U盘的运输包装设计.docx

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U盘的运输包装设计

目录

第一章市场调研2

一、产品简介2

二、包装要求2

第二章流通环境及脆值的确定3

一、流通环境分析3

二、产品脆值的确定3

第三章缓冲垫结构设计及校核4

一、缓冲材料的选择4

二、缓冲衬垫尺寸计算4

三、缓冲衬垫校核5

四、缓冲衬垫结构设计5

第四章瓦楞纸箱设计及强度校核7

一、装箱方式的选择7

二、箱型及瓦楞纸板的选择7

三、瓦楞纸箱的尺寸8

第五章课程设计总结12

参考文献13

第一章市场调研

一．产品简介

紫光UT-09作为紫光旗下U系列的新款产品，该产品最大的特点在于其超轻超薄的机身设计，在纤薄机身中所融合的强大的读写功能，存储安全可靠，商务办公首选，无噪音、更长的数据保存时间，充分体现出紫光系列的年轻探索者和大胆尝试的整体风格。

紫光UT-09属于有名的U盘，价位在50元左右，比较昂贵，因此在运输过程中，要保证对产品机身的保护，因此对包装也有较高的要求。

紫光UT-09U盘，规格：

41×17×8mm，重量：

20g，金属机身。

产品如图一所示：

图一

产品原包装如图二：

图二

二．包装要求

运输区间：

广州—洛阳，整个运输过程中，有空运，汽车运输等。

在运输过程中，运输包装能承受装卸、跌落、起吊、堆码等外力作用而无损坏，且要保证在整个流通过程中具有防水、防潮、防晒等保护功能，确保产品完好无损。

缓冲包装要减少各种冲击、震动对产品的影响。

在包装达到各种标准的基础上，要尽可能的减少包装成本。

第三章流通环境及脆值的确定

一．流通环境分析

对于产品在物流环境中可能遭遇的条件做考察与评价是运输包装设计中的重要内容，主要判定存在何种运输危险和危险程度，它包括搬运过程的偶然跌落，运输工具的振动、冲击，温湿度极限和堆码极限，我们这里主要涉及冲击和振动，但其他的因素在包装设计里也是非常重要的。

产品的装卸作业分人工和机械两种方式。

一般来说，流程越长，中间环节越多，装卸搬运的次数就越多。

装卸作业中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装载机械的突然启动和过急的升降都会给包装件造成跌落冲击损害。

产品的储存环节是流通链中重要一环。

储存方法、堆码极限、堆码高度、储存期限、储存地点、储存环境（如光、风、雨、虫、霉、鼠、尘、有害气体）等，会直接影响产品包装件的流通安全性。

仓库的建筑结构对储存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。

二、产品脆值的确定

1、产品的脆值

在进行缓冲包装设计时，必须先确定产品的冲击脆值。

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。

脆值的计算的方法有振动模型估算法、非线形缓冲包装系统估算法、经验估算法、类比法和冲击响应谱法，确定方法有扫荡振动实验法、疲劳曲线反求法和随机振动实验法。

脆值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，在课程设计中我们只能通过比较同类产品的脆值来确定。

通过查阅相关资料，取u盘脆值[Gm]=45g。

第四章缓冲垫结构设计及校核

一、缓冲材料的选择

目前，保护产品在流通过程中免受冲击、振动等机械载荷损坏的最有效的常用方法，就是在包装中添加缓冲材料。

缓冲包装材料种类繁多，但它们缓冲作用都是通过自身形变来吸收包装件在流通过程中由于振动和冲击产生的能量，并起到隔振作用，避免内装物因冲击振动引起损伤。

现在最常用的缓冲包装材料是泡沫塑料，包括聚乙烯泡沫塑料（EPE）、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、聚氨酯泡沫塑料（PU）、发泡聚乙烯等。

其次是纸制品，包括瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模等。

另外，部分产品也采用橡胶、木屑、棉花、化纤丝和金属弹簧等。

缓冲包装设计中，待包装的产品主要是u盘，规格41×17×8mm，重量20g，脆值为45g。

经过多方面的综合考虑，选用聚氨酯泡沫塑料作为缓冲材料。

聚氨酯泡沫塑料，英文缩写PU，俗称海绵。

可制成软质、半硬质和硬质发泡材料。

聚氨酯材料的特点：

密度小；具有一定的机械强度，可承受压缩变形小；受冲击振动后回弹性好；能防霉、防潮；使用方便、成型简单。

它是一种理想的缓冲包装材料。

二、缓冲衬垫尺寸计算

根据聚氨酯泡沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线，产品的特点，和对产品的保护性综合考虑，可选用全面缓冲包装。

由公式σm=WG／A求出σm，然后根据图三，找到对应的C，最后利用T=CH/G，可以求出衬垫厚度T。

已知产品重20g，脆值为45g，等效跌落高度为50cm。

则有，

σm=WG／A=0.02×9.8×45／（41×17）=0.012MPa

查图得对应的C为2.2

T=2.2×50／45=2.4cm.

三、缓冲衬垫校核

缓冲材料在长时间的静压力作用下，其塑性变形量会随时间的增加而增加，这种蠕变使衬垫厚度变小，缓冲能力下降，所以设计衬垫尺寸时应加一个蠕变补偿值，称为蠕变增量。

设计尺寸为：

Tc=T（1+Cr）

式中：

Tc—修正后的厚度cm；

Cr—蠕变系数%，取10%；

T—原设计厚度cm；

Tc=T（1+Cr）=2.4×（1+10%）=2.6cm

经过各项较核后，衬垫尺寸为T=2.6cm，A=6.97cm2.

四、缓冲衬垫结构设计

缓冲包装的缓冲垫的结构形式，因产品的质量、形状和尺寸不同，可采取用全面缓冲包装、局部缓冲包装和悬挂式缓冲包装等三种方法。

全面缓冲包装法是在产品与纸箱之间填满缓冲材料，如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等。

全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大，静应力小、缓冲厚度小，因而可以缩小包装件尺寸，降低物流成本。

但是，这种结构缓冲材料的部位也用了同样厚度的缓冲材料，浪费了贵重的缓冲材料，包装成本较大。

局部缓冲包装法是采用预成型的缓冲材料对产品的角、楞、侧面或易损坏部位等处提供缓冲，不同部位提供与之脆值相对应的缓冲厚度，可以大大节约缓冲材料降低包装成本和物流成本。

本设计采用全面缓冲。

此外对于易损件，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。

第五章瓦楞纸箱设计及强度校核

一、装箱方式的选择

包装产品中，u盘20g，销售包装设计面积0.021m2，取白卡纸定量300g/m2。

每个单件产品包装质量W=20+0.021×300=26.3g每件产品的销售包装尺寸为120×49×28mm，装箱方式可选为：

h//Lb//Bl//H，每箱装2层，长方向装14个，宽方向装5个，共140件产品。

计算得：

每箱总重为26.3g×140=3.682kg.

二、箱型及瓦楞纸板的选择

1、箱型：

选用0201型，采用单页箱。

2、瓦楞纸板：

A型瓦楞纸板。

内销产品选用第二类瓦楞纸板，内装物质量为3.682kg，可选用第二类第二种单瓦楞纸板。

根据瓦楞纸板标准（GB6544-2008），其代号为S2.2，纸箱代号为BS2.2。

据瓦楞纸板技术指标（GB6544-86），S2.2的技术指标为耐破强度600（kPa），边压强度为2.5（KN/m）。

由于内装产品质量3.682kg，其代号为S2.2，故可采用单瓦楞纸板。

S2.2要求的耐破强度为600kPa（GB6544-2008）。

选用A等和B等箱板纸，A等作为外面纸，B等作为内面纸。

两层箱板纸取相同的耐破强度，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为：

σb=P/（0.95×3）=600/（0.95×3）=210.5kPa

（1）、外面纸的耐破指数取2.75kPa∙m2/g，要求的定量为：

Q=σb/r=210.5/2.75=76.5g/m2

根据箱板纸技术指标的规定，外面纸选用定量为190g/m2的A等箱板纸。

环压指数为8.4Nm/g。

（2）、内面纸和中间垫纸的耐破指数取2.65KPa∙m2/g，要求的定量为：

Q=σb/r=210.5/2.65=79.4g/m2

根据箱板纸技术指标的规定，内面纸选用定量为200g/m2的B等箱板纸。

环压指数为8.4Nm/g。

（3）、根据瓦楞芯纸技术指标的规定，瓦楞芯纸选用定量为95g/m2的A等芯纸。

环压指数为7.1Nm/g。

（4）、瓦楞纸板的定量：

Q=外面纸、内面纸和中间垫纸定量之和+∑（瓦楞芯纸定*瓦楞展开系数）+粘合剂定量=190+200+95×1.6+74=616g/m2

按照选用的箱板纸，瓦楞纸板的耐破强度为

P=0.95

b=200kPa

三、瓦楞纸箱的尺寸

1、瓦楞纸箱的内尺寸

确定内尺寸的原则：

保证产品顺利装箱，又不使产品在箱内有明显的移动空间。

Xi=Xmax×Nx+d（Nx-1）+T+K

其中：

Xi----------瓦楞纸箱的内尺寸，mm；

Xmax--------产品的最大外径尺寸，mm；

Nx----------包装物在纸箱内某一方向的排列数目，mm；T-----------隔衬或缓冲件总厚度，mm；

K-----------纸箱内径尺寸修正系数（加大量），mm；

d-----------内装物的公差，mm；

K—公差，K在长度与宽度方向的取值为3-7mm；高度方向：

小型箱为1-3mm；中型箱为3-4mm；大型箱为5-7mm。

Li=14×26+13+5=382mm

Bi=49×5+4+5=254mm

Hi=120×2+1+3=244mm

3、纸箱的制造尺寸：

X=Xi+t+k

X—制造尺寸。

Xi—纸箱内尺寸；

k—表示纸箱制造尺寸修正值；

t—瓦楞纸板厚度，mm；

L1=382+5.3+6.4=393.7mm，

L2=382+5.3+4.8=392.1mm，

B1=254+5.3+6.4=265.7mm，

B2=254+5.3+4.8=264.1mm，

H=244+11.1=255.1mm，

摇盖制造尺寸：

F=B1/2+Xf=265.7/2+3=135.85mm

单瓦楞接头尺寸J定为40mm。

4、瓦楞纸箱的外尺寸

计算公式为：

X0=X+K+T

式中:

X0----------纸箱外径尺寸，mm；

X-----------纸箱制造尺寸，mm;

K-----------纸箱外径尺寸修正系数，mm；

T-----------纸板厚度，mm;

L10=393.7+5.3+6=405mm

L20=392.1+5.3+6=403.4mm

B10=265.7+5.3+6=277mm

B20=264.1+5.3+6=275.4mm

H0=255.1+5.3+6=266.4mm

（4）瓦楞纸箱的结构：

瓦楞纸板的面积：

A=（L2+B1+L1+B2）×（H+F）+JH=0.52m2

瓦楞纸板的重量：

W=QA=616×0.52/1000=0.32kg

由于箱体内，所装物品不多，质量不大，故不需要手孔。

图5-1瓦楞纸箱展开图

5、瓦楞纸箱的强度校核

瓦楞纸箱的周长为：

Z=2（L1+L2+B1+B2）=2×（393.7+392.1+265.7+264.1）=263.12（cm）

瓦楞纸箱的综合环压强度为：

瓦楞纸箱的抗压强度为：

AB楞的楞常数取8.36，箱常数取0.59，因此瓦楞纸箱的的抗压强度为

Px=（P1+P2+Pm×C）/100

=（190×8.4+200×8.4+95×7.1×1.532）/100

=43.09（N/cm）

Pc=3110.54N

包装件重量

M=内状物重+纸箱重量=3.682kg+0.32=4Kg

W=M×9.8=39.2N

堆码高度取500cm，安全系数取2，纸箱的堆码载荷为

P=KW[（h/H）-1]

=2×39.2×[（500/26.64）-1]

=1393.07（N）

抗压强度比堆码载荷大得多，即这个瓦楞纸箱具有足够的堆码强度，因此设计的瓦楞纸箱合适。

第六章课程设计总结

通过此次课程设计，提高了自身的动手能力，增强了理论知识的学习，结合实际，懂得理论知识如何应用以及理论知识学习的重要性和必要性，做到能够灵活运用书本知识，在这次设计中，回顾了平时课堂所学内容，真正做到了学以致用。

对于产品的流通过程，其中包含了许多的影响因素，在设计到汽车运输和飞机运输时应注意引发振动和冲击的因素，可以说由他们对易损件引起的破坏是可以尽量避免的，而一些自然因素，环境因素是我们无法控制的，我们能够做的就是设计更合理的运输包装，基于以上原因可以看出：

掌握基础知识，扩大在这一领域的知识是非常有益的，除此之外缓冲包装是非常重要的，在设计过程中由于实际情况比较复杂，所以在校核过程中不够精确，但是我想在以后的工作中不会出现类似这样的状况。

纸箱的设计过程也比较繁琐，但是通过设计我学会了如何设计瓦楞纸箱，如何绘制制造尺寸图，了解了0201型瓦楞纸箱的结构。

此次运输包装课程设计，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，通过老师和同学的帮助，这些困难被一一克服。

同时，在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，但是通过这次课程设计之后，我一定把以前所学过的知识重新温故。

此外，这门课程的设计和学习使我对包装工程专业有进一步的了解和认识，在自己以后的学习和工作中做了一个很好的铺垫。

参考文献

[1]彭国勋.运输包装.北京:

印刷工业出版杜,1999.

[2]宋宝丰.包装结构设计与制造.印刷工业出版杜。

[3]刘喜生，包装材料学，吉林大学出版社。