瓦楞纸箱尺寸设计.ppt
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瓦楞纸箱尺寸设计.ppt
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第二节瓦楞纸箱尺寸设计,文周,尺寸设计影响因素,容装量,集装箱,制箱工艺,堆码,装卸,抗压强度,托盘,纸板用量,单箱装载量,纸箱尺寸设计:
主要尺寸即三维长、宽、高尺寸设计,给定参数和边界约束条件;综合各方面因素;优化设计,诸多因素密切相关寻求最佳尺寸?
常用02类箱型开槽式一页纸板成型,一、內装物排列方式1、长方体內装物排列方式
(1)排列数目式中瓦楞纸箱装量,件瓦楞纸箱长度方向上内装物排列数目,件瓦楞纸箱宽度方向上内装物排列数目,件瓦楞纸箱高度方向上内装物排列数目,件,
(2)排列方向立放:
lb/LB内装物底面/纸箱底面侧放:
bh/LB内装物端面/纸箱底面平放:
lh/LB内装物侧面/纸箱底面图5-55可以帮助进一步理解,其中P、Q、R、S、T、V分别代表6种不同的排列方向。
排列数目改变箱形改变,抗压强度改变,纸板用量改变,图5-55內装物排列方向(a)外包装纸箱(b)內装物立放(c)内装物侧放d)内装物平放,(3)排列方式排列数目与排列方向的综合为排列方式。
瓦楞纸箱装量数目决定内装物的可能排列数目种类很多,而每一种排列数目又有6种可能的方向,所以构成一个瓦楞纸箱可以有多种排列方式,而每一种排列方式又对应着一种箱形尺寸。
总装量一定,排列方向和排列数有多种选择n=12232=12;261=12;431=12等10种排列数综合考虑各个因素,比较选择最佳的箱形尺寸。
商品由于自身的特性,限定了排列方向多数采用立放;袋装产品多采用平放;可承重的采用立放;,瓦楞纸箱结构设计-纸箱尺寸设计,例5-1:
某牙膏选用0201型瓦楞纸箱作外包装,内装中包装24盒,中包装外尺寸为190mm*140mm*120mm,试选择合适的排列方法。
分析:
牙膏软管在中包装盒内只能平放或侧放,中包装则选择立放最佳,即P型lL,或Q型bL,将中包装盒的长度、宽度与高度分别乘以倍数,nlnbnh1190140120238028024035704203604760560480,nlnbnh59507006006114084072078,如果综合考虑纸板用量、抗压强度、堆码状态、美学因素等条件,则0201箱形比例以L:
B:
H=1.5:
1:
1为最佳。
瓦楞纸箱结构设计-纸箱尺寸设计,距1.5:
1:
1相差甚远,故舍弃。
高度方向排列两层,先考虑432,则,,1140560120840760120,2.04:
1:
0.211.11:
1:
0.16,则,,760420240570560240,1.81:
1:
0.571.02:
1:
0.43,因此,选定排列方式为:
Q型:
nLnBnH=4b2l3h,齐列排列-排列整齐,便于计数,错列排列-利用了间隙行与行之间直线平齐列与列之间相对错位半径R,2圆柱体内装物排列方式,
(1)错列排列,图5-56圆柱体内装物错列排列,圆柱体底面积S1=1/4D2弓形面积S2S2=S扇形O1EF-SO1EF=0.063D2S1/S2=12.5,总排列行数与阴影组数的关系:
m=M-1M总排列行数;m阴影组数,列数与空间利用率的关系,
(2)列数与空间利用率关系列数与空间利用率关系m=M-1排列优数(Q)式中:
Q排列优数;M排列行数;N奇数行排列列数;INT(M/2)不大于M/2的最大整数。
当Q1时,齐列排列的空间利用率优于错列排列,当Q1时则反之。
(3)错列排列列数优化值域列数优化值域就是在错列排列中,当行数一定时,奇数行排列列数在该值范围内则空间利用率一定优于齐列排列,而且数值越大,空间利用率越高,而在该值域范围之外,空间利用率一定低于齐列排列。
二、理想尺寸比例与最佳尺寸比例1、尺寸比例尺寸比例定义如下:
式中:
瓦楞纸箱长宽比瓦楞纸箱高度比瓦楞纸箱长度尺寸,mm瓦楞纸箱宽度尺寸,mm瓦楞纸箱高度尺寸,mm,2、理想尺寸比例,图5-57瓦楞纸箱尺寸比例,3、理想尺寸比例的单项决定因素
(1)纸板用量
(2)抗压强度,纸板用量的计算,(3)代入(4),得,L+2V/L2L4/V=0,即VL3+2V2L6=0,解之,得,2V=L3,L3=V(舍去),设V为定值,求S的一阶偏导数:
S/L=2(BV/L2)(3),S/B=2(L+2BV/B2)(4),令,S/L=0;,S/B=0,则,B=V/L2,L+2BV/B2=0,所以,,即L:
B:
H=2:
1:
2,图5-58瓦楞纸箱箱面应力分布,图5-59RL与抗压强度关系曲线,A.RL对抗压强度的影响,抗压强度,从理论上讲,RL为1的纸箱抗压强度最大。
抗压强度是综合平衡中最重要的决定因素。
B.RH对抗压强度的影响,图5-60纸箱高度与抗压强度关系曲线,在一定范围内,RH的增大使抗压强度降低,但超过一定范围后,与抗压强度没有多大关系。
(3)堆码状态A.RL对堆码状态的影响:
有两类堆码形式,一类是平齐堆码(重叠堆码),一类是交错堆码。
图5-61纸箱RL对堆码状态的影响(a)平齐堆码(b)井式堆码(RL=2)(c)销式回转堆码(RL=2)(d)瓦形堆码(RL=1.5或RL=1.33),B.RH对堆码状态的影响,图5-62纸箱RH对堆码载荷的影响,(4)美学因素当代造型美学常用比例有:
A.黄金分割比例B.整数比例C.直角比例,4最佳尺寸比例,图5-650201型纸箱纸板用量计算图,三、瓦楞纸箱尺寸设计1内尺寸
(1)内尺寸确定因素a.内装物最大外尺寸;b.内装物排列方式;c.内装物公差系数;d.内装物隔衬与缓冲件的相关尺寸。
(2)内尺寸计算公式除错列排列的圆柱形内装物以外,其他内装物的瓦楞纸箱内尺寸计算公式如下:
式中纸箱内尺寸,内装物最大外尺寸,内装物排列数目内装物公差系数,衬格或缓冲件总厚度,内尺寸修正系数,,图5-66中包装间隙系数(a)空包装(b)实包装(c)包装尺寸,内装物公差系数d如下取值:
中包装盒:
1-2mm/个,针棉织品:
3mm/12件,硬质刚性品:
+1-2mm/个,瓦楞纸箱内尺寸修正系数k(mm),例5-2计算例5-1的瓦楞纸箱内尺寸。
已知:
lmax=190bmax=140hmax=120,nL=4nB=2nH=3Q型排列,求:
Li、Bi、Hi,解:
查表取,代入公式,得,Li=1404+(41)+5=568(mm),kL=5kB=5kH=4d=1,Bi=1902+(21)+5=386(mm),Hi=1203+(31)+4=366(mm),(3)采用错列排列包装的内尺寸计算公式圆柱体内装物采用错列排列时,包装内尺寸计算公式如下:
高度内尺寸计算公式同齐列排列。
式中:
Li=包装长度内尺寸(列方向长度尺寸)Bi=包装宽度内尺寸(行方向长度尺寸)N错列排列奇数行列数M错列排列行数d间隙系数Ki内尺寸修正系数,个数增加率=单位面积降低率=a.当错列排列列数在列数优化值域范围内,可以提高圆柱体内装物在包装中的空间利用率,从而达到减量化及降低生产、运输、仓储成本的目的。
b.列数优化值域与圆柱体内装物的大小即直径D无关。
2、制造尺寸
(1)箱体长、宽、高度制造尺寸计算公式式中瓦楞纸箱长、宽、高度制造尺寸,纸箱内尺寸,瓦楞纸板计算厚度,由内向外纸板层数箱面系数,式中X瓦楞纸箱长、宽或高度制造尺寸(mm);Xi纸箱内尺寸(mm);t瓦楞纸板计算厚度(mm);由内向外纸板层数;系数,X=Xi+()t,在实际生产中要根据具体情况加适当修正常数,X=Xi+t+k,在实际设计中,纸板厚度t再另上13(mm)的修正系数而合并成一个常数,仍用k表示。
X=Xi+k,式中X瓦楞纸箱制造尺寸(mm);Xi纸箱内尺寸(mm);k纸箱制造尺寸修正系数(mm)。
X=Xi+t,02类瓦楞纸箱制造尺寸修正系数值(mm),k值的大小与纸箱的具体尺寸有关。
所以KL1KL2KB1KB2,图5-67瓦楞纸箱内尺寸、外尺寸与制造尺寸的关系(a)“”形结构(b)“”形结构,
(2)对接摇盖制造尺寸,式中F纸箱对接摇盖宽度,B1纸箱非接合端面宽度制造尺寸,Xf摇盖伸长系数,,02类纸箱摇盖伸长系数(mm),接头J的尺寸一般根据瓦楞层数及工厂的工艺水平而定,瓦楞纸箱接头制造尺寸(mm),接头一般应与LH面连接。
(3)接头尺寸,例5-3计算例5-2中的瓦楞纸箱制造尺寸,选用A楞纸板。
已知:
Li=568Bi=386Hi=366,求:
L、B、H、J、F,解:
查表取kL1=6kL2=4kB1=6kB2=3KH=9J=35xf=2,L1=Li+kL1=568+6=574(mm)L2=Li+kL2=568+4=572(mm)B1=Bi+kB1=386+6=392(mm)B2=Bi+kB2=386+3=389(mm)H2=Hi+kH=366+9=375(mm)J=35(mm)F=B1/2+xf=392/2+2=198(mm),(4)03类箱型制造尺寸式中03类箱盖制造尺寸,03类箱体内尺寸,03类箱盖制造尺寸修正系数,,隔板总长度制造尺寸计算公式:
隔板中间间隔宽度尺寸计算公式:
隔板端点间隔宽度尺寸计算公式:
式中隔板总长度,纸箱内尺寸,纸箱内尺寸修正系数,隔板中间间隔宽度尺寸,隔板端点间隔宽度尺寸,排列数目,件纸板计算厚度,,(7)06类附件制造尺寸a.平套型衬件b.隔板型衬件,图5-70隔板设计图,(8)模切机生产箱型制造b.自锁底结构c.锁舌结构,图5-71瓦楞纸箱锁底式结构(0215),通锁有关尺寸计算公式如下:
半锁有关尺寸计算公式如下:
式中锁舌高度,锁孔宽度,纸板计算厚度,如锁孔恰好开在对折线上时,锁孔宽度应为,例5-4,箱型0201;0933,53,B楞纸板,纸箱内尺寸为200120200(mm),取4,试计算隔板尺寸。
已知:
Li=200Bi=120Hi=200k=4nL=5nB=3,求:
l1、l2、D1、D2、D3、D4,解:
查表5-1取t=3,长隔板尺寸,l1=200-4=196(mm)D1=200-(5-1)3/5=38(mm),D2=384/2=36(mm),(9)包卷式纸箱包卷式纸箱也是模切成型的,其制造尺寸修正系数不同于0201型箱。
3.外尺寸外尺寸计算公式如下:
将后两项常数合并,仍用表示:
式中纸箱外尺寸,纸箱最大制造尺寸,纸箱外尺寸修正系数,,瓦楞纸箱外尺寸修正系数(mm),例5-5计算例5-3中的瓦楞纸箱外尺寸,已知:
L=579B=392H=375,求:
L0、B0、H0,解:
查表5-20K=6,L0=L+K=574+6=580(mm)B0=B+K=392+6=398(mm)H0=H+K=375+6=381(mm),已知:
lmax=500bmax=400hmax=300,求:
L0、B0、H0,解:
(1)0904衬件内尺寸,查表5-6,kL=5kB=5kH=4,
(2)0904衬件制造尺寸,代入公式得,查表5-18,kL1=9KL2=1kB1=9kB2=1kH=0,Li=500+5=505(mm)Bi=400+5=405(mm)Hi=300+4=304(mm),例5-6:
内装物最大外尺寸为500400300mm,单件包装,单件选用0201;0904箱型。
其中,0201箱用A楞纸板,0904内衬用AB楞纸板,求纸箱外尺寸。
L1=514L2=506B1=414B2=406H=304(mm),查表5-20k=10,代入公式得,L0B0H0=524424304(mm),(3)0904衬件外尺寸,(4)0201箱内尺寸,查表5-6,kL=1kB=1kH=0则LiBiHi=525425304,(5)0201箱制造尺寸,(6)0201箱外尺寸,查表5-20,k=6,得:
L0B0H0=537437319(mm),查表5-8,kL1=6kL2=4kB1=6kB2=3kH=9xf=2,L1=531L2=529B1=431B2=428H=313F=218(mm),
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