影響瓦楞紙箱強度因素關(guān)系性與抗壓強度的計算和設(shè)計

影響瓦楞紙箱強度因素關(guān)系性與抗壓強度的計算和設(shè)計演講人：陳希榮一、現(xiàn)代運輸包裝技術(shù)的新包裝形態(tài)運輸是物資流通過程中的一個重要環(huán)節(jié)。所有原材料和產(chǎn)品，從生產(chǎn)地送到需要地，都必須通過運輸。運輸是商品生產(chǎn)在流通領(lǐng)域的繼續(xù)，也是創(chuàng)造價值的生產(chǎn)性勞動。為使運輸合理化，必須組織商品合理運輸，提高商品的運輸效率和裝載效率，建立運輸量大、速度快的新運輸體制。并采用相應(yīng)的新包裝形態(tài)。為了保護產(chǎn)品在流通過程中的安全，產(chǎn)品包裝應(yīng)滿足運輸?shù)娜缦乱蟆?、 包裝完整，箱面標志清楚。貨物的運輸包裝一般應(yīng)完整、滿裝、成型。內(nèi)裝貨物應(yīng)均勻分布裝載、排擺整齊、壓縮體積、內(nèi)貨固定、重心位置居中靠下，對龐大的產(chǎn)品應(yīng)考慮拆裝，以使拆裝后的體積小于原來整體產(chǎn)品的體積或滿足運輸工具裝載的規(guī)定。同時在箱面應(yīng)印刷必要的標志，以方便理貨，識別和引起應(yīng)有的注意。如當某種原因發(fā)生貨、單分離時，就可根據(jù)包裝標記來加以辨認；對某些有防護要求（防潮、易碎、易燃等）的包裝件，則可根據(jù)相應(yīng)的標志，對其進行合理的操作。2、 具有合理的強度。包裝件在運輸過程中，不可避免地要經(jīng)受多次的搬運、裝卸等機械或人力操作，包裝件的結(jié)構(gòu)強度應(yīng)能適應(yīng)這些操作而不損壞。同時需考慮運輸過程中的各種嚴酷環(huán)境條件，如氣候、生物、機械等對包裝結(jié)構(gòu)及材料的劣化與侵蝕作用，避免包裝結(jié)構(gòu)強度降低，從而損壞內(nèi)裝產(chǎn)品，使生產(chǎn)變?yōu)闊o益的社會勞動。如用紙箱包裝，要質(zhì)量堅韌，能承擔(dān)所載貨物的重量，貨物裝箱后堆碼高為2.5米時應(yīng)以紙箱不變形為準，紙箱內(nèi)應(yīng)裝滿不留空隙，以增強紙箱的抗壓力等，用木箱包裝，應(yīng)根據(jù)貨物的性質(zhì)、價值、體積和重量選用材料。結(jié)價值高，容易散落丟失的貨物，應(yīng)使用密封木箱，其它可使用膠水板箱，花格箱等。對重量較大、較長的貨物，應(yīng)增加箱檔和箱板厚度等。一般貨物的運輸包裝應(yīng)符合GB9174《一般貨物運辦輸包裝技術(shù)條件》標準的規(guī)定。貨物運輸包裝標志應(yīng)符合GB191《包裝儲運圖示標志》、GB6388《運輸包裝收發(fā)貨標志》和GB5892《對輻射能敏感的光學(xué)材料圖示標志》的規(guī)定。3、 包裝尺寸應(yīng)與運輸工具的有效容積和載重量。如采用托盤或集裝箱將若干相同或不相同的包裝單位，通過一定的手段按一定秩序，把它們集合起來組成一個更大的包裝單位的集合包裝技術(shù)，就能達到上述目的，同時還有利于裝卸搬運和運輸。通過集合包裝技術(shù)，可實現(xiàn)集裝化運輸，當采用集裝化運輸時，各類直方體運輸包裝件的底面外形尺寸模數(shù)，一般選作600mm*400mm；外形尺寸還須符合GB4892《硬質(zhì)直方體運輸包裝尺寸系列》標準的規(guī)定，并與集裝運輸工具相適應(yīng)。國產(chǎn)載重汽車車箱的內(nèi)部尺寸可以查表；火車貨運棚車主要有P1P50P13三種車型，內(nèi)部尺寸也可查4、瓦楞紙箱的標準及規(guī)格標準化目前，國內(nèi)的紙箱規(guī)格五花八門，有上百種之多，行業(yè)標準不能及時與國際接軌，給紙箱廠的機械、制板增加了不必要的麻煩。而在國外發(fā)達國家，標準是統(tǒng)一的，用戶和加工廠用的都是統(tǒng)一的標準箱；紙箱規(guī)格是統(tǒng)一的，用戶按統(tǒng)一的規(guī)格做紙箱，而規(guī)格不可能很多。所以，學(xué)習(xí)國外的管理經(jīng)驗很有必要。歐洲瓦楞紙板生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合會在推出了蔬菜、水果等新鮮產(chǎn)品瓦楞紙板包裝托盤的尺寸標準，目的是統(tǒng)一托盤的外部尺寸，優(yōu)化紙托盤在木托盤上的堆碼。根據(jù)歐洲使用的標準，木盤尺寸為1200mm*1000mm和1200mm*800mm兩種，蔬菜、水果用瓦楞紙板托盤的外部尺寸被確定為兩類：CFI的尺寸為597mm*398mm。托盤的高度不受限制，可以根據(jù)被包裝產(chǎn)品的體積的需要調(diào)整。采用規(guī)范化的瓦楞紙板托盤后，對來自歐洲各國的產(chǎn)品可以隨意進行分貨，不再需要重新分裝或改用木托盤。這一規(guī)格已開始向美國發(fā)展。美國瓦楞紙板協(xié)會已采取措施使美國標準能與歐洲瓦楞紙板生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合會標準兼容，以便于美國與歐盟各國之間新鮮產(chǎn)品的貿(mào)易往來。我國聯(lián)運托盤大多采用平托盤，其尺寸為800mm*1000mm、800mm*1200mm、1000mm*1200mm三種。為降低運輸費用，提高物流效率，包裝件的外形尺寸應(yīng)盡量與當前常用的運輸工具相適應(yīng)，以便能充分利用現(xiàn)有運輸工具的有效容積和裝載重量。我國瓦楞紙板的出口包裝應(yīng)與歐洲標準接軌，這對提高我國出口產(chǎn)品的質(zhì)量、改善中國出口產(chǎn)品形象都是非常有益的。5、運輸包裝的安全措施機電產(chǎn)品出口運輸過程中由于破損現(xiàn)象而引起的賠償和爭執(zhí)浪費了很多時間與費用。其實很多破損是因為出口運輸包裝中的安全措施（固定防護）不當引起的，而這些現(xiàn)象本來是可以避免的。為了防止機電產(chǎn)品在出口運輸過程中因沖擊振動而發(fā)生滑移碰撞、翻倒等現(xiàn)象，需要用安全緊固帶或鏈、木條木塊、緊固螺栓等把包裝物固定在木箱底座上。另一種方式可以考慮增加包裝物和底座之間的磨擦系數(shù)。二、瓦楞紙箱的抗壓強度的計算及設(shè)計瓦楞紙板與原紙的特性直接影響到瓦楞紙箱的品質(zhì)，尤其近年來世界包裝發(fā)展趨勢及運輸形態(tài)與方式的改變，瓦楞紙板品質(zhì)也趨向于“裱面紙板輕磅化，瓦楞芯紙重磅化”這說明了瓦楞紙器的品質(zhì)趨向于重視耐壓強度，較以往僅重視破裂強度的觀念，的確有重大改變。因此，瓦楞紙箱最主要特性就是紙箱耐壓強度，而瓦楞紙箱的耐壓強度與瓦楞紙板的芯紙、芯紙與裱面紙板的組合結(jié)構(gòu)關(guān)系至為密切，其間的關(guān)系可由環(huán)壓強度（原紙），豎壓強度（紙板）、箱壓強度（紙箱）及至單們化堆積強度（墊板化）構(gòu)成一連續(xù)的特性。所以，瓦楞紙箱耐壓強度的計算及影響紙箱耐壓強度是瓦楞紙箱設(shè)計的重點。瓦楞紙板與原紙的特性直接影響到瓦楞紙箱的品質(zhì)，尤其近年來世界包裝發(fā)展趨勢及運輸形態(tài)與方式的改變，瓦楞紙板品質(zhì)也趨向于“裱面紙板輕磅化、瓦楞芯紙重磅化”，這說明了瓦楞紙器的品質(zhì)趨向于重視耐壓強度，較以往僅重視破裂強度的觀念，的確有重大改變。因此，瓦楞紙箱最主要特性就是紙箱耐壓輕度。而瓦楞紙箱的耐壓強度與瓦楞紙板的芯紙、芯紙與裱面紙板的組合結(jié)構(gòu)關(guān)系至為密切，其間的關(guān)系可由環(huán)壓強度（原紙）、豎壓強度（紙板）、箱壓強度（紙箱）及至單位化堆積強度（墊板化）構(gòu)成一連續(xù)的特性。所以，瓦楞紙箱耐壓強度的計算影響紙箱耐壓強度是瓦楞紙箱設(shè)計的重點。（一）瓦楞紙箱耐壓強度的計算公式1、 瓦楞紙箱的強度（抗壓強度和堆碼強度）既是評價瓦楞紙箱的重要指標，又是設(shè)計瓦楞紙箱的重要條件，所以它是一個非常重要的因素。抗壓強度是瓦楞紙箱的一個至關(guān)重要的性能指標，合理地設(shè)計紙箱抗壓強度是紙箱設(shè)計的重要內(nèi)容之一。紙箱的抗壓強度過高或過低都是不允許的，過高必會使包裝成本升高，過低則其保護商品的功能喪失。同時紙箱抗壓強度的影響因素多而復(fù)雜，需要設(shè)計人員加強對相關(guān)理論的了解，并根據(jù)前人提出的較為科學(xué)的計算方法和實踐經(jīng)驗來進行合理的設(shè)計。瓦楞紙箱抗壓強度是指將瓦楞紙箱放在壓力實驗機兩壓板之間，均勻加壓至紙箱壓潰時的最大負荷及變形量，用N或kN表示。所以，正確評價瓦楞紙箱的抗壓強度，要包括以下幾個方面：最大負荷，變形量和測試值偏差。2、 瓦楞紙箱抗壓強度計算根據(jù)瓦楞紙箱抗壓強度計算公式，可以按預(yù)定條件計算必需的瓦楞紙箱強度，看其能否滿足要求，反之，也可以根據(jù)所預(yù)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紙板原紙?？箟簭姸扔嬎愎胶芏啵篌w上可以分為兩類，一類根據(jù)瓦楞紙板原紙，即面紙和芯紙的測試強度來進行計算，另一類則直接根據(jù)瓦楞紙板的測試強度進行計算。瓦楞紙箱制成后，可以通過實際測量來得到其抗壓強度值，但很難做到通過制作大量各種強度的紙箱來確定所需。為了在制造之前就能比較準確地預(yù)測到紙箱的抗壓強度，很多研究都根據(jù)大量的研究結(jié)果和實踐經(jīng)驗，提出了多種瓦楞紙箱抗壓強度的計算公式，如凱里卡特（Kellicutt）公式，馬丁福特（Maltenfort）公式、馬基（Makee）公式、沃弗（Wolf）公式等，其中比較常用的是凱里卡特（Kellicutt）瓦楞紙箱抗壓強度計算公式。利用紙箱抗壓強度預(yù)定值的計算公式、凱里卡特公式：一方面，可以通過已知原紙強度、瓦楞紙板層數(shù)、瓦楞楞型及組合、紙箱長寬尺寸等條件比較準確地預(yù)測出紙箱的抗壓強度；另一方面，就是根據(jù)預(yù)定的紙箱抗壓強度，通過凱里卡特公式來設(shè)計紙箱尺寸、選擇瓦楞型號及原紙種類。3、 瓦楞紙箱抗壓強度計算公式：（1）Mackee計算式（單層或雙層瓦楞紙箱均適用）P=5.874XPmXH°?508XZ°.492=5.87XPmX（HXZ）1/2Pm：瓦楞紙板邊壓強度；H：瓦楞紙板的厚度（mm）；Z：紙箱的周邊長（cm）（2） Wolf耐壓強度計算公式：Wolf式與Mackee式同樣的條件下，另加上紙箱的長寬比及箱的高度等因素推算所得之鄉(xiāng)的耐壓強度，精度較高，其關(guān)系式如下：P=1.1772PMXZ0.5XH0.5（0.3228A—0.1217A2+1）/D0.041P：紙箱的耐壓強度（Kg）；Z：紙箱的周邊長（cm）；H：瓦楞紙板的厚度（mm）；D：紙箱的高度（cm）；A：紙箱的寬長比（W/L）；Pm：瓦楞紙板邊壓強度。（3） 耐壓強度安全率的設(shè)計：瓦楞紙箱耐壓強度的安全決定于大氣的濕度、紙箱的含水率、儲存時間、堆存方式、輸送條件、瓦楞紙箱制造條件等因素，安全率設(shè)定過高時成本提高、不經(jīng)濟，過低時在存儲及運輸過程中，紙箱易被壓潰而致內(nèi)容物發(fā)生破損現(xiàn)象?；谇傲懈饕蛩氐挠绊?，瓦楞紙箱的安全率于堆積最下層紙箱的荷重約在2—8倍，一般可分下列數(shù)種情形；a、內(nèi)容物本身能承受部分重力，運輸條件和倉儲條件良好的場合，其安全率為—2.5倍。b、普通條件的場合，安全率為2.0—2.5倍。c、大氣濕度高，內(nèi)容物具有放濕性的情形，安全率為4.0—8.0倍。4、 瓦楞紙箱抗壓強度校核由于受生產(chǎn)過程中各種因素的影響，最后用選定原料生產(chǎn)的紙箱抗壓強度不一定與估算結(jié)果完全一致，因此最終精確確定瓦楞紙箱抗壓強度的方法是將紙箱恒溫恒濕處理以后用壓力機測試。對于無測試設(shè)備的中小型廠，可以在紙箱上面蓋一木板，然后在模板上堆放等量的重物，來大致確定紙箱抗壓強度是否滿足要求。瓦楞紙箱的抗壓強度應(yīng)大于瓦楞紙箱在實際堆碼儲存中所承受的最低負荷，即PAPsPs=kpG（H-ho）/ho式中P一瓦楞紙箱抗壓強度，N；Pz一瓦楞紙箱堆碼中承受的最低負荷，N；Kp一瓦楞紙箱抗壓強度安全系數(shù)；G一瓦楞紙箱所裝物品的重量，N；H一瓦楞紙箱堆碼高度，cm，一般為300cm；ho一瓦楞紙箱的高度，cm?？箟簭姸劝踩禂?shù)是根據(jù)瓦楞紙箱所裝物品的儲存期和儲存條件決定；儲存期小于30天時，kp=1.60;儲存期為30?100天時，kp=1.65；儲存期100天以上時，kp=2.00。5、簡化凱里卡特公式：瓦楞紙箱的抗壓強度計算方式可按簡化的凱里卡特公式計算，即：P=2.54Px?F式中，P為瓦楞紙箱抗壓強度（kgf）；Px為每厘米瓦楞原紙綜合環(huán)壓強度（kgf/cm）；F為常數(shù)，有關(guān)F值可查表。（二）瓦楞紙箱堆碼強度計算。1、 堆碼強度和抗壓強度都是紙箱設(shè)計的主要依據(jù)。而兩者相比之下，堆碼強度在現(xiàn)代包裝設(shè)計尤為重要。堆碼強度指倉庫儲藏的瓦楞紙箱包裝在堆垛要塌之前所能承受的負荷，安全系數(shù)是紙箱在實際堆碼情況下可以得到的安全系數(shù)。比較簡易的計算公式是：P=5.874xECTxJTxC式中，P一抗壓強度，N；ECT一邊壓強度，N/m；T一紙板厚度，m；C一紙箱周長，m。從瓦楞紙箱抗壓強度主要取決于紙板邊壓強度，又稱為垂直抗壓強度，是對瓦楞紙板試樣以垂直方向施加壓力，施壓過程中紙板所能承受的最大力即為紙箱的邊壓強度。2、 瓦楞紙箱的堆碼強度計算的實例：紙箱抗壓強度馬基公式：Pmc=5.87PmT0.5TZ0.5沃耳福公式：Pwc=1.1772PmT0.5TZo.5（0.3228-0.1217A2+1）/H0.041堆碼載荷：Ps=9.81G（Nmax-1）安全系數(shù)：K=Pwc/Ps>1,例題：產(chǎn)品重25kg，S-2.3A瓦0201紙箱，尺寸為370x275x518，堆碼5層。查得邊壓強度=6370N/m，A瓦厚5.5mm,按馬基公式得：Pac=3152N堆碼載荷：Ps=981N安全系數(shù)：K=3.21取堆放時間為90天，相對濕度70%，高質(zhì)量紙箱，錯位堆碼，野蠻裝卸，有印刷和開口，得nai=3.12小于安全系數(shù)。滿足要求：3、 根據(jù)客戶產(chǎn)品堆碼高度或堆碼層數(shù)要求，計算出瓦楞紙箱的抗壓強度的預(yù)定值：P=KxG（H/h-1）x9.8或P=KxG（C-1）x9.8式中，P—抗壓力值，N；K一劣變系數(shù)（強度系數(shù)）；G一單件包裝毛重；kgH一堆碼高度m；H一箱高，m；H/h—bcg整位數(shù)，小數(shù)點后面無論大、小都入上。注：劣變系數(shù)（強度系數(shù)）K根據(jù)紙箱所裝貨物的貯存期和貯存條件決定。預(yù)定了瓦楞紙箱抗壓強度以后，即可選擇合適的箱板紙、瓦楞原紙來生產(chǎn)瓦楞紙板，確保達到瓦楞紙箱的抗壓強度。4、紙箱的抗壓力值的計算方式：空箱壓力試驗，看其抗壓力值是否大于下式的計算結(jié)果，如符合，則可選定此款箱作該商品的外包裝，如不符合，則選擇大一檔搭配材質(zhì)的紙箱。P=H_XGXKX9.807,、h ...,,、，八 、，八 ，一」一一一人.式中：P一要求之耐壓力，單位：N；H-貨柜內(nèi)實際裝載高度，單位：m；G一紙箱毛重（含內(nèi)容物），單位：kg；K一安全系數(shù)。安全系數(shù)由諸多因素決定的，其決定因素如下表所列：因子種類程度安全系數(shù)權(quán)數(shù)濕度因子干燥V50%RH-1一般濕度50%-60%RH0高濕度61%-80%RH+1非常高濕度80%?100RH+2存放時間因子0?2周02?4周+1長于4周+2內(nèi)容物之支撐性因子高支撐力（瓶罐，杯子）-2一般支撐力（內(nèi)彩盒……）-1無支撐力（服飾，軟性放品）+1需支撐輔助（大型產(chǎn)品，易碎物）+2重量加權(quán)因子>40lbs(18.16dg)+2V40lbs(18.16dg)+1.5綜合考慮各因素的影響，在無法明確各影響因素的程度時，K值推薦選3。（三）瓦楞紙箱抗壓強度的設(shè)計：1、瓦楞紙箱抗壓強度僅適用于對封閉式瓦楞紙箱空箱檢測，其是作為一完整包裝而言，目前有許多瓦楞紙箱采用底托盤包裝，瓦楞紙箱僅為箱體的一部分，即瓦楞紙箱底部為敝開式，這類包裝方式在抗壓方面主要是內(nèi)裝產(chǎn)品及襯墊來支撐起作用，不必要要求瓦楞紙箱抗壓強度，如果一味的強調(diào)瓦楞紙箱抗壓強度，一方面保證不了測定的抗壓強度穩(wěn)定性，又造成成本的浪費。2、抗壓測試過程分為四個階段：第一是預(yù)加負荷階段，以保證瓦楞紙箱與抗壓試驗機壓板接觸；第二是橫壓線被壓下階段，此時負荷略有增加變形量變化就會很大；第三是瓦楞紙箱側(cè)壁受壓階段，此時負荷增加快，變形量增加緩慢。第四是瓦楞紙箱被完全破壞時為瓦楞紙箱的壓潰點。讀取實測值，即為抗壓標準強度，每個試驗數(shù)據(jù)之間的偏差越小紙箱的抗壓性能就越穩(wěn)定。影響瓦楞紙箱抗壓強度的因素較多，這些因素交互發(fā)生作用，只有充分認識這些因素影響的規(guī)律，才能準確預(yù)測出瓦楞紙箱的抗壓強度值，以滿足顧客的需求。由于受各種生產(chǎn)因素的影響，最后選定原材料生產(chǎn)的紙箱抗壓強度不一定與估算結(jié)果完全一致，因此最終精確確定瓦楞紙箱抗壓強度的方法是將紙箱恒溫恒濕處理以后用壓力機測試。3、 瓦楞紙箱的抗壓強度分為有效值與最終值，在進行抗壓測試時，力值的變化有時有一定的緩沖，既當力值與變形量增加到一定階段以后，力值停止而變形量繼續(xù)增加，經(jīng)過一段時間后，力值繼續(xù)增加，直至紙箱的潰點，在緩沖前的力值為有效值，緩沖前的變形量為有效變形量，緩沖以后，力值雖然繼續(xù)增加，但紙箱開始變形，已達不到紙箱本身的使用要求，一般情況下，單瓦B瓦變形量在7以前，單瓦C瓦變形量在9mm以前，單瓦A瓦變形量在10mm以前，雙瓦BC楞箱變形量在18mm以前，雙瓦AB楞箱變形量在20mm以前，測試力值應(yīng)達到抗壓強度的有效值。紙箱質(zhì)量越好，抗壓強度的有效值越高，有效值和最終值的偏差就越少。4、 耐壓強度安全率的設(shè)計：瓦楞紙箱耐壓強度的安全決定于大氣的濕度。紙箱的含水率，儲存時間、堆存方式、輸送條件、瓦楞紙箱制造條件等因素，安全率設(shè)定過高時成本提高，不經(jīng)濟，過低時在儲存及運輸過程中，紙箱易被壓潰而致內(nèi)容物發(fā)生破損現(xiàn)象?；谇傲懈饕蛩氐挠绊?，瓦楞紙箱的安全率于堆積最下層紙箱的荷重約在2-8倍，一般可分下列數(shù)種情形：（1）內(nèi)容物本身能承受部分重力，運輸條件和倉儲條件良好的場合，其安全率為2.0?2.5倍。（2）普通條件的場合，安全率為3.0?3.5倍。（3）大氣濕度高，內(nèi)容物具有放濕性的情形，安全率為4.0?8.0倍。（四）如何正確、有效評定紙箱抗壓力或堆碼測試結(jié)果是否符合標準因抗壓力或堆碼測試結(jié)果具有一定的等效性，用抗壓力分析可幫助我們更好理解。測評紙箱的關(guān)鍵指標一一耐破和抗壓力（或堆碼），綜合研究是否屬于包裝過度（材料設(shè)計過剩），實現(xiàn)包裝物料的設(shè)計在整個產(chǎn)品制造成本中的優(yōu)化貢獻。在產(chǎn)品檢驗過程中，紙箱用戶評定產(chǎn)品是否合格時，往往產(chǎn)生認識上的偏差，對產(chǎn)品測試結(jié)果誤判。如何正確認識和評定瓦楞紙箱的抗壓力和堆碼試驗，做具體分析、探討。紙箱抗壓力、堆碼測試是否符合要求必須明確兩個標準：檢驗狀態(tài)標準、物理指標標準。1、檢驗狀態(tài)分析包裝行業(yè)通常采用如下兩個包裝物料的檢驗狀態(tài)；紙箱樣式溫度、濕度分別為（23+2)°C,(50±5)%，預(yù)處理24h：標準來源：SN/T02693-93《出口商品運輸包裝瓦楞紙箱檢驗規(guī)程》。確定紙箱安全抗壓力、堆碼質(zhì)量指標標準。以上兩指標均可通過公式求得，指標的確定視內(nèi)外銷和貯存期不同而有差異。特殊情況下，如紙箱有內(nèi)容物支撐的，可視實際情況定出合適的抗壓力的指標值，堆碼質(zhì)量指標一定要由公式確定。2、結(jié)果判定:在標準狀態(tài)下檢測的紙箱抗壓力若有一個紙箱力值低于抗壓力指標，則可判定該批箱不合格。提高堆碼測試效率的探討；堆瑪測試往往耗費較長時間，對經(jīng)濟、有效評定的方式還處于摸索階段。(1)基本原理：同款箱安全抗壓力數(shù)值與堆碼質(zhì)量數(shù)值是相等的，樣本的抗壓力最低值不小于安全抗壓力數(shù)值，通過檢測6個紙箱的抗壓力峰值的平均值，即可以確定堆碼測試是否合格。我們可通過下圖直觀了解它們相關(guān)的關(guān)系：kgf』kMax樣本紙箱 J由＜ 安全抗壓力平均值抗壓力峰值區(qū)域安全抗壓力、VMin碓碼質(zhì)量指標值(2)過程及方法：我們先通過經(jīng)驗的測試數(shù)據(jù)了解紙箱抗壓力峰值偏差情況，在標準大氣條件下，經(jīng)搬運、運輸、倉儲等條件下的同款瓦楞紙箱抗壓力峰值最大Max與最小值Min偏差約為28%，單瓦楞紙箱偏差值約33%(應(yīng)剔除個別受損傷嚴重的箱)。①確定標準安全抗壓力的平均值。雙瓦楞紙箱標準安全抗壓力的平均值取值通常應(yīng)為安全抗壓力的1.15(高于安全抗壓值15%)，單瓦楞紙箱標準安全抗壓力的平均值為安全抗壓力的1.18。②在標準狀態(tài)下檢測6個樣本紙箱的抗壓力峰值。③求樣本紙箱抗壓力峰值的算術(shù)平均值。④樣本紙箱抗壓力峰值的算術(shù)平均值大于標準安全抗壓力的平均值，則該批紙箱合格，反之則不合格。三、影響瓦楞紙箱強度因素與耐壓強度的關(guān)系性（一）影響瓦楞紙箱強度的主要因素1、紙箱堆放的溫濕環(huán)境和紙箱含水率對抗壓強度的影響。紙箱對溫濕環(huán)境比較敏感，溫度對紙箱的抗壓強度影響較小，但濕度則非常明顯。隨著溫度和濕度的增加，紙箱的抗壓強度呈明顯下降趨勢，在溫度30°C、濕度80%RH時開始急劇下降，當溫度為45C、濕度95%RH時，抗壓強度下降幅度可達60%以上，很容易造成紙箱坍塌，造成此種情況的主要原因是漿糊在高溫高濕下易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象的緣故。由于瓦楞紙板由漿糊粘合而成，通常情況下瓦楞紙板糊線部位的漿糊為固態(tài)，但如果紙箱長時間存放在高溫高濕的環(huán)境，漿糊會產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，從而造成瓦楞板粘合位脫離，導(dǎo)致紙箱抗壓強度急劇下降。紙箱的含水量與抗壓強度成反比例關(guān)系。一般的講，當瓦楞紙箱水分每增加1%時，其紙箱抗壓強度就會下降9%左右。紙箱的生產(chǎn)環(huán)境、存放環(huán)境、使用環(huán)境、天氣、氣候等因素都會對紙箱的含水量造成影響，為保證紙箱抗壓強度，盡量避免外部環(huán)境對紙箱含水量的影響，保持紙箱的干燥。水分與壓縮強度的關(guān)系:原紙長時間處在大氣濕度相同的狀況下，其含水率會達到平衡狀態(tài)，瓦楞紙箱也具有些種性質(zhì)，瓦楞紙箱的水分含量隨大氣濕度的增減而增減，又由于瓦楞紙箱的耐壓強度亦隨水分含量的增減而增減，其變化如下：相對濕度與紙箱含水量變化比較表相對濕度與紙箱含水量變化比較表相對濕度（%R.H）水分含量％507.5609.0659.87010.58011.79013.210014.8紙箱水分與耐壓強度變化水分（%）耐壓強度（kg）增減率（%）6495+187479+148457+9.19438+4.51041910011393-6.212372-11.213348-17

14325-23.515304-27.52、紙箱的堆碼時間對抗壓強度的影響紙箱的抗壓強度隨著裝載時間的延長而降低，這種現(xiàn)象稱為疲勞現(xiàn)象。試驗表明，在兩個小時以后，紙箱的抗壓強度減少是明顯的，在長期載荷的作用下，只要經(jīng)理一個月的時間，紙箱的抗壓強度就會下降30%，90天的保管堆裝就會造成大約45%的抗壓強度降低，在經(jīng)理一年后，其抗壓強度就只有初始值的50%。在設(shè)計紙箱材質(zhì)時，對流通時間較長的紙箱應(yīng)提其安全系數(shù)。安全系數(shù)設(shè)計方法：一般情況下，國內(nèi)的安全系數(shù)選3~5倍。安全系數(shù)可以在各種各樣的導(dǎo)致抗壓強度的主要因素確定前提下進行計算；K=1/(1-a)(1-b)(1-c)(1-d)(1-e)?其中a：溫度變化導(dǎo)致的降低率；b：堆放時間導(dǎo)致的降低率；c：堆放方法導(dǎo)致的降低率；d：裝卸過程導(dǎo)致的降低率；e：其他因素導(dǎo)致的降低率其中降低率可以參考下表:溫濕度變化裝箱后流通環(huán)境儲存于干燥陰涼環(huán)境裝箱后陸地流通，但環(huán)境溫濕變大裝箱后入貨柜走海運出口抗壓強度降低率10%30%60%堆放時間堆放時間不超過1個月堆放時間1~2個月堆放時間3個月以上抗壓度降低率15%30%40%堆放方法角對角平行式堆碼不能箱角完全對齊但堆放整齊堆放雜亂抗壓強度降低率5%20%30%裝卸過程裝卸一次，裝卸時間很少受到撞擊多次裝卸，但裝卸時對紙箱撞擊較少多次裝卸，裝卸中常受撞擊抗壓強度降低率10%20%50%其他因素增加防水耐潮添加劑內(nèi)裝物本身為貴重易損物件，對紙箱的保護性要求非常高抗壓降低率10%60%堆積日數(shù)與耐壓強度的關(guān)系：瓦楞紙箱在荷重狀態(tài)下，長時間堆積保存會產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，紙箱耐壓強度逐漸下降。3、紙箱的堆碼方式對抗壓強度的影響紙箱豎楞方向承受的壓力大大超過橫楞方向，紙箱堆碼時應(yīng)保持豎楞方向受壓。在紙箱的整個承壓過程中主要是四個角受力，約占整個受力總量的三分之二，箱角部位承受的壓力最高，離箱角越遠，承壓力越低，因此應(yīng)間量減少對紙箱四個角周圍瓦楞的破壞，在堆碼時應(yīng)盡量保持箱角與箱角對齊疊放。紙箱堆碼方式很多，但總結(jié)起來可分為兩種形式：縱行堆碼和交替堆碼。采用縱行堆碼時，紙箱的抗壓強度下降18%左右，而交替堆碼的強度下降為55%左右，交替堆碼不易側(cè)倒。下面幾種堆碼方式按abcdef順序?qū)埾淇箟簭姸鹊慕档鸵来渭哟蟆 b c d ea重疊堆碼b井字堆碼c鎖式回轉(zhuǎn)堆碼d瓦形堆碼e中間堆碼f十字堆碼堆積方式對耐壓強度的影響：通常堆積方式分為：a、上下平行堆積；b、井字堆積；c、砌磚式堆積；d、中間堆積；e、十字堆積。耐壓強度以a的方式最優(yōu)，但是，紙箱長度太長時容易倒，b、c的堆積方式較為穩(wěn)固，耐壓強度約減少20-30%，d的堆積方式，耐壓強度降低30-40%，e的堆積最差，耐壓強度僅為a的20-30%。如在每一層間加放一層墊片，則其壓強度均增強a方式增加10-15%，b方式增加30-40%，d方式增加50-60%。4、紙箱印刷工藝對抗壓強度的影響紙箱版面的印刷面積、印刷形狀及印刷位置對紙箱抗壓強度的印象程度各不相同?？偟膩碚f，印刷面積愈大，紙箱抗壓強度的降低比率也愈大。滿版實地，塊狀及長條狀印刷對抗壓強度的影響比較大，設(shè)計時應(yīng)盡量避免。就紙箱印刷位置而言，印刷在正側(cè)面中間部位較邊緣部位的抗壓高。大量試驗數(shù)據(jù)顯示，單色印刷使紙箱的抗壓強度降低6%?8%，雙色及三色印刷使紙箱的抗壓強度降低10%?15%，四色套印及整版實地印刷使紙箱抗壓強度下降約20%。對于多色印刷，采取先印刷，再覆面模切的預(yù)印加工工藝可以有效降低紙箱因印刷而造成抗壓強度減損的幅度。印刷方式對耐壓強度的影響：（印刷過程：制版一排版一貼板一上機調(diào)試一印刷一模切），印刷過程中要嚴格控制好壓力，一般壓印2mm，紙箱的耐壓強度受印刷方式、印刷面積及印壓的影響最大。a、印刷方式：油性印刷和Flexo印刷可分為兩種方式比較（a）兩側(cè)面呈帶狀印刷（b）

抗壓強度ffi兩側(cè)面和兩端面呈帶狀印刷，印刷面積逐漸擴大。（a）情況：Flexo印刷約降低10%，油性印刷約降低25%；（b）情況：Flexo印刷約降低15%，油性印刷約降低38%?？箟簭姸萬fib、印刷面積：（a）整版印刷約降低40%；（b）橫帶狀印刷，紙箱中央部位，寬度5cm時約降低35%紙箱上緣部位，寬度5cm時約降低30%紙箱上緣及下緣部位各寬5cm時約降低37%；c、印壓：印壓大小與耐壓強度的變化取決于文字印刷、圖案印刷的深淺。5、手提孔位置的影響：a、手提孔的面積愈大，耐壓強度愈低；b、手提孔的位置愈接近上蓋和下底，耐壓強度愈低；c、手提孔的位置愈接近紙箱兩側(cè)，耐壓強度愈低；d、手提空在紙箱的中央部位時，耐壓強度約降低2-4%；在紙箱上下端級兩側(cè)時，耐壓強度約降低10%。6、瓦楞紙板的楞型對紙板抗壓強度的影響人們把發(fā)明的第一個瓦楞形狀定為A型瓦楞，其次發(fā)明了B型瓦楞，后來又發(fā)明了介于A、B楞型大小之間的C楞，之后發(fā)明了E楞，而后又出現(xiàn)了較大的D楞、K楞。近年來，人們又研發(fā)了微型瓦楞，有F、G、N、O等楞型。目前最常用的瓦楞類型為A、B、C、E和K五種，國內(nèi)外生產(chǎn)瓦楞紙箱最常用的是A、B、 C三種楞型及其組合，瓦楞紙板邊壓強度的高低依次為AB、BC、A、C、 B，另外根據(jù)紙箱箱型選擇合適的楞型也很關(guān)鍵，在人們的意識中，往往認為楞型越大，紙箱的抗壓強度越高，而容易忽視楞型對變形量的影響。實際上，楞型越大，紙箱的抗壓強度越大，變形量越大；楞型越■小，紙箱的抗壓強度越小，變形量越小。如果紙箱過大，楞型卻很小，紙箱在抗壓測試時就很容易被壓潰；紙箱過小，楞型卻很大，抗壓測試時會造成變形量過大，緩沖過程長。紙箱的型式對耐壓強度的影響：外裝用瓦楞紙箱以A-1型使用最多，就紙箱的耐壓強度與其他箱型比較：a、同材質(zhì)的A瓦楞單層紙板；b、試驗箱型：A-1型、A-5型、C-1型、D-1型、D-2型等六種；c、紙箱的外尺寸:335*365*245mm；d、試驗條件：n=10，溫度20°C，濕度65%R，H。。調(diào)制24小時侯測定；e、試驗結(jié)果：以A-1型紙箱的耐壓強度為100。所得結(jié)果如下表箱的型式強度指數(shù)箱的型式強度指數(shù)A-1型100C-3型212A-5型124D-1型72C-1型59D-2型70009590抓壓強度(%)7、紙箱的周長、高度尺寸及長寬比對抗壓強度的影響009590抓壓強度(%)圖2紙箱的長寬比與抗壓強度的關(guān)系（1）紙箱的周長影響

圖2紙箱的長寬比與抗壓強度的關(guān)系在用料和楞型相同的情況下，紙箱周長的增長與抗壓強度的增長會形成一種變化的曲線，開始紙箱的周長越長，抗壓強度越高，但隨著紙箱周長的加大，增加了志向的不穩(wěn)定性，在紙箱周長達到一定階段后，所能承受的抗壓強度會呈現(xiàn)按一定比例遞減。（2）紙箱的高度影響高度在100mm~350mm是，抗壓強度隨著紙箱的高度增加而稍有下降；高度在350mm~650mm之間時，紙箱的抗壓強度幾乎不變；高度大于650mm時，紙箱的抗壓強度隨著高度增加而降低。主要原因是隨著紙箱的高度增加，其穩(wěn)定性也會相應(yīng)地增加。（3）紙箱的長寬比影響一般情況下，紙箱的長寬比在1~1.8的范圍內(nèi)，長寬比對抗壓強度的影響僅為±5%。其中紙箱的長寬比RL=1.2?1.5時，紙箱的抗壓強度最高。紙箱的長寬比為2：1時其抗壓強度下降約20%，因此確定紙箱尺寸時，長寬比不宜超過2,否則會造成成本浪費。紙箱的長度、寬度、高度：a、周遍長愈大，紙箱的耐壓強度愈高；b、紙箱高度一定、周長一定，寬度為長度的0。6倍時的耐壓強度為最強；c、紙箱的長度與寬度一定時，高度字10cm開始，每10cm為一個間隔增加作比較：（a）高度為10cm-35cm的間變化最大，強-弱；（b）高度由35cm增高至55cm，耐壓強度約增加10%；（c）55cm-70cm-90cm呈U字型的變化但極緩慢。8、紙箱各部位受力情形：紙箱各部位受力的分布以四個角的受力為最大，中央部位受力最小。9、紙箱的初期耐壓強度及殘余耐壓強度：紙箱在使用過程中，在堆存初期所能承受的耐壓強度稱為初期耐壓強度，此強度為紙箱設(shè)計時所需的耐壓強度。紙箱在壓潰前所承受的耐壓強度稱為殘余耐壓強度，約為初期耐壓強度的50%，此轉(zhuǎn)折點為紙箱設(shè)計上十分重要的一環(huán)。初期提高殘余耐壓強度有下列方法：a的基重，由125g/提高為160g/，其殘余耐壓強度可由50%提高60%；B選擇強防水性的原紙。10、瓦楞紙箱的壓縮變形量：瓦楞紙箱的設(shè)計除要注意紙箱本身的各種強度外，同時也應(yīng)注意受壓變形量的問題，變形量最大為A瓦楞，其次為C瓦楞，再次為B瓦楞，其情形和各型承受壓力的大小相反，如已知B瓦楞的耐壓強度已夠用，則采用B瓦楞，因B瓦楞的變形量最小。11、必要耐壓強度：前述各種因素均足以影響瓦楞紙箱耐壓強度，且分別導(dǎo)致耐壓強度呈不同比例的劣化，所以，瓦楞紙箱的必要耐壓強度公式如下；P=X(1-a)(1-b)(1-c)(1-b)(1-e)P瓦楞紙箱的必要耐壓強度；X最底部紙箱的荷重；a-e各種條件的劣化率；a:儲存條件劣化率（10日）——35%；b:大氣條件劣化率（90%RH）——35%；c:正常堆積劣化率一—20%；d:裝卸輸送的振動與沖擊劣化率——15%；e:印刷劣化率——10%。由以上a-e的各種足以影響瓦楞紙箱的劣化率等因素，將這些因素轉(zhuǎn)化為最低層紙箱所能承受各種各種條件的最適安全率，所以，整體的公式可轉(zhuǎn)化為如下的公式：P=（總層數(shù)—1）X（每箱重量X安全率）+（棧板重：最底層箱數(shù)X安全率）12、紙箱的放置方法對抗壓強度的影響裝滿貨物的紙箱，可能有三個放置方向，即平放、橫放和豎放。平放是瓦楞垂直于地面，也是正確的放置。橫放和豎放均會導(dǎo)致不利結(jié)果。如平放強度為100，則橫放和豎放的強度分別為60和40。這就要求在倉庫堆碼或在運輸工具上都應(yīng)該采取正確的放置方法。13、紙箱的生產(chǎn)工藝對抗壓強度的影響通過試驗得出，在同樣條件下，紙箱的橫壓線每加寬 1mm，紙箱的抗壓強度下降90N?130N，變形量增加約2mm。壓線過寬，會造成紙箱在抗壓測試時力值增加緩慢，有效力值小，最終變形量大。為保證抗壓強度，我們應(yīng)盡量改善生產(chǎn)工藝，降低各工序?qū)埾淇箟簭姸鹊挠绊憽＠缂埾湓谶M行模切加工過程中，由于受到外部重壓，紙箱的瓦楞會受到不同程度的損害，因而抗壓強度也會下降。比較而言，平壓平模切對抗壓強強度影響較小，圓壓圓及圓壓平模切對抗壓影響則大一些。譬如與印刷機連動的弧型橫切，可導(dǎo)致紙箱抗壓強度減少25%以上。為能很好地封上紙箱的封蓋，在模切工序中，如進行高低壓線加工會使紙箱的抗壓強度降低10%?20%。預(yù)防降低的方法通常是在高低線下再加一條杠線或者是高線采用比較粗的杠線。（二）瓦楞紙箱配紙優(yōu)化設(shè)計實例分析以某企業(yè)產(chǎn)品為例：每箱重量（含紙量）：3Kg。每塊棧板堆棧高度為：25層。每層箱數(shù)為24層。紙箱尺寸：365X315X135。棧板重量：100Kg。采用兩塊棧板堆安全系數(shù)訂為：3.5。1、 必須耐壓強度：P=（25-1）X（3X3.5）+（100^24X3.5）=266.6Kg2、 紙箱配紙設(shè)計：P=PXXF（Z）Z（紙箱周長）=（36.5+31.5）X2=136cmF（Z）紙箱周邊長函數(shù)：A楞：23.08B楞：18.88（查表）p=pxxf（Z）266.6=PXX23.08 PX=11.55(芯紙為A楞)266.6=PXX18.88 PX=14.12(芯紙為B楞)PX：(外里裱面紙環(huán)壓強度值+芯紙環(huán)壓強度值X瓦楞率)：6單層(A楞或B楞)Px=(Rci+Rc2+cXRCm)/6R:外表面紙環(huán)壓強度值；R:里裱面紙環(huán)壓強度值；R:芯紙環(huán)壓強度值C1 C2 &c：瓦楞率，A楞：1.532,B楞：1.361配紙設(shè)計：B2280—SA140—B2280PX=(30.8+1.523X14+30.8)/6=13.83P=PXXF(Z)=13.83X23.08=319.2(耐壓強度)破裂強度：6.2+6.2=12.8配紙設(shè)計：B4240-SA140-B4240PX=(24+1.532X14+24)/6=11.57P=PXXF(Z)=11.57X23.08=267(耐壓強度)破裂強度：3.9+3.9=7.8配紙設(shè)計：B2200-SA180-B2200PX=(21+1.532X21+21)/6=12.36P=PXXF(Z)=12.36X23.08=285.3(耐壓強度)破裂強度：4.4+4.4=8.8