瓦楞紙箱結構設計包裝設計

前言第五章瓦楞紙箱結構設計瓦楞紙板結構表示方法瓦楞紙箱箱坯結構瓦楞紙箱箱型標準瓦楞紙箱尺寸設計瓦楞紙箱強度設計UP知識點：瓦楞紙板的表示方法（1）原紙品種/定量/紙板層數/楞型表示法表示公式：外面紙品種-外面紙定量·瓦楞芯紙品種-瓦楞芯紙定量·內面紙品種-內面紙定量、 瓦楞楞型例如：WK-200·SCP-150·WK-200CF瓦楞紙板的結構是雙面C楞，內外面紙為200g/㎡漂白牛皮漿 箱紙板，芯紙為150g/㎡半化學漿高強瓦楞紙。（2）原紙定量/瓦楞層數/楞型表示法表示公式：外面紙定量/夾芯紙定量/內面紙定量-瓦楞芯紙定量/瓦楞層數、瓦楞楞型例如：293/240/293-155/2AB表示外面紙、夾芯紙、內面紙、瓦楞芯紙分別為293、240、293、 155g/cm°的AB楞雙瓦紙板。（瓦楞層數用1或2表示單瓦楞或雙瓦楞）（3）紙板代號表示法表示公式：紙板代號-紙板類別號.同類紙板序號例如：S-1.1表示第1種優(yōu)等品雙面單瓦紙板，技術指標可查：耐破度638Kpa，邊壓強度4.5 kN·m，適宜制造出口商品及貴重物品的運輸紙箱。 （紙板代號S或D表示單瓦楞或雙瓦楞）UP知識點：瓦楞紙板的厚度瓦楞紙板厚度計算公式如下：t—瓦楞紙板實際厚度，mmtn—內、外面紙與夾芯紙厚度，mmtmn—瓦楞芯紙厚度，mmFhn—瓦楞輥高度，mmd—瓦楞紙板制造過程中的厚度損失，mm7—外面紙厚度6—瓦楞高度5—芯紙厚度4—內面紙厚度1—外面紙2—瓦楞芯紙3—內面紙UP知識點：瓦楞紙板箱坯結構1—瓦楞方向2—制造商結構3—橫切線4—橫壓線5—縱切線11—縱壓線6—開槽7—側板8—外搖蓋9—內搖蓋10—端板53分切壓痕開槽制造商接頭TJ膠帶粘合GJ黏合劑粘合SJU形釘釘合箱面與搖蓋UP知識點：瓦楞紙板箱形標準（1）國際紙箱箱型標準（InternationalFibreboardCaseCode）基型即基本箱型，用4～8位阿拉伯數字表示：01—商品瓦楞卷筒紙和紙板02—開槽型箱03—套合型紙箱04—折疊型紙箱托盤05—滑蓋型紙箱箱型種類箱型序號改型后綴碼標準箱型（統(tǒng)一碼）06—固定型紙箱

(布利斯紙箱Bliss)07—預粘合紙箱

主要是一頁紙板成型，運輸呈平板狀，打開箱體即可使用。包括自鎖底箱和盤式自動折疊紙箱。

09—內附件包括襯板、緩沖墊、間壁板、隔板等，可結合紙箱設計，也可單獨使用。

06類箱成型方式（0605箱）知識點：瓦楞紙板箱形標準（1）02類開槽型箱成型及填充方式（a）蓋面填充（b）底面填充（c）端面填充（d）側面填充任務：認識瓦楞紙箱箱型及成型

04類托盤箱成型及充填方式（a）粘合（b）組裝（c）鎖合（d）充填內裝物UP知識點：瓦楞紙板箱形標準（2）組合型

組合型是基型的組合，即由兩種及以上的基本箱型組成或演變而成，用多組數字符號來表示。

如下圖所示箱型：上搖蓋用0204型（a），下?lián)u蓋用0215型（b），表示方法：0204/0215（c）。國家標準箱型（GB-T6543-1986）參考國際箱型標準系列，規(guī)定了運輸包裝用瓦楞紙箱的基本箱型，該標準正在修訂中。我國國家標準GB6543—86（瓦楞紙箱）參考國際箱型標準系列規(guī)定了運輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱的基本箱型，其箱型代號如表2所示：知識點：瓦楞紙板箱形標準（1）1、包卷式紙箱2、分離式紙箱3、三角柱型紙箱4、大型紙箱5、新型隔板知識點：非標準瓦楞紙箱方便堆碼碼箱（1）方便堆碼碼托盤紙紙箱結構構之一方便堆碼碼托盤紙紙箱結構構之二方便堆碼碼箱（2）方便堆碼碼的果蔬蔬運輸托托盤箱方便堆碼碼箱（3）隔板（1）Camicon隔板結結構（a）隔隔板（b）固固定形隔隔板（c）緩緩沖底隔隔板（d）三三角形隔隔板（e）盤盤式隔板板（f）連連箱型隔隔板隔板結構構之一（a）2×2隔隔板（b）3×2隔隔板隔板結構構之二（a）3×2隔板（（b）成型型圖（（c））4××3隔板板隔板結構構之三（a）3×2隔板（b）4×3隔板隔板（2）一、內裝裝物排列列方式1、長方方體內裝裝物排列列方式（1）排排列數目目式中———瓦楞楞紙箱裝裝量，件件——瓦楞楞紙箱長長度方向向上內裝裝物排列列數目，，件——瓦楞楞紙箱寬寬度方向向上內裝裝物排列列數目，，件——瓦楞楞紙箱高高度方向向上內裝裝物排列列數目，，件瓦楞紙箱箱尺寸設設計（2）排排列方向向立放：lb//LB內裝物底底面//紙箱底底面?zhèn)确牛篵h//LB內裝物端端面//紙箱底底面平放：lh//LB內裝物側側面//紙箱底底面圖5-55可以以幫助進進一步理理解，其其中P、、Q、R、S、、T、V分別代代表6種種不同的的排列方方向。圖5-55內內裝物物排列方方向（a）外外包裝紙紙箱（（b））內裝物物立放（（c）內裝裝物側放放（（d）內內裝物平平放（3）排排列方式式排列數目目與排列列方向的的綜合為為排列方方式。瓦瓦楞紙箱箱裝量數數目決定定內裝物物的可能能排列數數目種類類很多，，而每一一種排列列數目又又有6種種可能的的方向，，所以構構成一個個瓦楞紙紙箱可以以有多種種排列方方式，而而每一種種排列方方式又對對應著一一種箱形形尺寸。。例：某牙牙膏選用用0201型型瓦楞紙紙箱作外外包裝，，內裝中中包裝24盒盒，中包包裝外尺尺寸為190××140×120(mm)，，試選選擇合適適的排列列方法。。分析：牙牙膏軟管管在中包包裝盒內內只能平平放或側側放。lh//LB或bh/LB，而而中包裝裝盒則選選擇立放放為最佳佳。即P型型l//L或Q型型b//L將中包裝裝盒的長長度、寬寬度與高高度分別別乘以倍倍數Nlnbnh×1190140120×2380280240×3570420360×4760560480×5950700600×61140840720×7………………………×8………………………如果綜合合考慮紙紙板用量量、抗壓壓強度、、堆碼狀狀態(tài)、美美學因素素等條件件，則0201箱形形比例以以L:B:H=1.5:1:1為最佳佳。尋找相應應的L與與B。。則，11405601202.04:1:0.218407601201.11:1:0.16距1.5:1:1相相差甚遠遠，故舍舍棄。高度方向向排列兩兩層，先先考慮4×3××2則，7604202401.81:1:0.575705602401.02:1:0.43舍棄高度方向向排列三三層，先先考慮4×3××2則，7602803602.71:1:1.295603803601.47:1:0.95發(fā)現(xiàn)只有有4b××2l×3h560××380×360方方案最接接近目標標。因此，選選定排列列方式為為：Q型：：4L××2B×3H=nb×nl××nh2、圓柱柱體內裝裝物排列列方式（1）錯錯列排列列圖5-56圓圓柱體體內裝物物錯列排排列（2）列數與與空間利用用率關系①列數與空空間利用率率關系m=M-1②排列優(yōu)數數（Q）式中：Q——排列列優(yōu)數；M——排列列行數；N——奇數數行排列列列數；INT(M/2)———不大于于M/2的的最大整數數。當Q>1時時，齊列排排列的空間間利用率優(yōu)優(yōu)于錯列排排列，當Q<1時則則反之。（3）錯列列排列列數數優(yōu)化值域域列數優(yōu)化值值域就是在在錯列排列列中，當行行數一定時時，奇數行行排列列數數在該值范范圍內則空空間利用率率一定優(yōu)于于齊列排列列，而且數數值越大，，空間利用用率越高，，而在該值值域范圍之之外，空間間利用率一一定低于齊齊列排列。。二、理想尺尺寸比例與與最佳尺寸寸比例1、尺寸比比例尺寸比例定定義如下：：式中：———瓦楞楞紙箱長寬寬比——瓦楞紙紙箱高度比比——瓦楞紙紙箱長度尺尺寸，mm——瓦楞紙紙箱寬度尺尺寸，mm——瓦楞紙紙箱高度尺尺寸，mm2、理想尺尺寸比例圖5-57瓦楞楞紙箱尺寸寸比例3、理想尺尺寸比例的的單項決定定因素（1）紙板板用量（2）抗壓壓強度A.RL對抗壓強度度的影響圖5-58瓦楞楞紙箱箱面面應力分布布圖5-59RL與抗壓強度度關系曲線線B.RH對抗壓強度度的影響圖5-60紙箱箱高度與抗抗壓強度關關系曲線（3）堆碼碼狀態(tài)A.RL對對堆碼狀態(tài)態(tài)的影響：：有兩類堆堆碼形式，，一類是平平齊堆碼（（重疊堆碼碼），一類類是交錯堆堆碼。圖5-61紙箱箱RL對堆堆碼狀態(tài)的的影響（a）平齊齊堆碼（（b）井井式堆碼（（RL=2）（c）銷式式回轉堆碼碼（RL=2）（d）瓦形形堆碼（RL=1.5或RL=1.33）B.RH對堆碼狀狀態(tài)的影響響圖5-62紙箱箱RL對堆堆碼載荷的的影響0201型型箱的最佳佳尺寸比例例應為1.5:1:1（4）美學學因素當代造型美美學常用比比例有：A.黃金分分割比例B.整數比比例C.直角比比例三、瓦楞紙紙箱尺寸設設計1．內尺寸寸（1）內尺尺寸確定因因素a.內裝物物最大外尺尺寸；b.內裝物物排列方式式；c.內裝物物公差系數數；d.內裝物物隔襯與緩緩沖件的相相關尺寸。。（2）內尺尺寸計算公公式除錯列排列列的圓柱形形內裝物以以外，其他他內裝物的的瓦楞紙箱箱內尺寸計計算公式如如下：式中——紙箱內內尺寸，㎜㎜——內裝物物最大外尺尺寸，㎜——內裝物物排列數目目——內裝物物公差系數數，㎜——襯格或或緩沖件總總厚度，㎜㎜——內尺寸寸修正系數數，㎜圖5-66中包包裝間隙系系數（a）空包包裝（（b）實包包裝（（c）包裝裝尺寸（3）采用用錯列排列列包裝的內內尺寸計算算公式圓柱體內裝裝物采用錯錯列排列時時，包裝內內尺寸計算算公式如下下：高度內尺寸寸計算公式式同齊列排排列。式中：Li=包裝長長度內尺寸寸（列方向向長度尺寸寸）Bi=包裝裝寬度內尺尺寸（行方方向長度尺尺寸）N——錯列列排列奇數數行列數M——錯列列排列行數數d——間隙隙系數Ki——內內尺寸修正正系數個數增加率率=單位面積降降低率=a.當錯錯列排列列列數在列數數優(yōu)化值域域范圍內，，可以提高高圓柱體內內裝物在包包裝中的空空間利用率率，從而達達到減量化化及降低生生產、運輸輸、倉儲成成本的目的的。b.列數數優(yōu)化值域域與圓柱體體內裝物的的大小即直直徑D無關關。2、制造尺尺寸箱體長、寬寬、高度制制造尺寸計計算公式式中———瓦楞楞紙箱長、、寬、高度度制造尺寸寸，㎜——紙箱內內尺寸，㎜㎜——瓦楞紙紙板計算厚厚度，㎜——由內向向外紙板層層數——箱面系系數圖5-67瓦楞楞紙箱內尺尺寸、外尺尺寸與制造造尺寸的關關系（a）“└┘”形結構（（b））“∟”形結構3.外尺寸寸外尺寸計算算公式如下下：將后兩項常常數合并，，仍用表示示：式中———紙箱箱外尺寸，，㎜——紙箱最最大制造尺尺寸，㎜——紙箱外外尺寸修正正系數，㎜㎜第四節(jié)瓦瓦楞紙紙箱強度設設計一、影響瓦瓦楞紙箱強強度的因素素基本因素包包括：①原紙強度②瓦楞楞型③瓦楞紙板種種類④瓦楞紙板含含水率⑤流通領域中中外界環(huán)境境的影響可變因素包包括：①箱型與箱形形（尺寸比比例）②印刷面積與與開孔位置置③瓦楞紙箱制制造技術④制箱設備缺缺陷⑤質量管理。。二、抗壓強強度1、抗壓強度圖5-72瓦瓦楞紙箱箱抗壓試驗驗曲線2、瓦楞紙紙箱抗壓強強度計算（1）凱里里卡特（K.Q.Kellicutt）公式A.凱里卡卡特公式：：一般凱里里卡特公式式如下：式中———瓦楞紙紙箱抗壓強強度，N——瓦楞紙紙板原紙的的綜合環(huán)壓壓強度，N/㎝——瓦楞常常數——瓦楞紙紙箱周邊長長，㎝——紙箱常常數其中瓦楞紙紙板原紙的的綜合環(huán)壓壓強度計算算公式如下下：式中———面面紙環(huán)壓強強度測試值值，N/0.152m——瓦楞芯芯紙環(huán)壓強強度測試值值，N/0.152m——瓦楞收收縮率，即即瓦楞芯紙紙原長度與與面紙長度度之比對于單瓦楞楞紙板來說說，公式（（5-21）為：對于雙瓦楞楞紙板來說說，公式（（5-21）為：補充環(huán)壓強度（（RCT））：是指將將一定尺寸寸的試樣，，插在試樣樣座內形成成圓形，在在兩測量板板之間進行行壓縮，壓壓潰前所能能承受的最最大的力。。平壓強度（（CMT））：指在一一定的濕度度下，將瓦瓦楞芯紙在在一定齒形形的槽紋儀儀上，壓成成一定形狀狀的瓦楞，，然后在壓壓縮儀上測測定瓦楞所所承受的力力，以kg表示。邊壓強度（（ECT））試樣的瓦瓦楞方向垂垂直于耐壓壓強度測定定器的兩板板，然后施施壓，直到到樣品壓壞壞為止。B.凱里卡特簡簡易公式：：凱里卡特特公式的計計算需要用用到方根，，所以顯得得非常復雜雜。為使計計算簡化，，可將公式式（5-20）中的的常數項進進行合并，，而且，一一旦紙箱尺尺寸確定，，其周長也也可以作為為常數處理理，即式中———瓦楞紙紙箱抗壓強強度,N——瓦楞紙紙板原紙綜綜合環(huán)壓強強度,N/㎝——凱里卡卡特簡易常常數C.06類紙紙箱抗壓強強度計算公公式：06類紙箱箱抗壓強度度計算公式式如下：式中————06類紙紙箱抗壓強強度,N——主體箱箱板抗壓強強度,N——端板抗抗壓強度,N其中計算公式式為:式中———與與主體箱板同同材質0201紙箱抗壓壓強度,N——與端板同同材質0201紙箱抗壓壓強度,N——瓦楞紙箱箱長度外尺寸寸,㎜——瓦楞紙箱箱寬度外尺寸寸,㎜D.包卷卷式紙箱抗壓壓強度計算公公式包卷式紙箱抗抗壓強度計算算公式如下：：式中———包卷卷式紙箱抗壓壓強度，N——用凱里卡卡特公式計算算的0201紙箱抗壓強強度，N——搖蓋長度度，㎜——紙箱寬度度外尺寸，㎜㎜另外，也有直直接利用綜合合環(huán)壓強度計計算包卷式紙紙箱抗壓強度度的計算公式式：式中———包卷卷式紙箱抗壓壓強度，N——瓦楞紙板板原紙綜合環(huán)環(huán)壓強度值，，N/㎝——瓦楞常數數——紙箱長度度外尺寸，㎝㎝——紙箱寬度度外尺寸，㎝㎝——紙箱高度度外尺寸，㎝㎝——印刷影響響系數E.其他箱型型抗壓強度計計算部分箱型可按按下式計算：：式中———其他箱箱型抗壓強度度，N——0201型箱用凱里里卡特公式計計算的抗壓強強度，N——箱型抗壓壓強度指數圖5-73為為紙箱箱型抗抗壓強度指數數值，以0201箱抗壓壓強度指數為為100%圖5-73紙紙箱箱型型抗壓強度指指數值（注：W—A為包卷式紙紙箱）（2）馬丁荷荷爾特（Maltenfort）公公式馬丁荷爾特公公式根據瓦楞楞紙板內、外外面紙的橫向向康哥拉平壓壓強度（CLT—O）平平均值來計算算瓦楞紙箱抗抗壓強度。公式如下：式中：———瓦楞紙紙箱抗壓強度度，N——紙箱長度度外尺寸，㎝㎝——紙箱寬度度外尺寸，㎝㎝——紙箱高度度外尺寸，㎝㎝CLT—O———內、外面面紙橫向平壓壓強度平均值值，N由于康哥拉平平壓強度測試試儀的使用在在國際上并不不普及，所以以馬丁荷爾特特公式未廣泛泛應用（3）沃福（（Wolf））公式沃福公式以瓦瓦楞紙板的邊邊壓強度和厚厚度作為瓦楞楞紙板的參數數，以箱體周周邊長、長寬寬比和高度作作為紙箱結構構的因素來計計算瓦楞紙箱箱的抗壓強度度。公式如下下：式中————瓦楞紙箱抗抗壓強度，N——瓦楞紙箱箱邊壓強度，，N/m——瓦楞紙板板厚度，㎜——紙箱周邊邊長，㎝——紙箱長寬寬比——紙箱外高高度尺寸，㎝㎝（4）馬基（（Makee）公式馬基公式把瓦瓦楞紙板的邊邊壓強度和挺挺度作為影響響瓦楞紙箱強強度的主要因因素，而且認認為紙箱抗壓壓強度隨紙箱箱周邊長的平平方根而變化化。式中———瓦楞楞紙箱抗壓強強度，N———瓦楞紙紙板邊壓強度度，N/m——瓦楞紙板板縱向挺度，，mN·m————瓦楞紙板橫橫向挺度，mN·m——紙箱周邊邊長，㎝為了了簡簡化化起起見見，，又又有有將將紙紙板板厚厚度度代代替替挺挺度度的的馬馬基基簡簡易易公公式式：：式中中————瓦瓦楞楞紙紙板板厚厚度度，，cm———紙紙箱箱周周邊邊長長，，㎝㎝類似似的的包包卷卷式式紙紙箱箱抗抗壓壓強強度度計計算算公公式式如如下下：：式中中————包包卷卷式式紙紙箱箱抗抗壓壓強強度度，，N/m————常常數數———瓦瓦楞楞紙紙板板邊邊壓壓強強度度，，N/m————瓦瓦楞楞紙紙板板厚厚度度，，㎝㎝———瓦瓦楞楞紙紙箱箱周周邊邊長長，，㎝㎝————紙紙箱箱長長寬寬比比———常常數數（5））由由原原紙紙強強度度計計算算紙紙板板強強度度的的公公式式式中中————瓦瓦楞楞紙紙板板邊邊壓壓強強度度，，N/m———外外面面紙紙環(huán)環(huán)壓壓強強度度，，N/0.152m———內內面面紙紙環(huán)環(huán)壓壓強強度度，，N/0.152m———瓦瓦楞楞芯芯平平壓壓強強度度，，N/0.152m三、、載載荷荷1、、載載荷荷載荷荷和和抗抗壓壓強強度度都都是是紙紙箱箱設設計計中中的的主主要要依依據據，，而而兩兩者者相相比比之之下下，，載載荷荷在在現(xiàn)現(xiàn)代代包包裝裝中中更更有有實實用用價價值值。。載荷荷計計算算公公式式如如下下：：式中中————載載荷荷，，N———載載荷荷系系數數———單單件件紙紙箱箱包包裝裝總總質質量量，，㎏㎏———流流通通過過程程中中最最大大有有效效堆堆碼碼高高度度，，㎜㎜———瓦瓦楞楞紙紙箱箱高高度度外外尺尺寸寸，，㎜㎜根據據流流通通條條件件（（時時間間、、濕濕度度、、振振動動等等））不不同同，，載載荷荷系系數數可可在在1范范圍圍內內變變化化。。2、、最最大大堆堆碼碼層層數數商品品在在倉倉庫庫內內的的保保管管費費用用，，取取決決于于商商品品在在倉倉庫庫內內的的占占地地面面積積，，所所以以為為了了盡盡可可能能減減少少商商品品的的占占地地面面積積，，提提高高倉倉儲儲面面積積利利用用率率，，就就應應該該充充分分利利用用倉倉庫庫的的最最大大空空間間高高度度來來堆堆碼碼。。為為此此，，瓦瓦楞楞紙紙箱箱結結構構就就要要具具有有一一定定的的強強度度，，使使位位于于底底層層的的瓦瓦楞楞紙紙箱箱不不致致于于在在上上層層紙紙箱箱的的重重力力作作用用下下壓壓壞壞變變形形。。因因此此，，最最大大堆堆碼碼層層數數既既決決定定了了倉倉儲儲的的經經濟濟性性，，也也決決定定了了瓦瓦楞楞紙紙箱箱的的必必要要強強度度。。（1））無無托托盤盤堆堆碼碼的的最最大大堆堆碼碼層層數數如圖圖5-78所所示示，，在在無無托托盤盤堆堆碼碼時時，，最最大大堆堆碼碼層層數數為為式中中————最最大大堆堆碼碼層層數數———流流通通過過程程中中最最大大有有效效堆堆碼碼高高度度，，㎜㎜———紙紙箱箱高高度度外外尺尺寸寸，，㎜㎜將上上式式代代入入公公式式則式中中————紙紙箱箱載載荷荷，，N————載載荷荷系系數數———單單個個紙紙箱箱包包裝裝總總質質量量㎏㎏————最最大大堆堆碼碼層層數數圖5-78最最大大堆堆碼碼層層數數（2））托托盤盤堆堆碼碼的的最最大大堆堆碼碼層層數數從圖圖5-78可可見見，，托托盤盤堆堆碼碼時時，，最最大大堆堆碼碼層層數數的的確確定定比比較較復復雜雜。。主主要要取取決決于于下下列列因因素素：：———流流通通過過程程中中最最大大有有效效堆堆碼碼高高度度，，㎜㎜———托托盤盤高高（（厚厚））度度，，㎜㎜———托托盤盤包包裝裝的的最最大大高高度度，，㎜㎜——紙箱高度度外尺寸，㎜㎜由于涉及因素素較多，所以以采用逐步試試算法。計算算過程如下：：a.式中———單個托盤盤包裝中最大大紙箱堆碼層層數b.式中———流通過程程中最大有效效堆碼高度下下可堆碼最少少的托盤包裝裝的層數c.式中———倉倉儲中紙箱可可能的最大堆堆碼層數d.式中———倉倉儲堆碼可能能的托盤包裝裝層數e.式中———可可以考慮的堆堆碼層數如果，，則如果，，或者，，而又又不是是素數（除其其本身與1外外無其他約數數如3、5、、7、11等等），則可以以考慮在每個個托盤包裝上上減去一層瓦瓦