小米运输包装设计说明书分析解析

《运输包装》课程设计说明书--小米手机产品的运输包装设计姓名:指导教师:班级:100218学号:100218102日期:2013/7/1-2013/7/42目录第一章设计说明-----------------------------------------3第二章市场调研-----------------------------------------4一、产品简介-----------------------------------------4二、包装要求-----------------------------------------4第三章流通环境及脆值的确定-----------------------------5一、流通环境分析-------------------------------------5二、产品特性分析-------------------------------------6三、产品脆值确定-------------------------------------6第四章缓冲垫结构设计及校核-----------------------------7一、缓冲材料的选择-----------------------------------7二、缓冲衬垫尺寸计算及校核---------------------------8三、缓冲衬垫结构设计---------------------------------9第五章瓦楞纸箱设计及强度校核---------------------------12一、装箱方式的选择-----------------------------------12二、箱型及瓦楞纸板的选择-----------------------------12三、瓦楞纸箱的尺寸及强度校核-------------------------13第六章课程设计总结-------------------------------------16参考文献--------------------------------------------------------------------------17附件3第一章设计说明1、课程设计题目：小米（1S）手机运输包装结构设计2、课程设计目的：通过包装动力学课程设计，使学生提高理论联系实际解决实际问题的能力；也使学生对现代包装理论的全貌以及包装材料、缓冲包装设计、装潢设计以及后续运输包装设计等诸多具体问题有感性的认识和深入的理解。提高学生的学习兴趣为其顺利进入毕业环节作必要的准备，为了今后工作中解决实际问题提供帮助。3、课程设计内容：1、使用泡沫类缓冲材料完成缓冲设计并校核，并绘制立体图及三视图。2、使用白板纸类材料（白卡纸）完成折叠式缓冲包装，绘出展开图，并制作实物模型。3、完成销售包装与运输包装结构设计。4第二章市场调研一、产品简介小米手机1S（S，即Super）是小米手机1的升级版本，配备全球主频最快的高通MSM8260双核1.7GHz处理器！除升级全新处理器之外，小米手机1S还新增了新一代背照式的200万像素的前置摄像头，带给用户真实清晰的自拍体验。小米手机1S后置800万像素摄像头采用了全新背照式感光元器件、F/2.2大光圈、28mm超大广角，实际拍照效果不输于iPhone4S。小米手机1S堪称“国内千元安卓智能机的‘拍照之王’”！而标配的后盖改为银灰色,手感也更为出色.另外与小米手机1保持一样的4英寸16:9夏普液晶屏幕,分辨率为854x480;配有1GBRAM/4GBROM,以及1930mAh电池。小米（1S）手机，规格：122×63×11.9mm，重量：149g，金属机身，4.0寸电容屏。其标准配件：充电器一个，锂电池一块，耳机一个，说明书一份。二、包装要求运输区间：北京-西安，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。5第三章流通环境及脆值的确定一、流通环境分析（一）产品的流通区间1.产地：北京2.目的地：西安（二）产品的主要运输方式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。（三）装卸与搬运装卸作业包括人工与机械两种方式。按常规产品的跌落高度定为90cm。（四）贮存环节采用一般仓库贮存，堆码高度2.5m，堆码层数1层。（五）流通环境的气象条件6由于产品在北京，销售范围为全国各地，从华南到全国含盖了几个气候带，虽然温度随地域的变化，变化较平缓，但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。手机为电子产品，为了防止包装内产生结露现象，应严格控制包装材料的含水量。用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K2/2B1/2S1/2M1。二、产品特性分析（一）产品外形尺寸长125mm，宽63mm,高11.9mm.（二）产品重量149g（三）产品重心位于手机的中部。（四）易损件屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。也就是显示器内部的显像管和玻璃屏幕。显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲击可能会造成显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，有意破损的玻璃构成，所以屏幕也是显示器包装的重点保护对象；底座连接装置位于显示器的底部，安装使用时与底座连接，属于凸出部件，缓冲设计时也应考虑到，不能够承载，并要与外包装容器离有一定的距离，以免冲击是受损。三、产品脆值的确定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，取手机脆值[Gm]=90g。7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。发泡聚苯乙烯（EPS）特性EPS材料的优点是轻质、透明、强度大、防潮、耐腐蚀。最大弱点是用后不能自行分解，从而其废弃物如果不回收处理则会适合对环境的大量污染。此外，它还有材料体积较大，堆置空间等缺点。纸浆模塑制品特性纸浆模塑制品的主要优势是原料资源丰富，具有一定的抗压、防震能力，防静电，吸附性较好，可堆叠存放，无毒，生产不复杂，用途较广，印刷性好和易回收等特性。主要缺点是吸水、吸油，阻气性较差，生产自动化程度不太高，成本比较高等。聚氨酯泡沫塑料（PU）特性聚氨酯泡沫塑料，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。由于待包装的产品主要是手机，规格125×63×11.9mm，重量149g，脆值为90g；还有充电器，规格70×42×30mm,质量100g；锂电池，规格60×48×4.5mm，质量30g；耳机，质量15g。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。二、缓冲衬垫尺寸计算及校核8根据聚氨酯泡沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线，使用最小缓冲系数法，在聚氨酯泡沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线中作一条水平切线，切点的纵坐标对应最小缓冲系数Cmin，横坐标对应一个最大应力σm，取等效跌落高度H=90cm。由公式T=CH/G，可以求出衬垫厚度T，由公式A=WG/σm可以求出衬垫面积A。已知产品重149g，脆值为85g，等效跌落高度为90cm。选取C=3.3，对应的σm=0.6×105Pa。则有，A=WG/σm=0.149×9.8×90×104/(0.6×105)=21.91cm2T=CH/G=3.3×90/90=3.30cm.①挠度校核：衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时，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，其中承载面积Amin与厚度之比应符合以下规定（克斯特那经验公式）Amin/(1.33T)2＞121.91(1.33×3.3)2=1.141可知符合挠度要求。②跌落姿势的校核：在衬垫基础设计中所引用的一系列试验特性曲线和数据．都是以假定的理想姿态(试验平直，底面着地)为前提的，但衬垫的实际工况远非标准姿态。实际的流通过程中。包装件跌落姿态千变万化．有角着地的．面着地．还有棱着地的。受力情况变化较大．因而有必要对基本设计尺寸作相应的调整。由于面着地时．其对产品的冲击能力最大，因此需对面着地进行校核。当面着地时，承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积．计算此面积可通过以下公式：式中Ae—等效投影面积；L—产品的长；b—产品的宽；d—产品的高；k—系数；这里取k值为1；由公式（4）得纸箱在进角跌落时的承载；A=182.2cm2此时静应力：r=W/Ae=0.06(kg/cm2),结合图2得，静应力为0.06kg/cm2对应的最大加速度定小于产品的脆值70g，因此基于面跌落设计的缓冲垫满足角跌落的要求，只要通过了角冲击校核，就一定能满足棱冲击的要求，所以整个设计过程中没有进行缓冲击校核。③蠕变校核：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：9Tc=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)=3.30×（1+10%）=3.63cm经过各项较核后，衬垫尺寸为T=3.63cm，A=21.91cm2.三、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