运输包装课程设计 wps概要.docx
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运输包装课程设计wps概要
九江学院
Jiujianguniversity
《运输包装》课程设计
"Packaging"coursedesign
教学系机械与材料工程学院
专业材料工程技术
姓名刘博
学号21112080130
指导老师都学飞
2013年5月
《运输包装》课程设计任务书
1．设计题目：
【东芝笔记本电脑】的运输包装系统设计
2．设计任务：
1.完成产品缓冲包装设计的整体论述，包括流通环境的确定、产品特性、材料选择等。
2、完成缓冲设计的计算与结构设计及相应校核。
3、完成缓冲衬垫结构设计图纸与缓冲包装装配图（A3图2-3张）及技术文件。
4、设计并绘制纸箱展开图，外装潢设计及三维立体效果图。
（需要标注尺寸和运输包装标志）。
5、选择集合包装容器（托盘和集装箱），并计算码盘率和装箱率（要求不得低于85%）。
6、完成设计说明书（约20页），内容包括：
（1）目录
（2）设计说明书的英文摘要、中文摘要（约200字）
（3）课程设计任务书
（4）正文
a、设计内容的整体概述。
b、设计方案的确定方法（流通环境、产品特性、材料选择、缓冲包装方法等）。
c、缓冲设计计算与校核。
d、外包装容器设计计算。
e、包装技术经济核算。
（5）结论（存在的问题与收获）
（6）参考文献
摘要
东芝（中国）有限公司在中国已经走过了40年的风雨。
所以在中国已经具有相当市场，从而产生成熟的产品流通渠道。
本次设计主要针对笔记本电脑在运输过程中的环境、缓冲材料、瓦楞纸箱结构进行分析设计。
通过对东芝笔记本电脑的生产过程以及包装成型之后的流通环境与电脑本身特性的分析，本次采用的缓冲材料为LDPE,对此根据产品实际情况进行计算设计其缓冲包装。
之后，对数据进行修正校核，投入产量。
对于产品外包装的设计，通过详细的对流通环境进行调查，和成本节约计算之后等综合因素考虑采用0201型瓦楞纸箱。
对瓦楞纸箱进行的尺寸设计和结构设计，然后通过计算必须满足其在流通环境中所受到压力之后的挺度、强度。
同时必须符合集合包装的所需条件。
上述为此次《运输包装》课程设计的概要！
关键字：
运输包装，流通环境，缓冲材料，结构设计
Inthispaper,
Toshiba（China）co.,LTD.Hasbeen40yearsofwindandraininChina.SoinChinahasconsiderablemarket,resultinginamatureproductcirculationchannels.Thisdesignmainlyfornotebookcomputersintheprocessoftransportationenvironment,cushionmaterial,analyzedthestructureofcorrugatedcartondesign.ThroughtheproductionprocessofToshibanotebookcomputersaswellasthepackingafterformingthecirculationenvironmentandthepaperanalysesthecharacteristicsofthecomputeritself,theuseofbuffermaterialisLDPE,andthisproductbasedontheactualsituationtocalculateitscushionpackagingdesign.Tomodifythedatachecking,afterputintoproduction.Tothedesignoftheproductpackaging,throughdetailedinvestigationintocirculationenvironment,andcostsavingscalculationconsideringcomprehensivefactorssuchasthetype0201corrugatedcarton.Designandstructuraldesignofcorrugatedcartonsize,andthenthroughcalculationmustmeetitsstressincirculationintheenvironmentafterthestiffnessandstrength.Atthesametimemustcomplywiththeconditionsneededforassemblypackaging.Theaboveistheoverviewofthecurriculumdesignoftransportpackaging!
Keywords:
transportationpackaging,circulationenvironment,cushionmaterial,structuredesign
第一章：
一、产品的历史背景及文化....................7
二、市场调研................................7
1、调研目的..................................................8
2、调研时间..................................................8
3、调研地点..................................................9
4、调研结果..................................................9
三、确定产品的流通环境负荷..................9
1、东芝电脑中国公司..........................................9
2、国内产品流通运输方式......................................9
3、装卸与搬运方式...........................................10
4、仓库储存方式.............................................10
5、气象条件.................................................10
4、产品特性分析...........................11
1、产品裸机尺寸.............................................11
2、产品重量.................................................11
3、产品易受损部位...........................................11
4、产品结构.................................................11
5、产品脆值确定.............................................11
第二章：
一、缓冲衬垫的设计计算.....................12
1、缓冲衬垫尺寸的确定......................................12
2、挠度效核.................................................14
3、蠕变量效核...............................................15
4、温湿度效核...............................................15
5、缓冲材料结构及示意图.....................................16
6、缓冲衬垫结构图...........................................18
2、瓦楞纸箱包装结构设计...................19
1、确定产品的结构特点及装箱要求.............................19
2、初定箱型、楞型、及承压变长...............................19
3、确定环境所需的纸箱的抗压强度.............................20
4、瓦楞纸箱尺寸计算...........................................20
5、堆码强度计算效核...........................................23
6、瓦楞纸箱的平面立体图.......................................26
第三章：
一、集合包装结构设计.......................27
1、托盘种类及尺寸..............................................27
2、确定托盘的选择与集装方式....................................27
第4章:
一、整体包装成本估算.......................28
二、流入市场--回馈调查.....................28
三、总结...................................28
参考文献...................................30
第一章
一、产品历史背景及文化
随着社会的经济的快速发展，现代社会已经成为一个信息时代。
所以，面对日新月异的变化，信息的准确性，时效性，广泛性成为现代社会人们日常生活不可缺少的部分。
对此，现代社会信息消费者更愿意购买方便、轻质、美观、实用的笔记本电脑。
而作为笔记本电脑的创始及领头羊东芝笔记本而言，对于产品的生产，包装，运输，销售，售后服务，已经积累了很好的经验。
以及在很长的发展过程中形成了浓厚的企业文化！
本次课程设计针对现代社会流通过程中的新型包装而言，追求，绿色，追求“零包装”追求方便等。
此次笔记本电脑包装设计将尽可能的满足现代包装的要求。
二、市场调研
1.目的
随着经济持续发展，电脑在居民生活中的使用率越来越高，生产电脑的企业也越来越多。
每个企业所应用的包装形式不尽相同，其目的，都是为保证产品在出厂到销售物流过程中免受损坏，并且吸引消费者购买本公司的产品，刺激消费者的购买欲望等。
了解各个电脑品牌的销售包装和缓冲衬垫形式，为包装课程设计确定设计方案。
2、调研时间
2013年5月1号————2013年5月10号
3、调查地点
九江市太平洋电脑城
4、调研结果
现代国内对于电子产品包装，缓冲衬垫大多数采用EPS材料与LDPE材料两种，纸浆膜也作为少数缓冲衬垫。
表2.1缓冲材料性能对比表
缓冲材料
EPS
LDPE
纸浆膜
优点
轻质、透明、强度大、防潮、耐腐蚀性强
质轻、富有弹性、导热率低、稳定性高、几乎不吸水、不受各种气候影响、可成型好，可回收。
原料丰富、抗压、防震、防静电、吸附性好、无毒、可堆积存放；
缺点
不能自行分解、体积大占有空间大
印刷性能差、与其他膜复合差
吸水、吸油、阻气性较差、成本高、自动化低
调研结果对比分析：
通过以上表格可以看出不同材料的性能。
因为，此次包装包含缓冲性能指标与绿色节约环保等因素，综合考虑：
此次选择缓冲衬垫选取LDPE材料。
三、确定产品流通环境及负荷
1、东芝电脑中国公司：
上海分公司、沈阳分公司、深圳分公司、济南分公司、西安分公司、成都分公司、杭州分公司、武汉分公司、广州分公司。
（产品加工工区地址为：
杭州市出口加工区M12-19-1。
）
2、国内产品流通运输方式：
采用铁路与公路运输两种。
铁路和公路运输
由于产品销往全国各地，既有长途运输又有短途运输。
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。
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5～8g。
3、装卸与搬运方式：
机械与人工两种结合方式。
由上述所查资料可得车辆的堆码高度以及人工搬卸产品最大高度来确定流通过程之中产品所承受的跌落高度确定为80cm.
4、仓库储藏方式：
堆码层数为6层。
储藏温度为室温。
5、流通过程中的气象条件：
本产品的销售范围为全国各地，因此流通环境将跨越几个不同的气候带。
由于南北，东西，气象温度等差异较大，南方多雨潮湿，对于产品外包装瓦楞纸箱的强度会产生很大影响。
而北方气候干燥，相对而言也会很大程度影响瓦楞纸箱的耐着度。
再加上流通过程中的道路问题以及经过多次的装卸与搬运会对笔记本产生较大的影响。
所以，为了考虑外包装的强度在包装运输之前里面加入适量的干燥剂，以确保盒体的适当湿度。
4、包装产品特性分析
1、产品裸机尺寸：
380mm×30mm×240mm
2、产品重量：
3.30kg
3、产品易受损部位：
重心为笔记本中心，受损部位一般为棱角、显示屏。
4、产品结构：
为左右对称的长方体，重心为产品的中心。
5、产品脆值：
脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。
是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。
在实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值。
本次包装实验脆值的确定采用——脆值量值标准法：
表4-1日本《工业包装技术资料》
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、收音机、台式计算机、热水瓶、玻璃瓶、鸡蛋
91-120
打字机、电冰箱、收音机、啤酒瓶
>120
陶瓷器、机械产品、计算器
通过查表4-1得东芝笔记本包装产品的瓦楞纸脆值取[G]=70g。
第二章
一、缓冲材料的缓冲特性：
LDPE材料缓冲性能优越，价格合适，资源充足，易于加工，材料易于回收利用，除此之外LDPE缓冲材料的弹性形变量好，蠕变和塑性变形量小。
EPS材料性能是质轻、透明、防潮、但不能自行分解和材料本身体积大。
纸浆模材料，抗压、防震、防静电性能好，但吸水、吸油、阻气性比较差陈本也高。
因此综合分析考虑本次缓冲包装材料选用LDPE材料。
1、缓冲衬垫的尺寸确定
采用常见缓冲材料的缓冲系数-最大应力（Cm-δm）曲线进行衬垫尺寸初步确定：
材料面积公式：
由:
得材料厚度公式：
包装件自H高度自由跌落，根据能量守恒定律，衬垫单位体积的重量势能应该和材料的必能相等，即：
由两式得：
由上可得包装件跌落能量守恒方程的缓冲系数和最大应力之间的关系为线性关系，即：
图5.1常见缓冲材料的缓冲系数-最大应力曲线
1-泡沫聚苯乙烯，0.014；2-泡沫聚苯乙烯，0.020；3-泡沫聚苯乙烯，0.033；4-泡沫聚乙烯；5-岩棉100；6-岩棉150；7-岩棉200；8-泡沫聚氨酯；9-泡沫聚氨醚；10-泡沫聚氯乙烯，0.31；11-泡沫聚氯乙烯，0.42；12-泡沫橡胶；13-刨花，0.07；14-泡沫聚苯乙烯碎屑，0.08；15-塑料刨花，0.087；
因此：
根据上图曲线计算分析，证明了本次包装缓冲衬垫选取的泡沫聚乙烯材料为最佳缓冲材料（图示线4）。
根据读图5-2以及之前对产品流通环境的调查分析所得缓冲衬垫初步确定：
产品脆值G=70g，跌落高度为H=80cm,
读图可得聚乙烯材料为第4条曲线，最低点高度为，C=4.8,采用最小缓冲系数发：
σm=0.17×105Pa；根据缓冲材料的面积和厚度公式可得：
=
133.2cm
2、挠度效核：
衬垫的最小承载面积和厚度之比超过一定限度时，衬垫容易发生弯曲而造成承载能力下降。
因此，衬垫的最小承载面积与厚度之比应符合克斯特那经验公式，即：
得：
3、蠕变量效核：
包装件在运输过程中，衬垫会随着时间而逐渐增大，即产生了塑性变形。
塑性变形会使衬垫的厚度减小，容器内会产生空隙，产品在运输过程中的震动加剧及包装材料之间的摩擦增大。
本产品在国内流通区域跨度大，时间长，外界环境尤其是南北温度、湿度、运输时间直接影响缓冲材料的各方面性能。
所以应附加一个蠕变补偿值，大小按公式计算：
设计衬垫尺寸应加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量Cr。
Tc=T（1+Cr）
式中：
Tc——修正后的厚度cm
T——原设计厚度cm
Cr——蠕变系数%（这里取10%，中国包装测试中心标准）
得：
Tc=5.5×﹙1+10％﹚=6.05cm
A=135c㎡
4、温湿度效核：
聚乙烯塑料泡沫缓冲材料为高分子聚合物材料，这种材料一般在高温时变软，低温时变硬，因此在不同的温度下的应力-应变曲线也是不相同的。
而本次产品的温度跨度也非常大，所以为了保证产品的包装安全。
在此所示聚乙烯泡沫塑料在-54℃、23℃、和68℃时的缓冲系数-最大应力曲线，可以看出，随温度的升高，缓冲系数的最小值也增大。
图5-3温度对缓冲材料特性的影响
5、缓冲材料结构设计图：
为了使用最少的缓冲材料取的最好的缓冲效果，降低包装成本，所以本设计选用局部缓冲包装方法对该产品进行包装，根据显示器的承载部位和易损部位，设计缓冲衬垫的结构。
由于笔记本的外形和重量均左右对称，所以缓冲衬垫也设计成左右对衬结构，对笔记本电脑的棱角进行有效的保护。
要通过缓冲衬垫的结构设计使其能够在外包装箱内稳定，并且保证易损部件屏幕和底座连接装置不能承载。
缓冲衬垫的厚度合成在面积，按照校核后的数值，但是要实现使其在外形不规则地情况下在外包装箱内固定，必须使用多于理论计算的缓冲材料，承载面积也必定大于理论值。
缓冲衬垫的具体结构图见下页图纸。
说明：
本图仅为实物参照图，具体尺寸以以上理论计算结果为准。
生产过程的数据以计算得理论值为准。
图5-4笔记本缓冲包装实例图
二、瓦楞纸箱的结构设计
1、确定产品的结构特点和装箱要求
笔记本电脑的结构为立方体，平面比较宽大，厚度相对较小。
整体外形规则，棱角为圆弧过渡避免产品在运输使用过程中损坏。
产品在运输装箱过程一般使用PE塑料袋进行整体表面保护，装箱之前必须进行缓冲包装，将产品置入缓冲衬垫中将个棱角进行全面保护之后再装入外包装瓦楞纸箱内。
2、初定箱型、楞型、及承压边长
瓦楞纸板因无污染、可再生、具有良好的缓冲性能等优点．在运输包装中得到广泛应用，本设计也采用此材料设计外包装。
对于笔记本电脑的包装一般是用单体包装的，本设计选标准箱型020l型。
为了保持侧面的印刷面不被破坏，接头设计与侧面连接。
由于笔记本电脑重量轻，故实际中接头采用强度较高的粘合剂粘接。
按照GBT6544——1999标准规定，UV形瓦楞纸板分为A、C、B和E型四种。
A楞型的纸箱承受平面压力性能比B和C楞型差，但其承受垂直压力性能较高：
B楞型的瓦楞低又密．故耐垂直压力性能较差，但平面耐压性能较高；C楞型性能，介于A和B楞型之间既具有良好的缓冲保护性能，又具有一定的刚性：
E楞型的纸板具有重量轻、缓冲性能好、平面抗压强度好等特点，利于直接进行印刷，综合考虑，由于本设计对象——笔记本电脑在流通过程中是堆码运输，因此对其纸箱要求要有较强的平面耐压性能；此外，笔记本电脑是高精密产品，所以对缓冲垫的要求较高，一般承担了电脑的缓冲要求，即外包装无须承担缓冲功能。
所以综合考虑选择C单瓦楞纸板设计。
因为东芝笔记本电脑为内销产品，所以采用第二类瓦楞纸板，内装物质量为3.30kg，所以选第二类第一种瓦楞纸板，其代号为S-2.1。
箱板纸分为A、B、C、E四种瓦楞型号。
其中：
A、B——制造出口包装用瓦楞纸板；（外包装）
C——适宜体积较小产品包装的瓦楞纸板；（内包装和小包装）。
E——制造轻载瓦楞纸板。
（折叠纸盒）
因此，本次笔记本包装选取C型单瓦楞纸箱包装。
3、确定环境所需的纸箱抗压强度：
表6.1相对湿度与瓦楞纸箱抗压强度关系表
相对湿度（%）
抗压强度（%）
相对湿度（%）
抗压强度（%）
30
145.9
65
100
35
140.6
70
91.9
40
134.8
75
83.7
45
128.7
80
75.3
50
122.1
85
66.9
55
115.1
90
58.5
60
107.7
95
50.4
根据气象统计调查全国主要城市的相对湿度范围为：
60-75之间.根据相对环境来确定瓦楞纸箱的强度.
4、瓦楞纸箱尺寸计算
（1）内尺寸的计算：
Xi=Xmaxnx+d（nx-1）+T+K1
式中：
Xi——纸箱内尺寸（mm）
Xmax——内装物最大外尺寸（mm）
nx——内装物排列数目
d——内装物公差系数（mm）
T——衬隔或缓重的总厚度（mm）
K1——内尺寸修正系数
表6.2K1——内尺寸修正系数[包装结构]
长度方向
宽度方向
高度方向
小型箱
中型箱
大型箱
3—7
3—7
1—3
3—4
5—7
nx=1;T=60.5mm;
Li=Lmax+T+K1=380+60.5+5=445.5mm
Bi=Bma
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