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瓦楞纸箱纸板抗压及堆码强度计算研究-纸箱检测

时间:2013-08-29 11:10  来源:www.gdhkyq.com  作者:纸箱检测仪器  点击:
  摘要:纸箱检测仪器瓦楞纸箱应该具有较大的刚性和承载能力,同时需要具有较好的缓冲防震性能。在瓦楞纸箱结构设计过程中,必须进行瓦楞纸板的强度计算。本文对瓦楞纸箱设计过程中的强度计算方法进行探讨,在归纳影响瓦楞纸箱强度的因素基础上,分析总结了瓦楞纸箱纸板
  抗压及堆码强度计算公式及方法。应用于生产实际可极大提高设计效率和准确性。
  关键词:瓦楞纸箱结构设计 抗压强度堆码强度
  前言
  瓦楞纸箱属于运输包装容器,其主要的功能就是在商品的运输仓储过程中保护商品不受损伤。瓦楞纸板是制造瓦楞纸箱的基材,是由箱板纸和波纹状的瓦楞芯纸经胶粘剂粘合而成的多层纸板。瓦楞纸板应该具有较大的刚性和承载能力,同时需要具有较好的缓冲防震性能。在瓦楞纸箱设计过程中,必须进行瓦楞纸板的强度计算。
  1.瓦楞纸箱强度影响因素
  影响瓦楞纸箱强度的因素比较多,主要包括以下六个方面:
  (1)原纸强度——内面纸、外面纸、瓦楞芯纸的环压强度(RCT)或瓦楞芯纸平压强度(CMTX
  (2)瓦楞楞型——A、B、C、E;
  (3)瓦楞纸板的种类——双面、双芯双面、三芯双面、X-PLY等;
  (4)瓦楞纸板含水率及在流通领域中外界环境的其他影响。
  (5)箱形尺寸比例,印刷面积与印刷设计;
  (6)开孔面积与开孔位置,纸箱的制造技术问题,及制箱机械的缺陷。
  上述六点中,(1)一(4)是决定瓦楞纸箱抗压强度的主要因素,是无法避免的因素,通常称之为基本因素;(5)一(6)是在设计、制造瓦楞纸箱的过程中人为发生影响的而在设计或制造瓦楞纸箱的过程中可以设法避免的因素,通常称之为可变因素。
  2.瓦楞纸箱抗压强度计算
  根据瓦楞纸箱抗压强度计算公式,可以按预期条件计算必需的瓦楞纸箱强度,看其是否满足要求,也可以根据预定的强度要求来选择一定的瓦楞纸板,进而选取一定的瓦楞原纸。抗压强度公式很多,一般分两类:一类根据面纸和芯纸的测试强度来进行选择,另一类直接根据瓦楞纸板的测试强度进行计算。目前在瓦楞纸箱开发设计中主要选择凯里卡特公式
  来进行瓦楞纸箱抗压强度的计算。凯里卡特公式如下:
式中:
P——瓦楞纸箱的抗压强度(N);
A——瓦楞纸板原纸的综合环压强度(N/cm);
aXz——瓦楞常数I
Z——瓦楞纸箱周边长(cmX
J——纸箱常数。
其中瓦楞纸板原纸的综合环压强度计算公式如下:
式中:
Rn——面纸环压强度测试值(N/15.2cm)
Rmn——瓦楞芯纸环压强度测试值(N/15.2cm)
C——瓦楞收缩率,即芯纸长度与面纸长度之比。
求得瓦楞纸板原纸的综合环压强度A,即原纸环压强度。
对于单瓦楞纸板,
对于双瓦楞纸板,
以上公式中15.2(cm)是测定原纸环压强度时的试
样长度。单瓦楞纸板aXz,J、C如下表l所示:
3.瓦楞纸箱堆码强度计算
为了保护瓦楞纸箱内产品,纸箱的抗压强度必须大于堆码载荷,而且要有合理的安全系数。这一要求称为堆码强度条件。
(1)堆码载荷:产品装箱后形成包装件,包装件又称为货物。货物向上堆码时,最底层纸箱承受的堆码载荷为:
式中:P——最底层纸箱承受的堆码载荷
Ⅳ——每件包装件的重量
h——堆码高度
H——纸箱高度
(2)堆码强度条件
为了保护箱内产品,纸箱的抗压强度必须大于堆码
载荷,而且要有合理的安全系数。这一要求称为堆码强度
条件,·其表达式为 .
式中K为安全系数。将式(5)代入(6事),可将堆码强度条件改写为
式中:Pc——纸箱抗压强度;
P——纸箱所承受的压强;
W——纸箱和内装物总质量;
K——安全系数
安全系数是由包装件的储存期和储存条件决定的:
储存期少于30天 K=1.6
储存期30一100天 K=1.65
储存期100天以上 K:2
4.结论
本文对瓦楞纸箱设计过程中的强度计算方法进行探讨,归纳分析了瓦楞纸箱纸板抗压及堆码强度计算公式及方法。科学、正确的进行瓦楞纸箱的强度计算,将有利于设计者对瓦楞纸箱进行科学的配纸,缩短设计周期,使瓦楞纸箱不但在结构上满足要求,而且在强度与原纸的定量选择上更加科学,应用于生产实际可极大提高设计效率和准确性。
基金项目:河北省邯郸市科学技术研究与发展计划项目
参考文献:
【1】鄢腊梅袁友伟,《瓦楞纸箱抗压强度计算方法及计算机辅助设计》株洲工学院学报.2000,14(1):15—1 7
【2】 赵麦群王迪功,《凯里卡特公式的修正》西安理工大学学报.2000,16(1):96--100
【5】 刘喜生,《包装材料学》吉林大学出版社,19 9 7年
【4】 李兰芬《瓦楞纸箱抗压强度及纸板边压强度的国内外研究》中国包装工业.1997,5(12):16—1 9万方数据