《緩沖包裝設(shè)計(jì)》ppt課件

1、第六章第六章 緩沖包裝設(shè)計(jì)緩沖包裝設(shè)計(jì) 主講教師：高德教授主講教師：高德教授三、緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)三、緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 一、緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求一、緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求 四、緩沖包裝構(gòu)造設(shè)計(jì)四、緩沖包裝構(gòu)造設(shè)計(jì) 二、緩沖包裝設(shè)計(jì)的步驟二、緩沖包裝設(shè)計(jì)的步驟 五、本章小結(jié)五、本章小結(jié)授課知識(shí)點(diǎn)授課知識(shí)點(diǎn) 包裝動(dòng)力學(xué)包裝動(dòng)力學(xué)的振動(dòng)與沖擊的振動(dòng)與沖擊根本實(shí)際、緩根本實(shí)際、緩沖包裝資料、沖包裝資料、產(chǎn)品的脆值及產(chǎn)品的脆值及破損邊境實(shí)際，破損邊境實(shí)際，為進(jìn)展產(chǎn)品的為進(jìn)展產(chǎn)品的緩沖包裝設(shè)計(jì)緩沖包裝設(shè)計(jì)提供了根底。提供了根底。第一節(jié)第一節(jié) 緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求 一、緩沖包裝設(shè)計(jì)思

2、索的要素一、緩沖包裝設(shè)計(jì)思索的要素 在進(jìn)展產(chǎn)品緩沖包裝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)思索的要素很多，如被包裝產(chǎn)品本身的特性、流通環(huán)境條件、包裝資料的特性、外包裝容器和封緘資料的特性、包裝技術(shù)與方法以及包裝產(chǎn)品的性價(jià)比等。 1.1.被包裝產(chǎn)品特性被包裝產(chǎn)品特性產(chǎn)品的主要特性包括：脆值、外形、尺寸、體積、分量與重心。產(chǎn)品的主要特性包括：脆值、外形、尺寸、體積、分量與重心。 2.2.流通環(huán)境要素流通環(huán)境要素 產(chǎn)品在流經(jīng)過程中，應(yīng)思索運(yùn)輸區(qū)間、運(yùn)輸方式、裝卸次數(shù)、等產(chǎn)品在流經(jīng)過程中，應(yīng)思索運(yùn)輸區(qū)間、運(yùn)輸方式、裝卸次數(shù)、等效跌落高度、沖擊方向、氣候條件、儲(chǔ)存條件等對(duì)產(chǎn)品的影響。效跌落高度、沖擊方向、氣候條件、儲(chǔ)存條件等對(duì)產(chǎn)

3、品的影響。3 3緩沖包裝資料緩沖包裝資料4.4.外包裝容器外包裝容器5.5.封緘資料的特性封緘資料的特性; ;6.6.包裝的工藝性包裝的工藝性; ;7.7.其它包裝技術(shù)其它包裝技術(shù): :緩沖性能緩沖性能構(gòu)造、外形、材質(zhì)及強(qiáng)度構(gòu)造、外形、材質(zhì)及強(qiáng)度;如防潮、防水、防銹、防塵等。如防潮、防水、防銹、防塵等。第一節(jié)第一節(jié) 緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求 1.1.維護(hù)性：維護(hù)性： 減小傳送到產(chǎn)品上的沖擊、振動(dòng)外力。減小傳送到產(chǎn)品上的沖擊、振動(dòng)外力。 分散作用在產(chǎn)品上的應(yīng)力。分散作用在產(chǎn)品上的應(yīng)力。 維護(hù)產(chǎn)品的外表及凸起部分。維護(hù)產(chǎn)品的外表及凸起部分。 防止產(chǎn)品相互接觸。防止產(chǎn)品相互接觸。

4、 防止產(chǎn)品在包裝容器內(nèi)挪動(dòng)。防止產(chǎn)品在包裝容器內(nèi)挪動(dòng)。 維護(hù)其它防護(hù)包裝。維護(hù)其它防護(hù)包裝。 2.2.經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性： 包裝缺乏包裝缺乏高破損率，過分包裝高破損率，過分包裝高包裝本錢。高包裝本錢。3.3.方便性：方便性： 方便包裝，方便運(yùn)用，方便處置包裝廢棄物。方便包裝，方便運(yùn)用，方便處置包裝廢棄物。 4.4.環(huán)保性環(huán)保性 符合包裝與生態(tài)相容性及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。符合包裝與生態(tài)相容性及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。 二、緩沖包裝設(shè)計(jì)的要求二、緩沖包裝設(shè)計(jì)的要求 第一節(jié)第一節(jié) 緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求緩沖包裝設(shè)計(jì)的根本要求 第二節(jié)第二節(jié) 緩沖包裝設(shè)計(jì)步驟緩沖包裝設(shè)計(jì)步驟 1. 1. 普通步驟：普通步驟：確定環(huán)境確

5、定環(huán)境: : 運(yùn)輸區(qū)間、運(yùn)輸方式、裝卸次數(shù)、等效跌落高度、沖擊方向、運(yùn)輸區(qū)間、運(yùn)輸方式、裝卸次數(shù)、等效跌落高度、沖擊方向、氣候條件、儲(chǔ)存條件等。主要確定運(yùn)輸過程中的沖擊和振動(dòng)。氣候條件、儲(chǔ)存條件等。主要確定運(yùn)輸過程中的沖擊和振動(dòng)。分析產(chǎn)品分析產(chǎn)品: : 產(chǎn)品脆值產(chǎn)品脆值; ;產(chǎn)品固有頻率產(chǎn)品固有頻率; ;產(chǎn)品的外形、尺寸、體積、分量、重產(chǎn)品的外形、尺寸、體積、分量、重心，數(shù)量等。心，數(shù)量等。 緩沖襯墊的設(shè)計(jì)緩沖襯墊的設(shè)計(jì): : 對(duì)產(chǎn)品提供沖擊和振動(dòng)防護(hù)對(duì)產(chǎn)品提供沖擊和振動(dòng)防護(hù); ; 綜合思索平安、適用、經(jīng)濟(jì)等各綜合思索平安、適用、經(jīng)濟(jì)等各方面的要素。要了解緩沖資料的力學(xué)特性，以及加工的工藝性能

6、和方面的要素。要了解緩沖資料的力學(xué)特性，以及加工的工藝性能和價(jià)錢等。價(jià)錢等。一緩沖包裝設(shè)計(jì)的步驟一緩沖包裝設(shè)計(jì)的步驟設(shè)計(jì)并制造包裝件樣品設(shè)計(jì)并制造包裝件樣品: 除了緩沖襯墊外，還思索包裝構(gòu)造、包裝資料價(jià)錢和特殊裝運(yùn)要求等除了緩沖襯墊外，還思索包裝構(gòu)造、包裝資料價(jià)錢和特殊裝運(yùn)要求等, 并進(jìn)展包裝件樣品的設(shè)計(jì)和制造。設(shè)計(jì)和制造出可以代表最后包裝件的樣品，供實(shí)驗(yàn)用。并進(jìn)展包裝件樣品的設(shè)計(jì)和制造。設(shè)計(jì)和制造出可以代表最后包裝件的樣品，供實(shí)驗(yàn)用。對(duì)包裝件樣品進(jìn)展實(shí)驗(yàn)對(duì)包裝件樣品進(jìn)展實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)展了簡(jiǎn)化，只思索了主要影響要素，忽略了很多次要要素，譬如緩沖襯墊的外形的影響，側(cè)墊的摩擦等等，因此，所設(shè)計(jì)的緩

7、沖包裝在實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中能否真正能獲得預(yù)期的效果，必需設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)展了簡(jiǎn)化，只思索了主要影響要素，忽略了很多次要要素，譬如緩沖襯墊的外形的影響，側(cè)墊的摩擦等等，因此，所設(shè)計(jì)的緩沖包裝在實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中能否真正能獲得預(yù)期的效果，必需經(jīng)過實(shí)測(cè)，才干確認(rèn)。經(jīng)過實(shí)測(cè)，才干確認(rèn)。 包括包括: 跌落實(shí)驗(yàn)跌落實(shí)驗(yàn); 定頻與變頻正弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)定頻與變頻正弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn); 隨機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)隨機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn).第二節(jié)第二節(jié) 緩沖包裝設(shè)計(jì)步驟緩沖包裝設(shè)計(jì)步驟 2. 2. 美國(guó)美國(guó)LansmontLansmont公司提出的公司提出的 緩沖包裝設(shè)計(jì)六步法緩沖包裝設(shè)計(jì)六步法 流通環(huán)境確實(shí)定流通環(huán)境確實(shí)定 確定產(chǎn)品特性確定產(chǎn)品特性 產(chǎn)品的重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品

8、的重新設(shè)計(jì) 選擇緩沖資料選擇緩沖資料 包裝設(shè)計(jì)包裝設(shè)計(jì) 包裝件的實(shí)驗(yàn)包裝件的實(shí)驗(yàn) 第二節(jié)第二節(jié) 緩沖包裝設(shè)計(jì)步驟緩沖包裝設(shè)計(jì)步驟 三種途徑進(jìn)展緩沖設(shè)計(jì)，有時(shí)需用振動(dòng)傳送率曲線來(lái)作防振包裝的校核。無(wú)論采用哪種方法，對(duì)求得的面積和厚度都應(yīng)進(jìn)展校核，普通當(dāng)求得的面積太小，厚度太大時(shí)，襯墊在產(chǎn)品沖擊力作用下，會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，因此要采用以下閱歷公式校核襯墊的穩(wěn)定性： 緩沖包裝設(shè)計(jì)的主要義務(wù)是求取緩沖襯墊的面積和厚度，由于緩沖資料的特性大多數(shù)呈非線性，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系往往非常復(fù)雜，常用的數(shù)值積分法求解加速度時(shí)間函數(shù)因過于繁瑣而不便運(yùn)用。 目前國(guó)內(nèi)外普遍采用: 1.緩沖系數(shù)與最大應(yīng)力曲線第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯

9、墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) mCmsG2min(1.33 )AT2.2.最大加速度與靜應(yīng)力曲線最大加速度與靜應(yīng)力曲線3.3.應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線曲線上查出最低點(diǎn)的曲線上查出最低點(diǎn)的C C與與 值。值。一、緩沖系數(shù)與最大應(yīng)力曲線法一、緩沖系數(shù)與最大應(yīng)力曲線法三種情況：設(shè)計(jì)緩沖資料的用量、優(yōu)選緩沖包裝資料、求出最大沖三種情況：設(shè)計(jì)緩沖資料的用量、優(yōu)選緩沖包裝資料、求出最大沖 擊力和最大加速度擊力和最大加速度 1. 緩沖資料的用量計(jì)算緩沖資料的用量計(jì)算mWHG、 、mCmCmmmWGAmCHTG知知及某選定緩沖包裝資料的及某選定緩沖包裝資料的 曲線，計(jì)算曲線，計(jì)算從從求出緩沖面積：求出緩沖面積：求出

10、緩沖資料的厚度求出緩沖資料的厚度 緩沖資料的合理用量。緩沖資料的合理用量。(1)對(duì)緩沖面積的大小無(wú)特殊要求，設(shè)計(jì)過程為：對(duì)緩沖面積的大小無(wú)特殊要求，設(shè)計(jì)過程為： 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 例例6-1 一分量為一分量為10kg的產(chǎn)品的產(chǎn)品,脆值為脆值為80g,要保證從要保證從60cm的高處跌落而不被損的高處跌落而不被損,規(guī)定用規(guī)定用密度為密度為0.037g/cm3的聚氯乙烯的聚氯乙烯(圖圖4-35)作襯墊作襯墊,試計(jì)算襯墊所需尺寸。試計(jì)算襯墊所需尺寸。 解：整理知條件：解：整理知條件：W=10,Gm=80,H=60 查圖查圖4-35,這種聚氯乙烯資料在這種聚氯乙烯資料在 =

11、1.6105Pa 時(shí)有最小緩沖系數(shù)時(shí)有最小緩沖系數(shù),c=3.8,故按式故按式(6-2),接受跌落的負(fù)載面積：接受跌落的負(fù)載面積：m603.82.85(cm)80mHTCG2510 9.8 80490 cm1.6 10mmWGA（）即本例所求的襯墊尺寸即本例所求的襯墊尺寸At=4902.85(cm3) 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 例例6-2 一質(zhì)量為一質(zhì)量為9Kg的產(chǎn)品，脆值為的產(chǎn)品，脆值為50，裝入底面積為，裝入底面積為750cm2的箱內(nèi)，設(shè)定的跌落高度為的箱內(nèi)，設(shè)定的跌落高度為60cm，假設(shè)采用密度，假設(shè)采用密度為為0.075g/cm3的石棉作襯墊，試檢驗(yàn)該設(shè)計(jì)的合理性。

12、的石棉作襯墊，試檢驗(yàn)該設(shè)計(jì)的合理性。解解:整理知條件，整理知條件，W= 9Kg, G=50g , H=60cm 由圖由圖4-35緩沖系數(shù)曲線知，最小緩沖系數(shù)緩沖系數(shù)曲線知，最小緩沖系數(shù)C=5.7，對(duì)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為應(yīng)的應(yīng)力值為 m =0.17l05Pa， 故有故有2m59 9.8 502594 cm0.17 10mWGA（）第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 顯然，此面積大于容器底面積，無(wú)法裝入容器箱，闡明本設(shè)計(jì)顯然，此面積大于容器底面積，無(wú)法裝入容器箱，闡明本設(shè)計(jì)選料不當(dāng)。假設(shè)選用密度大一倍的聚氨酯泡沫，那么它的最小選料不當(dāng)。假設(shè)選用密度大一倍的聚氨酯泡沫，那么它的最小緩沖系數(shù)為

13、緩沖系數(shù)為C=3.3C=3.3，對(duì)應(yīng)的最大應(yīng)力值為，對(duì)應(yīng)的最大應(yīng)力值為 m =0.7m =0.7l05Pal05Pa，此時(shí)，此時(shí)的承載面積為的承載面積為: : 259 9.8 50630 cm0.7 10mWGA（）襯墊厚度為襯墊厚度為: : 603.33.96(cm)50HTCG校核：校核：22min(1.33 )1.33 3.9627.74AT（）所以，緩沖墊的尺寸為所以，緩沖墊的尺寸為A=630cm2A=630cm2；T=3.96cmT=3.96cm。 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 例例6-36-3某產(chǎn)質(zhì)量量為某產(chǎn)質(zhì)量量為15Kg,15Kg,脆值脆值Gm=60,Gm=6

14、0,包裝箱底面積為包裝箱底面積為404040cm2,40cm2,設(shè)設(shè)計(jì)的跌落高度計(jì)的跌落高度H=80cm,H=80cm,欲以圖欲以圖4-354-35所示的密度為所示的密度為0.031g/cm30.031g/cm3的聚氯的聚氯乙烯泡沫作全面緩沖乙烯泡沫作全面緩沖, ,試求該襯墊厚度。試求該襯墊厚度。(2)緩沖面積已給定緩沖面積已給定,在緩沖面積有特殊要求的情況下，可以按以下在緩沖面積有特殊要求的情況下，可以按以下過程進(jìn)展包裝設(shè)計(jì)：過程進(jìn)展包裝設(shè)計(jì)：mmWGAmCmmCHTG求出最大允許應(yīng)力求出最大允許應(yīng)力由由曲線查得曲線查得由緩沖資料厚度由緩沖資料厚度求出厚度。求出厚度。對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的C；第三節(jié)第

15、三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 假設(shè)規(guī)定用緩沖資料是圖假設(shè)規(guī)定用緩沖資料是圖4-354-35中的曲線中的曲線1010，那么在橫軸上取，那么在橫軸上取 m m =0.55=0.55l05Pal05Pa的點(diǎn)，并向上作垂線與曲線的點(diǎn)，并向上作垂線與曲線1010相交，該交點(diǎn)的縱坐標(biāo)相交，該交點(diǎn)的縱坐標(biāo)C=9C=9就是所要求的緩沖系數(shù)，故襯墊的厚度為：就是所要求的緩沖系數(shù)，故襯墊的厚度為：809.012(cm)60HTCG515 9.8 60551250.55 10 Pa0.16mWGA（Pa）解：作全面緩沖時(shí)，襯墊面積等于產(chǎn)品面積，即解：作全面緩沖時(shí)，襯墊面積等于產(chǎn)品面積，即A=1600cm2

16、A=1600cm2。 襯墊最大應(yīng)力為：襯墊最大應(yīng)力為： 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 在在 曲線圖中，根據(jù)所求得的曲線圖中，根據(jù)所求得的C值作一程度直線，這時(shí)可值作一程度直線，這時(shí)可能出現(xiàn)兩種情況：能出現(xiàn)兩種情況：a程度線與曲線無(wú)交點(diǎn)，闡明這種緩沖墊程度線與曲線無(wú)交點(diǎn)，闡明這種緩沖墊厚度厚度T不合要求，可以改換或用多層緩沖墊以添加厚度；不合要求，可以改換或用多層緩沖墊以添加厚度；b程程度線與度線與(3)(3)緩沖墊的厚度已給定緩沖墊的厚度已給定, ,那么按下面過程進(jìn)展緩沖包裝設(shè)計(jì)：那么按下面過程進(jìn)展緩沖包裝設(shè)計(jì)：由式由式6-36-3求出緩沖系數(shù)求出緩沖系數(shù)GTCHmCmC12

17、、m122mmmWGA在在之間的取值都可以，普通取之間的取值都可以，普通取求出緩沖面積求出緩沖面積曲線有兩個(gè)交點(diǎn)曲線有兩個(gè)交點(diǎn) 和和 ，以減少緩沖面積節(jié)省資料以減少緩沖面積節(jié)省資料第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 例例6-4 6-4 被包裝物質(zhì)量被包裝物質(zhì)量W=25KgW=25Kg，易損度，易損度Gm=40Gm=40，跌落高度跌落高度H=70cmH=70cm，現(xiàn)有，現(xiàn)有緩沖資料的緩沖資料的 mC曲線如圖曲線如圖6-26-2所示，資所示，資料厚料厚T=4cmT=4cm，要求襯墊，要求襯墊面積小于面積小于6000cm26000cm2，應(yīng)，應(yīng)如何進(jìn)展緩沖包裝設(shè)計(jì)？如何進(jìn)展緩沖包裝設(shè)計(jì)？

18、圖圖6-2 6-2 緩沖資料緩沖資料 mC曲線曲線第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)解：這個(gè)題型是對(duì)緩沖面積有特殊要求的。先思索用一解：這個(gè)題型是對(duì)緩沖面積有特殊要求的。先思索用一層緩沖墊，那么層緩沖墊，那么 4 402.370mTGCH求出緩沖系數(shù)求出緩沖系數(shù) 22 4 404.5770mTGCH 在圖在圖6-26-2中作中作C=4.57C=4.57程度線，與曲線交于兩點(diǎn)，取程度線，與曲線交于兩點(diǎn)，取 50.12 10Pam（）第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)求出緩沖面積求出緩沖面積 2240 258333cm6000cm0.12mmG WA闡明運(yùn)用二層緩沖襯墊時(shí)，

19、緩沖面積至少要求有闡明運(yùn)用二層緩沖襯墊時(shí)，緩沖面積至少要求有8333cm2 8333cm2 ，超越允許值，不符合要求。超越允許值，不符合要求。需用三層襯墊：需用三層襯墊： 求出緩沖系數(shù)求出緩沖系數(shù) 33 4 406.970mTGCH 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)在圖在圖6-26-2中作中作C=6.9C=6.9程度線，與曲線交于兩點(diǎn)，取程度線，與曲線交于兩點(diǎn)，取 50.28 10Pam（）求出緩沖面積求出緩沖面積 2240 253571cm6000cm0.28mmG WA可見，這時(shí)的緩沖面積比允許值小，運(yùn)用三層緩沖襯可見，這時(shí)的緩沖面積比允許值小，運(yùn)用三層緩沖襯墊可滿足緩沖包裝

20、要求。墊可滿足緩沖包裝要求。第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 這里討論緩沖效果，是以緩沖系數(shù)這里討論緩沖效果，是以緩沖系數(shù)C C為最小值作為目的的。對(duì)為最小值作為目的的。對(duì)于這類問題，在緩沖包裝設(shè)計(jì)之前，首先要知道緩沖包裝資料的于這類問題，在緩沖包裝設(shè)計(jì)之前，首先要知道緩沖包裝資料的 知知 要求在幾種緩沖資料中選出一種，使緩沖效果要求在幾種緩沖資料中選出一種，使緩沖效果最正確。最正確。mWGH、mCmmmWGAmCHTG1 1緩沖面積可靈敏選擇緩沖面積可靈敏選擇 詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程為：詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程為： 選擇一切曲線中的最小值選擇一切曲線中的最小值C C，查出對(duì)應(yīng)的，查出對(duì)應(yīng)的求出緩

21、沖面積求出緩沖面積求出緩沖墊厚度求出緩沖墊厚度2. 選擇緩沖包裝資料選擇緩沖包裝資料 曲線。同樣，在設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)碰到兩種情況：緩沖面積可曲線。同樣，在設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)碰到兩種情況：緩沖面積可以靈敏選擇和有特殊要求。以靈敏選擇和有特殊要求。確定對(duì)應(yīng)的資料確定對(duì)應(yīng)的資料第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)例例6-5 6-5 質(zhì)量為質(zhì)量為5kg5kg的一電的一電子產(chǎn)品，用圖子產(chǎn)品，用圖6-36-3所示的所示的第第2 2種緩沖資料做襯墊，種緩沖資料做襯墊，在運(yùn)輸過程中，產(chǎn)品能接在運(yùn)輸過程中，產(chǎn)品能接受的最大加速度為受的最大加速度為3030g g，跌落高度為，跌落高度為50cm50cm，試設(shè)計(jì)緩沖包裝

22、資料的接試設(shè)計(jì)緩沖包裝資料的接觸面積和承壓厚度。觸面積和承壓厚度。 圖6-3 緩沖系數(shù)與最大靜應(yīng)力曲線 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)解：整理知條件解：整理知條件:W=5kg:W=5kg，Gm=30Gm=30，H=50cmH=50cm，指定緩沖資，指定緩沖資料，查圖料，查圖6-36-3得：最大應(yīng)力得：最大應(yīng)力 m=7.0kPa=7.0kPa時(shí)，緩沖系數(shù)時(shí)，緩沖系數(shù)最小最小C=4.2C=4.2。那么緩沖面積和襯墊厚度：。那么緩沖面積和襯墊厚度： 2235 9.8 300.21(m )2100(cm )7.0 10mmWGA504.27(cm)30mCHTG第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯

23、墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)在在 圖中，經(jīng)過這個(gè)求出的最大允許應(yīng)力圖中，經(jīng)過這個(gè)求出的最大允許應(yīng)力mmWGAmCmmCHTG求出最大允許應(yīng)力求出最大允許應(yīng)力根據(jù)確定的根據(jù)確定的C C，求緩沖墊的厚度，求緩沖墊的厚度2 2緩沖面積已給定緩沖面積已給定 值，作垂直線，查出最低交點(diǎn)值，作垂直線，查出最低交點(diǎn)C；設(shè)計(jì)過程為：設(shè)計(jì)過程為：第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)例例6-6 6-6 產(chǎn)質(zhì)量量產(chǎn)質(zhì)量量15kg15kg，易損度，易損度3030g g，產(chǎn)品面積為，產(chǎn)品面積為2000cm22000cm2，跌落高度，跌落高度85cm85cm，擬采用全面緩沖包裝，在圖，擬采用全面緩沖包裝，在圖6-36

24、-3中的五種緩沖資料中選用一種，并求出所需厚度。中的五種緩沖資料中選用一種，并求出所需厚度。解：這屬于緩沖面積已給定的情況解：這屬于緩沖面積已給定的情況求出最大允許應(yīng)力求出最大允許應(yīng)力415 9.8 3022050(Pa)22.05(kPa)2000 10mmWGA第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)在在 mC圖中，經(jīng)過這個(gè)求出的最大允許應(yīng)力圖中，經(jīng)過這個(gè)求出的最大允許應(yīng)力 22.05(kPa)m值，作垂直線，查出最低交點(diǎn)值，作垂直線，查出最低交點(diǎn)C=5.4C=5.4；確定運(yùn)用資料；確定運(yùn)用資料4 4；根據(jù)確定的根據(jù)確定的C C，求緩沖墊的厚度，求緩沖墊的厚度 5.4 8515.3(

25、cm)30mCHTG第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)mCmmPAmATCHW知產(chǎn)品的分量知產(chǎn)品的分量W W，跌落高度，跌落高度H H，易損度，易損度GmGm，緩沖資料的，緩沖資料的曲線，緩沖面積曲線，緩沖面積A A及緩沖資料厚度及緩沖資料厚度T T，欲求最大沖擊力，欲求最大沖擊力PmPm和最大加和最大加速度速度GmaxGmax，并校核緩沖包裝能否符合要求。，并校核緩沖包裝能否符合要求。普通來(lái)說(shuō)，包裝產(chǎn)品所遭到的最大沖擊力可以表示為：普通來(lái)說(shuō)，包裝產(chǎn)品所遭到的最大沖擊力可以表示為：又根據(jù)緩沖資料跌落過程中能量守恒定律，那么：又根據(jù)緩沖資料跌落過程中能量守恒定律，那么： 3最大沖擊力

26、最大沖擊力Pm和最大加速度和最大加速度Gmaxmax mCHAGGTW最大加速度為：最大加速度為：第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)例例6-7 6-7 被包裝物質(zhì)量為被包裝物質(zhì)量為10kg10kg，易損度，易損度G=30G=30，跌落，跌落高度高度H=80cmH=80cm，采用全面緩，采用全面緩沖，且緩沖面積沖，且緩沖面積 緩沖資料的緩沖資料的 曲線如曲線如圖圖6-46-4所示，資料厚度所示，資料厚度T=20cmT=20cm。試求最大作用力。試求最大作用力和最大加速度和最大加速度 ，并校核，并校核緩沖包裝設(shè)計(jì)。緩沖包裝設(shè)計(jì)。22000cmAmCmPmG圖6-4 緩沖資料 曲線 mC

27、第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)在圖在圖6-46-4上作曲線上作曲線 ，與原曲線交于，與原曲線交于B B點(diǎn)，查出點(diǎn)，查出B B點(diǎn)的坐標(biāo)值：點(diǎn)的坐標(biāo)值：解：由式解：由式6-56-5得得 mmmHWATC508 . 9108 . 0102 . 02 . 0550mC55.5,0.11 10 (Pa)mC那么得那么得 50.11 100.22200(N)mmPAmax22002210 9.8mmPGGW所以該緩沖包裝符合設(shè)計(jì)要求。所以該緩沖包裝符合設(shè)計(jì)要求。B B點(diǎn)離曲線最小值點(diǎn)較點(diǎn)離曲線最小值點(diǎn)較近，闡明緩沖效果好。近，闡明緩沖效果好。 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)

28、二、最大加速度與靜應(yīng)力曲線的運(yùn)用二、最大加速度與靜應(yīng)力曲線的運(yùn)用主要問題有三類：主要問題有三類：1 1緩沖面積已定，要求選取襯墊的厚度；緩沖面積已定，要求選取襯墊的厚度； 2 2優(yōu)化緩沖包裝資料用料；優(yōu)化緩沖包裝資料用料； 3 3求解產(chǎn)品跌落沖擊時(shí)的最大加速度。求解產(chǎn)品跌落沖擊時(shí)的最大加速度。 maxsGstWAmaxsGs知產(chǎn)質(zhì)量量知產(chǎn)質(zhì)量量W W、脆值、脆值GmGm、跌落高度、跌落高度H H及緩沖資料的及緩沖資料的1 1計(jì)算靜應(yīng)力：計(jì)算靜應(yīng)力：2 2從相應(yīng)跌落高度從相應(yīng)跌落高度H H下的某資料下的某資料曲線圖中查取曲線圖中查取3 3找出相應(yīng)的曲線；找出相應(yīng)的曲線；4 4選定適宜的襯墊厚度。

29、選定適宜的襯墊厚度。1.1.設(shè)計(jì)襯墊厚度設(shè)計(jì)襯墊厚度曲線，對(duì)全面緩沖而言，由于緩沖面積曾經(jīng)確定，只需求出厚度曲線，對(duì)全面緩沖而言，由于緩沖面積曾經(jīng)確定，只需求出厚度T T。詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟為：詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟為： 與指定產(chǎn)品與指定產(chǎn)品Gmax的交點(diǎn)；的交點(diǎn)；第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 例例6-8 6-8 一質(zhì)量為一質(zhì)量為15.5kg15.5kg，脆值為脆值為5555的產(chǎn)品，擬用全的產(chǎn)品，擬用全面緩沖包裝，裝入底面積面緩沖包裝，裝入底面積為為252525cm225cm2的包裝箱內(nèi)，的包裝箱內(nèi)，設(shè)計(jì)跌落高度取設(shè)計(jì)跌落高度取60cm60cm，采，采用的聚苯乙烯緩沖資料，用的聚苯乙烯緩沖資

30、料，圖圖6-56-5是是H=60cmH=60cm時(shí)時(shí) 曲線，要求選定適宜的襯曲線，要求選定適宜的襯墊厚度。墊厚度。 msG圖6-5 聚苯乙烯的最大加速度-靜應(yīng)力曲線 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)解：計(jì)算靜應(yīng)力：解：計(jì)算靜應(yīng)力：5415.5 9.80.0243 10 (Pa)2.43(kPa)25 25 10sWA從圖從圖6-56-5中查取中查取 與與Gm=55Gm=55的交點(diǎn)的交點(diǎn)B B；本例中；本例中B B點(diǎn)正好落在點(diǎn)正好落在T=5cmT=5cm的曲線上，那么求選定緩沖襯墊的適的曲線上，那么求選定緩沖襯墊的適宜厚度宜厚度T=5cmT=5cm。 2.43skPa第三節(jié)第三節(jié)

31、緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)2. 2. 優(yōu)化緩沖包裝資料用料優(yōu)化緩沖包裝資料用料maxstGsssWA1 1以以GmaxGmax值在值在2 2找出程度線與每根曲線的交點(diǎn)，得一找出程度線與每根曲線的交點(diǎn)，得一T T值對(duì)應(yīng)有兩個(gè)值對(duì)應(yīng)有兩個(gè)3 3取取中較大者計(jì)算承壓面積中較大者計(jì)算承壓面積4 4計(jì)算緩沖資料體積計(jì)算緩沖資料體積V=ATV=AT；5 5對(duì)與對(duì)與GmGm對(duì)應(yīng)程度線相交的每根曲線反復(fù)對(duì)應(yīng)程度線相交的每根曲線反復(fù)3 3、4 4計(jì)算計(jì)算出一組出一組V V；6 6選其中最小的選其中最小的V V值，再按襯墊組合完成部分緩沖設(shè)計(jì)。值，再按襯墊組合完成部分緩沖設(shè)計(jì)。 圖中畫一程度線；圖中畫一程度

32、線；第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì) 例例6-9 6-9 某產(chǎn)質(zhì)量量某產(chǎn)質(zhì)量量M=10kgM=10kg，脆值，脆值G=73G=73，底，底面積為面積為353535cm235cm2，包裝，包裝件的設(shè)計(jì)跌落高度件的設(shè)計(jì)跌落高度H=90cmH=90cm，選用的緩沖資，選用的緩沖資料的料的 如圖如圖6-66-6所所示。試問該產(chǎn)品更適用示。試問該產(chǎn)品更適用于全面緩沖還是作部分于全面緩沖還是作部分緩沖？緩沖？msG圖6-6 曲線的運(yùn)用方法 stmG第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)在圖在圖6-66-6上，作直線上，作直線 和直線和直線 ，它們，它們的交點(diǎn)的交點(diǎn)F F落在給定曲線族

33、之外。這表示，即使厚度落在給定曲線族之外。這表示，即使厚度T=12.5cmT=12.5cm，也不能保證產(chǎn)品的平安。假設(shè)堅(jiān)持作全面緩，也不能保證產(chǎn)品的平安。假設(shè)堅(jiān)持作全面緩沖設(shè)計(jì)，那么襯墊厚度還要大大添加，經(jīng)濟(jì)上是不合理沖設(shè)計(jì)，那么襯墊厚度還要大大添加，經(jīng)濟(jì)上是不合理的。的。解：對(duì)產(chǎn)品作全面緩沖時(shí)，襯墊靜壓力為解：對(duì)產(chǎn)品作全面緩沖時(shí)，襯墊靜壓力為 410 9.8800(Pa)0.8(kPa)35 35 10sMgA73mG 0.8kPast第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)假設(shè)采用部分緩沖，可按本節(jié)引見的假設(shè)采用部分緩沖，可按本節(jié)引見的(1)-(6)(1)-(6)步驟計(jì)算。步驟計(jì)算。

34、本例中本例中T=5cmT=5cm，它的，它的 曲線最低點(diǎn)曲線最低點(diǎn) 的縱坐標(biāo)的縱坐標(biāo)恰好等于該產(chǎn)品的脆值，此時(shí)的靜應(yīng)力恰好等于該產(chǎn)品的脆值，此時(shí)的靜應(yīng)力 ，故襯墊，故襯墊面積可取為面積可取為 mstGF22.5KPa0.25N/cms210 9.8392(cm )0.25stmgA采用四個(gè)等面積支承墊，那么每個(gè)墊的面積為采用四個(gè)等面積支承墊，那么每個(gè)墊的面積為 2min39298(cm )44AA第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)最后作襯墊的穩(wěn)定性校核：最后作襯墊的穩(wěn)定性校核： 22min(1.33 )44(cm )AT以上計(jì)算闡明，部分緩沖可大大減小襯墊的厚度和面積，以上計(jì)算闡明

35、，部分緩沖可大大減小襯墊的厚度和面積，所以，對(duì)于這個(gè)產(chǎn)品和指定資料，部分緩沖方案明顯優(yōu)所以，對(duì)于這個(gè)產(chǎn)品和指定資料，部分緩沖方案明顯優(yōu)于全面緩沖。于全面緩沖。 第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)點(diǎn)靜應(yīng)力小，所需襯墊面積大；點(diǎn)點(diǎn)靜應(yīng)力小，所需襯墊面積大；點(diǎn) 靜應(yīng)力大，襯墊面積小。靜應(yīng)力大，襯墊面積小。為節(jié)省資料而選用為節(jié)省資料而選用例例6-10 6-10 產(chǎn)質(zhì)量量產(chǎn)質(zhì)量量 ，脆值，脆值 包裝件的跌落高度包裝件的跌落高度25kgm 55mG 90cmH 采用圖采用圖6-66-6所示資料作部分緩沖，試求襯墊的厚度與面積。所示資料作部分緩沖，試求襯墊的厚度與面積。55mG1B2B1B2B2

36、B解：圖解：圖6-66-6中中 程度直線與程度直線與T=7.5cmT=7.5cm的曲線交于的曲線交于 、點(diǎn)，此時(shí)靜應(yīng)力為點(diǎn)，此時(shí)靜應(yīng)力為26.2(kPa)0.62(N/cm )st225 9.8395(cm )0.62stWA2min39599(cm )44AA22min(1.33 )99(cm )AT計(jì)算襯墊面積計(jì)算襯墊面積采用四個(gè)面積相等的腳墊，那么每個(gè)腳墊的面積為采用四個(gè)面積相等的腳墊，那么每個(gè)腳墊的面積為襯墊的穩(wěn)定性校核：襯墊的穩(wěn)定性校核：第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)解：在圖解：在圖6-66-6上作程度直線上作程度直線 ，臨近曲線有兩條，一條，臨近曲線有兩條，一條T=

37、5cmT=5cm，一條，一條T=7.5cmT=7.5cm，T=5cmT=5cm的曲線在的曲線在 之上，假設(shè)取之上，假設(shè)取T=5cmT=5cm，那么必有那么必有GmGmG G，不平安。，不平安。T=7.5cmT=7.5cm的曲線最低點(diǎn)離的曲線最低點(diǎn)離例例6-11 6-11 產(chǎn)質(zhì)量量產(chǎn)質(zhì)量量m=25kgm=25kg，脆值，脆值Gm=65Gm=65，包裝件的設(shè)計(jì)跌落高度，包裝件的設(shè)計(jì)跌落高度H=90cmH=90cm，采用圖，采用圖6-66-6所示資料作部分緩沖，試求襯墊的厚度與面積。所示資料作部分緩沖，試求襯墊的厚度與面積。65mG 65mG mG 太遠(yuǎn)，假設(shè)取太遠(yuǎn)，假設(shè)取T=7.5T=7.5，那么

38、襯墊太厚，太不經(jīng)濟(jì)。因此想，那么襯墊太厚，太不經(jīng)濟(jì)。因此想象有一條未知曲線，如圖中虛線，其最低點(diǎn)的象有一條未知曲線，如圖中虛線，其最低點(diǎn)的計(jì)算所求的襯墊面積與厚度。計(jì)算所求的襯墊面積與厚度。65mG 恰好等于恰好等于65，1 1按按T=5cmT=5cm曲線最低點(diǎn)計(jì)算曲線最低點(diǎn)計(jì)算 根據(jù)根據(jù)T=5cmT=5cm曲線最低點(diǎn)的曲線最低點(diǎn)的mG與與T T的乘積為常量，即的乘積為常量，即第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)()73 5365(cm)mG T最低點(diǎn)65mG 65()365(cm)mTG T最低點(diǎn)3655.62(cm)65T 未知曲線最低點(diǎn)未知曲線最低點(diǎn)，T T待定，且待定，且故所

39、求襯墊厚度為故所求襯墊厚度為mGss()73 2.5183(kPa)mG最低點(diǎn)65mG s21832.82(kPa)0.282(N/cm )65s根據(jù)根據(jù)T=5cmT=5cm曲線最低點(diǎn)的曲線最低點(diǎn)的與與的乘積為常量，即的乘積為常量，即未知曲線最低點(diǎn)未知曲線最低點(diǎn)，那么故待定的襯墊靜應(yīng)力，那么故待定的襯墊靜應(yīng)力為：為：第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)因此襯墊面積為因此襯墊面積為225 9.8869(cm )0.282sWA2 2按按T=7.5cmT=7.5cm曲線最低點(diǎn)計(jì)算曲線最低點(diǎn)計(jì)算 同理：同理：T=7.5cmT=7.5cm，襯墊面積為，襯墊面積為A=881A=881cm2cm2由此可見，按上下兩條臨近曲線求得襯墊面積與厚度非常接近，由此可見，按上下兩條臨近曲線求得襯墊面積與厚度非常接近，闡明這種計(jì)算方法是合理的。闡明這種計(jì)算方法是合理的。第三節(jié)第三節(jié) 緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)緩沖包裝襯墊設(shè)計(jì)例例6-12 m=20kg6-