瓦楞紙箱包裝設(shè)計的分析和計算

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1、第17卷第2期齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報Vol.17.No.22001年6月JournalofQiqiharUniversityJune,2001瓦楞紙箱包裝設(shè)計的分析和計算張文民曹風(fēng)君邢曉敏(黑龍集團富裕包裝材料有限責(zé)任公司,黑龍江富裕161200)摘要本文以國家標(biāo)準(zhǔn)GB5033,GB5034為設(shè)計依據(jù)(不包括紙盒結(jié)構(gòu)設(shè)計),對瓦楞紙箱及襯件規(guī)格尺寸、中包裝和外包裝組裝排列及紙箱省料的校核進行了可靠性的分析與計算,使瓦楞紙箱結(jié)構(gòu)合理,所花費的包裝和運輸費用最少。關(guān)鍵詞:瓦愣紙箱;結(jié)構(gòu)設(shè)計中圖分類號:TB4

2、82;TB484.1文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1007-984X(2001)02-0073-03近年來,國內(nèi)外用戶對商品包裝質(zhì)量要求越來越高。因為,包裝在生產(chǎn)廠家到消費者手中的流通過程中起著保護商品的重要作用。包裝的目的不僅僅是盛裝保護商品和提供展示商品特性數(shù)量的手段,而且必須使包裝設(shè)計便于生產(chǎn)過程,流通領(lǐng)域中搬運、儲運和銷售。而對所求得的各項綜合質(zhì)量特性應(yīng)能滿足下列要求:1)將包裝材料總成本減至最少;2)將集裝運輸利用率,倉儲空間增至最大;3)滿足包裝尺寸、形狀的通用化約束條件。1紙箱包裝設(shè)計應(yīng)考

3、慮要素1.1包裝紙箱設(shè)計程序包裝設(shè)計應(yīng)該從商品設(shè)計的構(gòu)思階段開始,對產(chǎn)品的質(zhì)量、特征、價格、數(shù)量、銷售時間及方式等系列問題予以考慮。同時要掌握商品流通實態(tài)、環(huán)境條件、選擇包裝材料的性能等綜合要素制定出設(shè)計方案,在確保包裝質(zhì)量的前提下盡量降低成本,圖1為運輸包裝設(shè)計程序。圖1運輸包裝設(shè)計程序1.2紙箱省料校核紙箱形狀是包裝設(shè)計最重要的方面之一。如長方形,其形狀是以它的兩邊長度的比值來確定的。為了方便起見,如長,高邊除寬邊表示長方形的形比。形狀相似,則形比相同,而與長方形的尺寸無關(guān)。如規(guī)定箱面的兩個邊

4、長之比L/B為橫座標(biāo)、H/B為縱座標(biāo)。紙箱展開圖,如圖2所示。圖20201型紙箱展開圖收稿日期:2001-02-19作者簡介:張文民,女,1958年生,工程師,主要從事紙箱包裝設(shè)計工作。?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·74·齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報2001年紙箱用料面積S=(2L+2B)(H+B)(1)紙箱體積V=L×B×H(2)V假定體積V一定時,H=,經(jīng)整理得L×B2V2V2S=+2L×B++2B(3)BL

5、對式(3)求偏導(dǎo)數(shù)得5S2V=2B-25LL5S2V=4B+2L-25BB令一階偏導(dǎo)數(shù)為零,解方程組得332V3L=2V,B=,H=2V,2332V3故,L∶B∶H=2V::2V=2∶1∶22所以,當(dāng)瓦楞紙箱外形尺寸長、寬、高比例為2∶1∶2時,表面積最小,用料最省。32VSmin=9(4)2若某紙箱的外形尺寸比不完全符合2∶1∶2時,則它的用料面積相對于最小用料面積增加的百分率。根據(jù)不同外徑尺寸比例,在體積相同的情況下,按式(4)計算,就可驗證省料與比例關(guān)系,見表1。以邊長比L/B為橫坐標(biāo),繪制

6、相對增長百分率ΔS圖(圖3)。表1箱形與比例關(guān)系33長×寬×高(cm)體積(m)用料(m)ΔS(%)正方形40×40×200.0321.02100長方形50×32×200.0320.904888.7圖3ΔS圖從圖3可見,當(dāng)L/B=1.5～2.5,H/B=1～2比較省料,結(jié)構(gòu)較合理,一般要求ΔS<10%。1.3使紙箱包裝費用和集裝箱運輸費用最少的條件要使紙箱包裝費用和集裝箱運輸費用少,在滿足紙箱必要的條件下,必須對瓦楞紙箱的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,所建立的綜合目標(biāo)函數(shù)為K2CV1FT=(K1×SB+×)×

7、(5)CFRCNB式中:FT為單個內(nèi)包裝件紙箱用料費用和集裝箱運輸費用之和(＄);K1為期望所用瓦楞紙板的單價22(＄/m);SB為單個瓦楞紙箱用料面積(m);K2為所用集裝箱從運輸起點到終點運價率(＄/箱);CV為3單個瓦楞紙箱的外體積(m);CF為所用紙箱貨物在集裝箱中對集裝箱的利用率;NB為單個紙箱內(nèi)所裝內(nèi)包裝產(chǎn)品的數(shù)量。式(5)的內(nèi)容為:單個內(nèi)包裝產(chǎn)品用紙箱包裝費用和集裝箱運輸費用之和。目標(biāo)函數(shù)的自變量由內(nèi)包裝產(chǎn)品在紙箱中的裝箱方式、內(nèi)包裝產(chǎn)品的數(shù)量以及紙箱在集裝箱中的集裝方式確定。這樣,

8、要使紙箱用料和集裝運輸費用最省,就要求目標(biāo)函數(shù)在自變量某特定值的最小值。?1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第2期瓦楞紙箱包裝設(shè)計的分析和計算·75·2紙箱包裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計紙箱包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計,首先是使包裝達到它的經(jīng)濟效果和實用價值,從而起到保護商品的目的。當(dāng)在設(shè)計包裝時,要考慮到商品的特性、銷往地區(qū)、運輸方式、搬運工具、存放條件等。幾年來在生產(chǎn)實踐中的具體作法是:2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計要量體裁衣紙箱包裝