.连续介质、刚性B.连续介质、弹性体C.多自由度、连续介质D.刚性、弹性体3.产品上最关键、最灵敏、最脆弱的部件往往容易损坏,我们称这种部件为。
A.易损件B.缓冲件C.冲击件D.振动件4.流通环境条件标准化中,1B3表示。
A.贮存-气候条件-3级严酷度B.运输-气候条件-3级严酷度C.贮存-生物条件-3级严酷度D.运输-机械条件-3级严酷度5.当ξ很小时,单自由度包装系统在受迫振动条件下的振动传递率Tr= 。
A.1/ξB.1/(2ξ) C.1/(3ξ) D.1/(2ξ)26.我们将多自由度线性振动系统按给定的一个固有频率做自由振动,称为主,此时整个系统具有确定的振动状态,称为主。
A.振型、振动B.系统、状态C.振动、振型D.状态、系统7.静态压缩试验时,上(或活动)压板的移动速度通常为。
A.≤30±3mm/min B.≤25±3mm/minC.≤18±3mm/min D.≤12±3mm/min8.普通应用的瓦楞纸板的瓦楞有4种类型,即 。
LG微波炉的运输包装设计1绪论微波炉作为一种新型的现代化烹饪灶具,它打破了传统的加热食物的方法,利用具有高能量的微波对食品进行加热,具有加热快,效率高等很多的特点,因此深受广大消费者的喜爱。
由于微波炉内部是具有高精度的现代化电子控制设备,因此在设计包装时要注意考虑各种因素对其的影响。
同时,在包装箱内部我们还必须设计缓冲包装衬垫来加强固定。
1.1微波炉运输包装的现状及问题目前市场上微波炉的运输包装存在很多的样式,但大多数厂家都是用塑料薄膜将其包裹,然后在包装箱内放置EPS发泡材料或其他的材料作为其缓冲材料。
然后将外包装箱用捆扎带打紧之后运输。
采用非环保的发泡材料来作为缓冲材料,其废弃物体积很大且回收困难,用其他的方法处理也会或多或少对环境造成一定的污染。
因此,该材料在许多国家已经被禁止,我国也在逐步禁止使用该材料。
1.2设计对象本次设计我选择的是韩国LG集团生产的LG MG-5021MW微波炉。
其基本参数如下:表1 LG-MG5021MW微波炉相关参数2缓冲方案设计2.1流通环境分析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(分人工和机械两种方式)、运输环节、贮存环节。
而对于LG MG-5021MW微波炉来说,其流通环境分析如下:(1)在装卸搬运环节中,由于此微波炉的销售遍及全球任何地方,所以既短流程运输也包括较长流程的运输。
流程越长,中转环节越多,装卸搬运次数就越多,对此商品的包装件造成的损害就越大。
装卸作业中既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微波炉的跌落损害。
(2)运输环节中,由于此微波炉的销售范围广,既要有长途运输也要有短运输,所以涉及到的交通工具种类比较多,同时也要经历很多不同的地区和气候环境。
例1 16—1 产品质量m = 20kg ,脆值G = 50,设计跌落高度H = 60cm ,产品立方形,每面面积1420cm 2。
(1)采用全面缓冲,试从图中选用缓冲材料并计算衬垫厚度。
(2)按产品面积的1/3作局部缓冲。
试从图中选用缓冲材料并计算衬垫厚度。
解 (1)按全面缓冲计算,衬垫最大应力为069.014208.92050=⨯⨯==A GW m σ(MPa )在图6—21上与这个产品匹配的材料是泡沫聚氨酯(0.152g/cm 3),缓冲系数C = ,衬垫厚度为:08.450604.3=⨯==G CH h (cm ) 图中泡沫橡胶(0.12g/cm 3)太软,与这个产品不匹配,若硬要选用,则C =8,衬垫厚度h = 9.6cm 。
泡沫聚苯乙烯(0.012g/cm 3)太硬,与这个产品不匹配。
如果硬要选用,则C = ,衬垫厚度h = 6.84cm 。
(2)按局部缓冲计算 衬垫面积为产品面积的1/3,故A = 473cm 2,衬垫最大应力为207.04738.92050=⨯⨯==A GW m σ(MPa )图中与这个产品匹配的是泡沫聚苯乙烯(0.012g/cm 3),缓冲系数C = ,衬垫厚度为44.450607.3=⨯==G CH h (cm )在采用局部缓冲的情况下,泡沫聚氨酯(0.152g/cm3)太软,与这个产品不再匹配,若硬要选用,则C = ,h = 6.24cm 。
注:泡沫聚苯乙烯简称EPS ,泡沫聚氨酯简称PU ;泡沫橡胶,又称海面橡胶例2 产品质量m =25kg ,产品脆值G =65,包装件的跌落高度H =90cm ,采用图所示材料作局部缓冲,试求满足要求的衬垫最薄厚度及对应的面积。
解:在图上作水平直线m G =65,邻近曲线有两条,一条h =5cm ,一条h =7.5cm ,h =5cm 的曲线在m G =65之上,若取h =5cm ,则必有m G >G ,不安全。
h =7.5cm 的曲线最低点,离m G =65太远,若取h =7.5cm ,则衬垫太厚,太不经济。
因此设想有一条未知曲线,如图中虚线,其最低点的m G 恰好等于65,然后计算所求的衬垫面积与厚度。
(1)按h =5cm 曲线最低点计算已知:CHh hCH G mst m σσ==,若对与确定的跌落高度H ,h =5cm 曲线最低点的m G 与h 的乘积为常量,即:(G m h )最低点 = 73×5 = 365(cm ) 未知曲线最低点m G =65,h 待定,且: 65h =(G m h )最低点 = 365(cm ) 故所求衬垫厚度为:62.565365==h (cm ) h =5cm 曲线最低点的m G 与st σ的乘积为常量,即:(G m st σ)最低点 = 73× = 183(kPa )未知曲线最低点m G =65,st σ待定,且: 65st σ=(G m st σ)最低点 =183(kPa ) 故待定的衬垫静应力为:82.265183==st σ(kPa )282.0=(N/cm 2) 所求衬垫面积为:869282.08.925=⨯==stWA σ(cm 2) (2)按h =7.5cm 曲线最低点计算 根据式(5—29),h =7.5cm 曲线最低点的m G 与h 的乘积为常量,即:(G m h )最低点 = 49× = (cm ) 未知曲线最低点m G =65,h 待定,且: 65h =(G m h )最低点 = (cm ) 故所求衬垫厚度为:65.5655.367==h (cm ) 根据式(5—30),h =7.5cm 曲线最低点的m G 与st σ的乘积为常量,即:(G m st σ)最低点 = 49× = 181(kPa ) 未知曲线最低点的m G =65,st σ待定,且:65st σ=(G m st σ)最低点 =181(kPa ) 故待定静应力为:78.265181==st σ(kPa )278.0=(N/cm 2) 所求衬垫面积为:881278.08.925=⨯==stWA σ(cm 2) 由此可见,按上下两条邻近曲线求得衬垫面积与厚度非常接近,说明这种计算方法是合理的。
(本题其实利用了静态缓冲系数-最大应力曲线的最低点,与最大加速度-静应力曲线的最低点轨迹线对应的特性,从而进行最优设计)例3: 产品质量m =25kg ,产品脆值G =55,包装件的跌落高度H =90cm ,采用图所示材料作局部缓冲,试求衬垫的厚度与面积。
解 在计算缓冲衬垫时,要选最低点的m G =G 的曲线。
本题的G =55,图上没有这样的曲线。
因此取邻近曲线。
令m G =55,它是一条水平直线,与h =7.5cm 的曲线相交于B 1,B 2两点,点B 1静应力小,衬垫面积大;点B 2静 应力大,衬垫面积小。
为了节省材料,因此选点B 2,衬垫厚度h =7.5cm ,静应力为2.6=st σkPa 62.0=N/cm 2因此衬垫面积为39562.08.925=⨯==stWA σ(cm 2) 采用四个面积相等的角垫,则每个角垫的面积为:9943954min ===A A (cm 2) 衬垫的稳定校核:A min =()9933.12=h (cm 2)上面的计算表明,选点B 2计算衬垫面积是稳定的,因而选点B 2计算衬垫面积是合理的。
例4 产品质量m =10kg ,产品脆值G =72,底面积为35cm ×35cm ,包装件的跌落高度H =90cm ,选用的缓冲材料如图(图中曲线横坐标单位kPa ,纵坐标为重力加速度的倍数),试问对这个产品是作全面缓冲好,还是作局缓冲好解 对产品作全面缓冲时,衬垫静应力为08.035358.910=⨯⨯==A mg st σ(N/cm 2)8.0=(kPa )在图上,作直线m G =G =72和直线st σ=,两直线的交点F 在给定曲线之外,这说明,即使是取h =12.5cm ,也不能保证产品的安全。
若坚持作全面缓冲,则厚度还要大大增加,经济上是不合理的。
采用局部缓冲时,应取h =5cm ,因为它的st m G σ-曲线的最低点的m G =72,恰好等于产品脆值,这个点的静应力st σ==cm 2,故衬垫面积为:39225.08.910=⨯==stmgA σ(cm 2) 采用四个面积相等的角垫,则每个角垫的面积为:9843924min ===A A (cm 2) 衬垫的稳定校核:A min >()4433.12=h (cm 2)上面的计算表明,局部缓冲不但可以大大减小衬垫厚度,而且可以大大减小衬垫面积,所以,就这个产品和这种材料来说,还是局部缓冲为好。
例5 产品质量m =20kg ,聚苯乙烯缓冲材料的st m G σ-曲线如图图中曲线横坐标单位kPa ,纵坐标为重力加速度的倍数),衬垫面积A =654cm 2,衬垫厚度h =4.5cm,包装件的跌落高度H =60cm ,试求产品跌落冲击时的最大加速度。
解 衬垫的静应力为3106548.9204=⨯⨯==-A mg st σ(kPa ) 图中跌落高度与题设相同,可以作为解题依据。
在图中的横轴上取st σ=3kPa ,并作一垂线。
图上的只有4cm 和5cm ,没有厚度恰好为4.5cm 的试验曲线,因4cm 和5cm 的中间取一点,这个点的纵坐标就是产品跌落冲击时的最大加速度,故所求的m G =55。
通过本例可以看出,用st m G σ-曲线求解产品跌落冲击时的最大加速度,方法非常简单。
st m G σ-曲线是实验曲线,所以,这种解法简单,结果可靠。
例6 产品质量m =20kg ,产品脆值G =60,设计跌落高度H =90cm ,采用0.035g/cm 3的泡沫聚乙烯作局部缓冲。
该产品销往高温和严寒地区,最高温度为68°,最低温度为-54°,试问能不能取常温曲线最低点计算缓冲衬垫解 材料在常温、高温和低温下的m C σ-曲线如图。
常温曲线最低点的坐标:C =,m σ=(MPa)=22 N/cm 2,衬垫的面积与厚度分别为5352219660=⨯==m GW A σ(cm 2)85.560909.3=⨯==G H C h (cm )不计衬垫体积的变化,无论温度是高还是低,材料的C 值和m σ值都必须满足下式:在图上作直线C =m σ(虚线),此直线与高温曲线交于点B 1,与低温曲线交于点B 2。
点B 1的坐标:C =,m σ=。
因此,当包装件在高温下跌落时,产品最大加速度为6985.5905.4=⨯==h CH G m >G 点B 2的坐标:C =, m σ=。
因此,当包装件在低温下跌落时,产品最大加速度为8085.5902.5=⨯==h CH G m >G 可见,按常温曲线最低点计算缓冲衬垫,包装件不论在高温下,还是在低温下跌落都不安全。
在设计缓冲包装时,先要确定温度变化范围,绘出材料在常温、高温和低温下的m C σ-曲线,然后根据具体情况选取适当的C 值和m σ值,计算衬垫的面积与厚度。
下面通过例题说明计算方法。
(注:C =m σ这条直线表达的是什么物理意义呢表达的是W 重量的物体从H 的跌落高度冲击面积为A 厚度为h 的缓冲材料的特性)例7 产品质量m =20kg ,产品脆值G =60,设计跌落高度H =90cm 。
该产品销往高温和严寒地区,最高温度为68°,最低温度为-54°,采用如右图ρ=0.035g/cm 3的泡沫聚乙烯对产品作局部缓冲,试计算缓冲衬垫的厚度与面积。
解 本例与上例中的产品、设计跌落高度和所用缓冲材料是相同的。
上例按常温曲线最低点计算衬垫面积与厚度虽不安全,但所取的衬垫体积Ah =3130cm 3却有参考价值。
按照这个衬垫体积在m C σ-坐标系中所作的直线C =m σ与三条曲线相交,最高点为B 2,我们可以按点B 2重新计算衬垫面积与厚度。
(1)低温时的情况 在点B 2处,C =,m σ= =29N/cm 2,令G m 恰好等于G =60,衬垫面积与厚度为 406298.92060=⨯⨯==mGWA σ(cm 2)8.760902.5=⨯==G CH h (cm )这样,衬垫体积未变,只是调整衬垫尺寸,增加厚度,减小面积,Ah仍为3167cm3。
(2)高温时的情况直线C=mσ与高温曲线交点B1的C=,产品跌落时的最大加速度为G m<G,所以包装件跌落时是安全的。
(3)常温时的情况直线C =mσ与常温曲线交于最低点,C =,产品跌落时的最大加速度为G m<G,所以包装件跌落时也是安全的。