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瓦楞紙箱紙板抗壓及堆碼強度計算研究-紙箱檢測

時間:2013-08-29 11:10??來源:www.burberrymore.com??作者:紙箱檢測儀器??點擊:
  摘要:紙箱檢測儀器瓦楞紙箱應該具有較大的剛性和承載能力,同時需要具有較好的緩沖防震性能。在瓦楞紙箱結構設計過程中,必須進行瓦楞紙板的強度計算。本文對瓦楞紙箱設計過程中的強度計算方法進行探討,在歸納影響瓦楞紙箱強度的因素基礎上,分析總結了瓦楞紙箱紙板
  抗壓及堆碼強度計算公式及方法。應用于生產實際可極大提高設計效率和準確性。
  關鍵詞:瓦楞紙箱結構設計 抗壓強度堆碼強度
  前言
  瓦楞紙箱屬于運輸包裝容器,其主要的功能就是在商品的運輸倉儲過程中保護商品不受損傷。瓦楞紙板是制造瓦楞紙箱的基材,是由箱板紙和波紋狀的瓦楞芯紙經膠粘劑粘合而成的多層紙板。瓦楞紙板應該具有較大的剛性和承載能力,同時需要具有較好的緩沖防震性能。在瓦楞紙箱設計過程中,必須進行瓦楞紙板的強度計算。
  1.瓦楞紙箱強度影響因素
  影響瓦楞紙箱強度的因素比較多,主要包括以下六個方面:
  (1)原紙強度——內面紙、外面紙、瓦楞芯紙的環壓強度(RCT)或瓦楞芯紙平壓強度(CMTX
  (2)瓦楞楞型——A、B、C、E;
  (3)瓦楞紙板的種類——雙面、雙芯雙面、三芯雙面、X-PLY等;
  (4)瓦楞紙板含水率及在流通領域中外界環境的其他影響。
  (5)箱形尺寸比例,印刷面積與印刷設計;
  (6)開孔面積與開孔位置,紙箱的制造技術問題,及制箱機械的缺陷。
  上述六點中,(1)一(4)是決定瓦楞紙箱抗壓強度的主要因素,是無法避免的因素,通常稱之為基本因素;(5)一(6)是在設計、制造瓦楞紙箱的過程中人為發生影響的而在設計或制造瓦楞紙箱的過程中可以設法避免的因素,通常稱之為可變因素。
  2.瓦楞紙箱抗壓強度計算
  根據瓦楞紙箱抗壓強度計算公式,可以按預期條件計算必需的瓦楞紙箱強度,看其是否滿足要求,也可以根據預定的強度要求來選擇一定的瓦楞紙板,進而選取一定的瓦楞原紙。抗壓強度公式很多,一般分兩類:一類根據面紙和芯紙的測試強度來進行選擇,另一類直接根據瓦楞紙板的測試強度進行計算。目前在瓦楞紙箱開發設計中主要選擇凱里卡特公式
  來進行瓦楞紙箱抗壓強度的計算。凱里卡特公式如下:
式中:
P——瓦楞紙箱的抗壓強度(N);
A——瓦楞紙板原紙的綜合環壓強度(N/cm);
aXz——瓦楞常數I
Z——瓦楞紙箱周邊長(cmX
J——紙箱常數。
其中瓦楞紙板原紙的綜合環壓強度計算公式如下:
式中:
Rn——面紙環壓強度測試值(N/15.2cm)
Rmn——瓦楞芯紙環壓強度測試值(N/15.2cm)
C——瓦楞收縮率,即芯紙長度與面紙長度之比。
求得瓦楞紙板原紙的綜合環壓強度A,即原紙環壓強度。
對于單瓦楞紙板,
對于雙瓦楞紙板,
以上公式中15.2(cm)是測定原紙環壓強度時的試
樣長度。單瓦楞紙板aXz,J、C如下表l所示:
3.瓦楞紙箱堆碼強度計算
為了保護瓦楞紙箱內產品,紙箱的抗壓強度必須大于堆碼載荷,而且要有合理的安全系數。這一要求稱為堆碼強度條件。
(1)堆碼載荷:產品裝箱后形成包裝件,包裝件又稱為貨物。貨物向上堆碼時,最底層紙箱承受的堆碼載荷為:
式中:P——最底層紙箱承受的堆碼載荷
Ⅳ——每件包裝件的重量
h——堆碼高度
H——紙箱高度
(2)堆碼強度條件
為了保護箱內產品,紙箱的抗壓強度必須大于堆碼
載荷,而且要有合理的安全系數。這一要求稱為堆碼強度
條件,·其表達式為 .
式中K為安全系數。將式(5)代入(6事),可將堆碼強度條件改寫為
式中:Pc——紙箱抗壓強度;
P——紙箱所承受的壓強;
W——紙箱和內裝物總質量;
K——安全系數
安全系數是由包裝件的儲存期和儲存條件決定的:
儲存期少于30天 K=1.6
儲存期30一100天 K=1.65
儲存期100天以上 K:2
4.結論
本文對瓦楞紙箱設計過程中的強度計算方法進行探討,歸納分析了瓦楞紙箱紙板抗壓及堆碼強度計算公式及方法。科學、正確的進行瓦楞紙箱的強度計算,將有利于設計者對瓦楞紙箱進行科學的配紙,縮短設計周期,使瓦楞紙箱不但在結構上滿足要求,而且在強度與原紙的定量選擇上更加科學,應用于生產實際可極大提高設計效率和準確性。
基金項目:河北省邯鄲市科學技術研究與發展計劃項目
參考文獻:
【1】鄢臘梅袁友偉,《瓦楞紙箱抗壓強度計算方法及計算機輔助設計》株洲工學院學報.2000,14(1):15—1 7
【2】 趙麥群王迪功,《凱里卡特公式的修正》西安理工大學學報.2000,16(1):96--100
【5】 劉喜生,《包裝材料學》吉林大學出版社,19 9 7年
【4】 李蘭芬《瓦楞紙箱抗壓強度及紙板邊壓強度的國內外研究》中國包裝工業.1997,5(12):16—1 9萬方數據