天火3_天火3注册-天火3登录娱乐平台首页-缓冲包装设计docx(主管:QQ66306964 主管:skype live:.cid.6c7b79dae5ec9830)§§6 缓冲包装设计 § 6—1概述 冲击和振动是包装件在流通过程中受到的两 种主要负荷，为了减缓内装产品受到外界的冲击和振 动，保护产品免受损坏而采取一定防护措施的包装， 称为缓冲包装。 缓冲包装的结构形式有多种多样，最常见的是采 用弹性材料作缓冲衬垫。缓冲衬垫的结构形式，因内 装产品的质量、形状和尺寸不同而不同，按承载面积 通常分为全面缓冲和局部缓冲。全面缓冲多使用泡沫 塑料条、纸板碎粒，薄片或采用现场发泡材料，局部 缓冲多采用角垫，奇亿娱乐侧垫等形式。 缓冲包装设计包括冲击防护设计和振动防护设 计。 冲击防护的主要目的是缓和冲击。以缓冲材料作 为内装物和包装箱中间的介质，来吸收冲击能量，延 长内装产品承受冲击脉冲作用的时间。设计时，先根 据先决条件，计算缓冲材料的尺寸、形状，选择缓冲 材料的种类和缓冲方式。 振动防护的主要目的是调节包装件的固有频率。 选择恰当的阻尼材料，把包装系统对振动的传递率控 制在预定的范围内，特别是要避免共振现象。 § 6—2缓冲衬垫设计的基本方法 一、衬垫结构尺寸设计 设计缓冲衬垫的基本要求是在保护产品免遭破 损的前提下，选择适当的材料，确定合理的结构形状 和尺寸。 设计的基本参数，除产品的重量和尺寸外，还有 代表流通环境的跌落高度H，代表产品强度的脆值G， 代表材料性能的缓冲特性参数C。 正确应用缓冲材料的特性曲线对包装结构作系 统的定量分析，是缓冲结构设计的基本方法。 应用缓冲系统 最大应力（c?。m）曲线设计 衬垫尺寸 c?。m曲线是表示材料缓冲能力的一种基本曲 线，通过静态压缩试验求得。如图5-12所示为几种 常用缓冲衬垫最大缓冲系数一一最大应力曲线的实 际测试结果。由图可知：缓冲系数C随最大应力变化 的规律是凹谷状，开口向上，谷底最低点的坐标是最 小缓冲系数和所对应的最应力。 不同品质的材料，具有不同的缓冲能力； 同样品种的材料，密度不同，缓冲特性也不 同。 例6-1：重为10kg的产品，脆值为80g，要保证 从60 cm的高处跌落而不破损，若用密度为 0.031g/cm3的聚氯乙烯塑料泡沫，（见P99图5-12图 线作衬垫，试计算衬垫所需尺寸。 解：已知 W=100N G=80 H=60cm 查图5-12曲线时，最 小缓冲系数C=3.6，由 WG 得： mA = WG = 10 乂 80 = 222（凯 2） m 您 3.6 所以 H 一 60 , t - c - 3.6 x - 2.7(cm) G 80 即可得衬垫尺寸：At=222*2.7 例6-3： 一重为9kg,脆值为50g的产品，欲装入 一底面积为750 cm2的容器箱内，设定的跌落高度为 60cm，如果采用密度0.075g/ cm2的石棉(见图线) 作衬垫，试检验该设计的合理性。 解：已知 W=9，G=50，G=60，A=750 查图表5-12知，材料4的最小缓冲系数C=5.7对 应的应力值om=0.17 故所需的承载面积： 4 GW 50 x 9 A = == 2648(cm2) a 0.17 衬垫厚度: 显然，此面积大于容器底面积，无法纳入容器箱， t = c = 5.7x 6° = 6.84(cm) G 50 且厚度较大，用料增多，说明本设计选料不当。 若选用密度为0.152的聚氯脂泡沫(见图线 此时的承载面积: A =竺=￥ = 643(cm 2) ~0rr m 相应的承载厚度： t = c = 3.3 x 6° = 3.96(cm) G 80 于是，衬垫可装入容器的箱内，且厚度变薄，用 料减少，说明设计正确。 应用最大加速度 静态应力曲线（Gm?。s）, 设计衬垫尺寸 Gm?。s是由材料的动态特性试验绘制的。试验 时固定重锤的跌落高度，改变衬垫材料试样的厚度， 逐次试验，即可绘出Gm?。s曲线。材料的Gm?。s 曲线能够显示不同厚度衬垫的缓冲能力，只要具备了 足够的这种曲线，就可大大简化设计时的计算工作 量。 例6-5：已知，W=20kg, G=60g，产品底面积 A=50cmX40cm，预计跌落高度H=50cm，采用图6-6 所示聚苯乙烯作全面缓冲保护，试确定衬垫尺寸。 解：静应力 。s= W/A=20/50*40=0.01（kgf/cm2） =0.01 X 105（Pa） 查图知G=60g与。s =0.01交点为B点；B点无 曲线通过，说明本产品相对较轻（衬垫相对较硬）， 没有必要采取全面缓冲，可改为局部缓冲；图中G m =60的横线cm的曲线，交点为C和D,对 应的静应力分别为 。sc=0.019 。sd=0.07 在这一区间内，衬垫都适应缓冲需要。 比较C、D以C、D间曲线最低点E可以判断， 如果为了减少衬垫用料，充分发挥其缓冲能力，应选 E点为好。 取。尸。趾=0.07时，所需承载面积： A 二兰二兰二 285(cm2) d ；0.07 SD 取。§。睛=0.04时，所需承载面积： 20 = 20 =500脉） 004 A = E b SE 由此可见，Ad，Ae均小于产品底面积，可以采 用t=4cm的聚苯乙烯泡沫作衬垫，但为了节约用料， 取A=285 cm2,若采用4块角垫局部缓冲，每块承载 面积为Ad 的 1/4,取 72 cm2。 3?采用缓冲系数一比能（C-e）曲线，设计衬垫尺寸 在缓冲结构设计中，当衬垫受容器全程限制，或 者衬垫厚度不能任意选择时，使用该曲线g,允许的跌落高 度H=70cm，若采用聚氯乙烯泡沫作衬垫天火3_天火3注册-天火3登录娱乐平台首页-，库存材料厚 度为t0=40cm，包装箱底面积限定在1200 cm2，试设 计合适的衬垫尺寸（由C?e曲线知：缓冲系数的最 小值 C=4.8 所对应的比能 e=6X 10-2 kgf.cm/cm3）。 WH 5 x 70 At === 5830fcm3） e 6 x10-2 解：由公式eAT=WH得 若按材料成品厚度t0=4cm代入，得： 4 At 5830 . A = =_ =145忙秫） d T ^7 〉容器箱底面积，不能使用 若采用两层重叠，则t]=2t0=8代入上式得： H At 58300”口 、 G =雄亍4.8^- 二73顺）＞ 40 1 V t1 8 8 v容器箱底面积，但加速度 因此也不能使用。 若采用三层重叠：则t2=3t0=12代入上式得: . At 5830 A == I? = 486(cm2) A = 1200 2 H 70 G2 = c = 4.8x = 28(g) G = 40 2 加速度 因此设计合理，可以使用。 即：该衬垫尺寸A2t2=486*12cm 人 WH 5 x 70 At = = = 5830(cm3) 6 x 10 - 2 解法二：因为 如用单层材料作衬垫，面积显然过大，应采用多 层重叠结构。 按规定的G值求t值， 70 =4.8x =8.4Cm 40 t _ 8.4 … = =2.1 t 0 4 4 At 5830 A - — = = 486(cm2) 2 t ~vr 取3,即采用三层重叠t=3t0=12cm , 该衬垫尺寸为：At=486*12 二、缓冲衬垫的校核 以上介绍各种曲线的应用方法，都是基于缓冲保 护这一基本要求而提出的，称为基本设计。事实上， 材料的性能是多方面的，衬垫除了缓冲以外，也还其 他方面的要求。因此，必须对基本设计进行多方面性 能的校核，作为某些调整的补充，基本设计才能获得 满意的使用效果。 衬垫基本设计的校核，一般包括以下几个方面 1.产品强度校核 产品与衬垫之间的作用力是相互的，在跌落冲击 时，产品以惯性力和自重压缩衬垫，衬垫则以同样大 小的弹力反作用于产品。在基本设计中，为了节约用 料，常常要设法减小衬垫的负载面积，但由此带来的 后果是产品支承面的应力集中，可能导致产品的局部 破损。因此，必须校核产品支承面的应力，控制在产 品强度所允许的范围内，即。mW［。］ 否则，若om〉［。］，应加以改进，如增加支承面 积，或改用较软的衬垫，或采用软、硬组合的组合衬 垫。 2.挠(nao)度校核 当衬垫面积与厚度之比超过一定限度时，衬垫容 易挠曲或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免 挠曲，其最小承载面
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