台式电脑主机箱的运输包装设计

课程设计说明书课程名称：运输包装设计课程设计设计题目：台式电脑主机箱的运输包装设计专业：包装工程班级：学生姓名:学号:指导教师:湖南工业大学科技学院教务部制年月日目录1绪论1.1装卸搬运环节·························11.2运输环节···························11.3储存环节···························22产品的特性分析2.1产品的物理特性························32.2产品的跌落高度························32.3产品的脆值··························33缓冲包装设计3.1缓冲材料的选择························43.2缓冲村垫的尺寸计算······················43.3缓冲村垫的校核························54外包装的设计4.1外包装材料的选择·······················64.2外包装尺寸结构的设计·····················64.3外包装尺寸的设计·······················74.4外包装标识的设计·······················95结论·······························11参考文献·······························1231绪论随着社会经济的不断发展，电脑越来越成为生活的中的必需品，尤其近些年来兴起的液晶显示器，这个市场的发展也越来越快。液晶显示器作为一种易碎品，在其包装运输的过程中，缓冲包装设计就显得十分的重要。目前国内有关液晶显示器的运输包装还存在不少问题，如外包装广泛使用一体化纸箱、缓冲包装保护性差、成本高，因此对其相关的研究改进具有重大意义。大致示意图如下:包装件在运输流通中所经历的的一切外部因素统称为流通环境条件。包装技术的目的就是确保产品由一地向另一地运送时避免经济上和功能上的意外损伤。按照产品生命周期的观点，产品包装件只有经受住一切外部危险因素的考验而安然抵达目的地，才能实现其功能，体现其社会经济效益。通过对商品流通中各种不利因素的分析归纳，可以将其分为成以下三个环节。1.1装卸搬运环节装卸作业包括人工与机械两种方式。一般说来，流通越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。装卸作业中，投掷、堆码倒塌、起吊脱落、装载机械的突然启动和过急的升降都会对商品包装件造成跌落冲击损害。按常规产品的跌落高度定为60cm，在包装件的冲击环境中，工人在装卸货物时由于不慎而造成的跌落对产品的激励最为强烈，是导致产品破损的主要原因。在设计缓冲包装时用跌落高度定量的描述流通过程中冲击环境的严酷程度。货物（包装件）在装卸作业中的跌落高度是通过广泛调查和测试得到的。人们在对这种调查和测试资料进行分析时发现，包装件的跌落高度与它的质量和尺寸有关。劳动科学研究表明，工人装卸作业时，货物尺寸以80cm为好，货物质量以工人体重（约60克）的三分之一为好。机械装卸时，货物跌落的可能性大大的减小，他所受的冲击是由于机械的启动，制动和快速着地造成的，这类冲击与货物的质量与尺寸没有那样明显的关系。4如果包装件上有醒目的搬运标志，光洁的表面，合理的毛孔（或提把），必要的捆扎带，符合人体因素的包装重量与外部尺寸，则可有效地减少粗野装卸及其损害的发生。1.2运输环节运输是货物流通中的必要环节。电脑主机箱在运输过程中主要采用三种运输方式：汽车运输、铁路运输、海运。一般是从生产地通过汽车运输到火车站，然后通过铁路运输到全国各地，如果要出口的话，则还需通过海运运输方式。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。因此在包装件的设计上要充分考虑其抗冲击的能力。海运受到的外部干扰主要是振动。一般说来，海运中有两个不同的振动级别：较平静海面上稳定航行时的低强度振动；大风浪中或紧急操作航行时的高强度振动。海浪引起的低频振动为0.03～0.2Hz，对货物的共振影响不大。其中货船航行时的尾甲板、前舱和后舱的左右振动加速度最大。同时还要考虑到流通环境中的各种化学和机械活性物质、有害微生物和锯齿动物的损害。具体说来，氧、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、等气体，以及盐雾、雨水、日光照射对内容物造成的损伤，而电子产品还应考虑环境静电场对其性能的影响。1.3储存环节储存是商品流通链中重要的一环。储存方法、堆码重量、堆码高度、储存周期、储存地点、储存环境（等，会直接影响产品的流通安全性。在储存时，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5会导致包装容器变形，影响包装外观及其动态保护性能。据调查，一般仓库堆码高度为3～4m,汽车内堆码高限为2.5m,火车内限为3m,远洋货船舱内堆高限为8m。因此，设计时还须校核包装容器的堆码承压强度，以确保货物在运输和储存时的安全。2产品的特性分析2.1产品的物理特性根据显示器的尺寸测量及物理特性分析可知：产品的尺寸为430mmx185mmx430mm,其重量大概为10kg，重心位于产品的中心偏上处。2.2产品的跌落高度由于跌落高度是缓冲设计中必须使用的参数，而不同重量的包装件相应的跌落试验高度也有所不同，所以在这里参考表1取产品的跌落高度为90cm。2.3产品的脆值脆值是产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度，是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。根据日本《工业包装技术资料》如下图，取电脑主机箱的脆值G=70。G值产品类型10大型电子计算机、大型变压器10～20精密测量仪器、电子复印机、精密电子仪器21～40大型电子管、精密显示器、摄影机41～~60大型录音机、彩色电视机、钟表61～~90照相机、音响装置、收录机、台式计算机、热水瓶、玻璃瓶、6鸡蛋91～120打字机、电冰箱、收音机、啤酒瓶120陶瓷器皿、机械产品、计算器3缓冲包装设计3.1缓冲材料的选择常用的缓冲包装材料有三种：瓦楞纸板、气体包装气囊、泡沫缓冲衬垫。瓦楞纸板是一个多层的黏合体，它最少由一层波浪形芯纸夹层及一层纸板构成。它有很高的机械强度，能抵受搬运过程中的碰撞和摔跌。气体包装气囊，气体包装气囊是由单独式的个别气柱所组成，全面性包覆的缓冲保护，与产品及纸箱紧密贴合而成。泡沫缓冲衬垫具有良好的缓冲吸震性和环境适应性，适合于产品的长途运输和复杂环境的要求，能很好的达到保护产品的目的。而本次设计我所选择的的缓冲材料为发泡聚乙烯（EPE）。它是一种低密度的、半硬质的、闭孔结构的、耐候性好的、无毒的、耐腐蚀、阻水的和易回收的材料。其柔软性和韧性介于EPS和开孔结构的PU之间，拉伸强度高，不会像EPS那样易掉渣；缓冲性能好，能耐多次冲击，动态变形小。而且环保，易于回收利用，复合当下的环保要求。3.2缓冲衬垫的尺寸计算缓冲材料的尺寸计算公式为：A=WG/σmT=CminH/G式中：A-缓冲衬垫面积；W-产品重量；G-产品脆值或冲击加速度；ms-缓冲材料7最大应力；T-缓冲衬垫厚度；minC-缓冲系数；H-跌落高度。上图为一些缓冲材料的缓冲系数-最大应力曲线。在本次设计中，已知参数W为10kg,G为70g,H取90cm。查上图中的EPE的缓冲系数-最大应力曲线可知minC为3.8，ms为1.8。由公式（1）、（2）可知缓冲衬垫的面积与厚度分别为：A=WG/σm=380cm2T=CminH/G=4.6cm由于缓冲衬垫是由两块相同的缓冲垫组成，每块衬垫的承载面积为S=1902mc。3.3缓冲衬垫的校核当衬垫的面积与厚度之比超过一定厚度时，衬垫容易挠弯或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠弯，衬垫的最小承载面积Amin与厚度T之比应符合以下规定：2min(1.33)AT(3)式中T-厚度，cm;minA-面积，2mc；则：222min190(1.335)44.2Acmcm=?由公式（3）可判定，衬垫不会弯曲。4外包装的设计4.1外包装材料的选择外包装一般采用瓦楞纸板，而A型的瓦楞高度和间距最大，柔软且富有弹性，有非常好的缓冲性能。B型的平压强度较高，表面平整度较高，印刷效果较好。C型介于A与B型之间，防振性接近A型，平压性接近B型，原纸消耗比B型少，是欧美国家采用最多的楞型。E型:是常用中最细的一种楞型，可适应胶版印刷，平压强度好，垂直抗压强度与平行抗压强度接近，可代替硬纸板用于销售包装。本设计的外包装容器采用双层瓦楞纸板箱，外层采用抗冲击能力强的B型瓦楞纸板，内层选用缓冲能较好的C型瓦楞纸板。4.2外包装结构的设计本设计采用箱型为0201类纸箱；由于主机箱有一定的质量，为了连接牢固，接头采用U形钉连接。纸箱结构如下图所示：84.3外包装尺寸的设计(1)内尺寸的计算由于是单体包装，就无需考虑排列方式，所以其内尺寸的计算公式为：Xi=Xmax+2T+K＇(4)式中：iX-纸箱的内尺寸；T-缓冲件的厚度；'K-内尺寸的修真系数；maxX-内装物最大外尺寸。瓦楞纸箱的内尺寸修正系数参考表2取KL=5mm,KB=5mm,KH=4mm,Lmax=415mm,Bmax=180mm,Hmax=460mm，固由公式（4）可得纸箱的内尺寸为：XL=Li=Lmax+2T+KL=460mmXB=Bi=Bmax+2T+KB=225mmXH=Hi=Hmax+2T+KH=480mm(2)制造尺寸的计算制造尺寸的计算公式为：iXXK=+(5)l2fBFX=+(6)9式中:X-瓦楞纸箱长、宽、高制造尺寸；iX-纸箱的内尺寸；K-制造尺寸的修正系数；F-纸箱对接摇盖宽度；1B-纸箱非结合断面制造尺寸；fX-摇盖伸长系数。表3为0201型瓦楞纸箱的制造尺寸修正系数，表4为0201型瓦楞纸箱接头尺寸，表5为02型瓦楞纸箱的摇盖伸长系数。表30201型瓦楞纸箱的制造尺寸修正值单位：(mm)楞型1L2L1B2BHAA11711620BB757410CC969516AC10710618BC858514表40201型瓦楞纸箱的接头尺寸单位：(mm)名称瓦楞纸箱结构单瓦楞双瓦楞三瓦楞J35～4045～5050表502型瓦楞纸箱摇盖伸长修正系数fX单位：(mm)楞型箱型02010203020402050206AA5～61～3.55～61～3.51～3.5BB3～41～2.53～41～2.51～2.5CC4～51～34～51～31～3AC4.5～5.51～3.54.5～5.51～3.51～3.5BC3.5～4.51～2.53.5～4.51～2.51～2.5由表3,4,5可以得出18LK=，25LK=,18BK=,25BK=,14HK=,J=46,4fX=。所以由公式（5）、（6）,可得瓦楞纸箱的制造尺寸：L1=Li+KL1=460+8=468mm,L2=Li+KL2=460+5=465mmB1=Bi+KB1=225+8=233mm,B2=Bi+KB2=225+5=230mm10H=Hi+KH=480=14=494mm,F=B1/2+Xf=233