运输包装课程设计-显示器

齐齐哈尔大学

课程设计说明书

课程名称运输包装

题目三星EX1920液晶显示器包装设计

院系

学生姓名

指导教师

摘要

通过分析三星显示器产品的流通环境和产品本身特性，选择了合适的缓冲包装材料EPS，进行了缓冲衬垫的尺寸计算和结构设计，并进行了校核，完成了缓冲包装设计。运输包装设计选用了适当的瓦楞纸箱箱型，并计算了尺寸和强度。集合包装设计进行了托盘和集装箱的选用和利用率计算。最后计算了成本，并对成本进行分析和整体的总结。

关键词：流通环境；缓冲包装；瓦楞纸箱

ABSTRACT

The analysis of products through the environment of the flow and characteristics of the product itself—SANXING, I select the appropriate packaging materials buffer--EPE, and make sure the calculation and structural design of buffer pad size, and carriy out a check to complete the packaging design of the buffer.In Transport Packaging Design ,I select the appropriation type of corrugated boxes,and calculate the size and strength.In Packaging design of the collection,I tray and container selection and utilization of computing. The final ,I calculate of the costs ,and then analysis the cost and the overall of the summary.

Key words：The flow of the environment；cache packaging；Corrugated Box

目录

1产品包装市场调查及分析 (1)

2确定产品的流通环境 (2)

2.1产品的流通区间 (2)

2.2产品的主要运输方式 (2)

2.3装卸与搬运 (2)

2.4贮存环节 (2)

2.5流通环境的气象条件 (2)

3产品特性分析 (3)

3.1主要参数 (3)

3.2面板控制 (3)

3.3接口 (3)

3.4外观设计 (3)

3.5其他参数 (3)

4系统分析 (4)

4.1产品重量 (4)

4.2易损件 (4)

4.3产品的脆值 (4)

5缓冲包装设计 (4)

5.1缓冲结构形式 (4)

5.2缓冲包装材料的选择 (4)

5.3缓冲衬垫基本尺寸计算 (5)

5.4缓冲衬垫校核 (6)

5.4.1挠度校核 (6)

5.4.2跌落姿态改变时缓冲能力的校核 (6)

5.4.3蠕变量校核 (7)

5.4.4缓冲衬垫的结构设计图 (7)

6运输包装设计.............................. 错误！未定义书签。

6.1箱型 (8)

6.2瓦楞纸板的层数 (8)

6.3瓦楞纸板的楞型 (8)

6.4瓦楞纸板的种别 (8)

6.5箱板纸的选择 (8)

6.6瓦楞纸芯的选择 (8)

6.7瓦楞纸箱设计计算 (9)

6.7.1瓦楞纸板 (9)

6.7.2瓦楞纸箱的尺寸 (9)

6.7.3瓦楞纸箱的结构 (10)

6.7.4瓦楞纸箱的堆码强度 (11)

6.8运输包装标识 (11)

7集合包装设计 (11)

7.1托盘的选择 (11)

7.2车辆的选择 (12)

7.3运输性能试验大纲的编制………………………………………错误！未定义书签。

8成本估算 (11)

9小结 (12)

10作品图片

参考文献 (13)

液晶显示器的包装设计

1产品包装市场调查及分析

1.1背景和调研

随着我们经济的增长，人们的物质生活增高，衣食住行都不成问题，但是人们对精神生活的要求越来越高。虽然有电视、家庭影院等，但是电脑还是不可取代的。电脑的市场也是越来越广阔的，为了满足客户的需求，电脑制造商更是加紧研究发明，越来越多种类的电脑显示器问世，为此本人对液晶显示器市场进行调查和研究，以满足电电脑制造商在制造过程中的和运输过程中的运输包装方面的问题，同时完成本人运输包装课程设计……

近年来，显示器在居民生活中的使用率越来越高，生产显示器的企业也越来越多。每个企业所应用的包装形式不尽相同，其目的，都是为保证产品在出厂到销售物流过程中免受损坏，并且吸引消费者购买本公司的产品，刺激消费者的购买欲望等。了解各个显示器品牌的销售包装和缓冲衬垫形式，为运输包装课程设计设计确定设计方案。

1.2地点

百脑惠

1.3调查

据统计，使用EPS作为缓冲衬垫的占调查总数的80%

1.4结论

EPS具有良好的缓冲吸震性和环境适应性，适合于产品的长途运输和复杂环境的要求，能很好的达到保护产品的目的。包装方式的经济型不仅仅体现在包装材料上还应体现在包装方式如何节约资源、包装结构如何节省空间，从这一点来看EPS的经济型优于成本低廉的瓦楞纸板及充气气垫。EPS比重轻，是当前最轻的包装材料，成品衬垫的重量亦轻，其便携性也由此体现出来。其缺点主要是可回收率较低，可能造成二次污染。

图1 EPS缓冲衬垫式包装

2确定产品的流通环境

2.1产品的流通区间

产地：哈尔滨

目的地：国内

2.2产品的主要运输方式

产品由出产地出口，属于长途运输。长途运输用的工具有汽车、火车、船舶和飞机等。在整个运输过程当中，最主要的运输方式多为汽车运输。

2.3装卸与搬运

一般来说，流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多。装卸作业分人工与机械两种方式，一般以机械搬运为主，人工搬运为辅，采用卡车运输。按常规产品的跌落高度定为60cm。

2.4贮存环节

货物储存方法、堆码重量、高度、贮存周期、贮存地点、贮存环境等直接影响产品包装间的流通安全性。仓库的建筑结构型式对贮存环境中温度、湿度、气压等因素影响甚大。采用一般仓库贮存，堆码高度2～3m，取最大高度3m，则堆码层数为7层。

2.5流通环境的气象条件

流通环境的气象条件，如水、温度、湿度、气压等都会对包装容器及产品质量产生影响。产品为出口，在运输工程中必然要经受复杂的气象条件，对产品内部的缓冲包装也提出了更高的要求。

用标准化的环境条件，该产品的运输条件可表示为2K4/2B2/2S2/2M3.

3产品特性分析

3.1主要参数

面板类型 TN 背光类型 LED背光

屏幕尺寸 19英寸屏幕比例 16:10

分辨率 1440x900亮度250cd/㎡

黑白响应时间 5ms 对比度 1000:1

可视角度 176/170°

3.2面板控制

控制方式：按键

语言菜单：英文，德语，法语，意大利语，西班牙语，俄语，葡萄牙语，土耳其语，简体中文

3.3接口

视频接口：D-Sub（VGA），DVI-D

3.4外观设计

机身颜色：黑色

产品尺寸：443×295.1×63mm（不含底座）

443×375×179.8mm（包含底座）

443×89×295mm（包装）

产品重量：3.8kg（净重）

底座功能：倾斜

壁挂：75×75mm

3.5其他参数

HDCP：支持HDCP

电源性能：100-240V，50-60Hz

消耗功率：最大:18W

待机:0.3W

安规认证：TCO'5.0，TCO'03

4系统分析

4.1产品重量

4.8kg

4.2易损件

显示器内部的显像管和玻璃屏幕为主要易损件。显像管位于显示器的内部，是显示器的核心部件，受到剧烈振动或冲击可能会造成显像管脱落；而屏幕也是显示器功能主体部件，由易破损的玻璃构成，所以屏幕也是显示器包装的重点保护对象。

4.3产品的脆值

脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标，又称产品的易损度。是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。在实际生产中，一般要通过实验来测定产品的脆值，但在课程设计中我们只能通过查资料、比较同类产品的脆值来确定。通过比较日本、英国同类产品的脆值（如下表），本设计中的产品即移动硬盘的脆值取[G]=45g。

表3-1日本得出的产品脆值

G值产品

25~40 大型电子管、变频装置、精密指示仪、电子仪器、大型精密机器

40~60 小型电子计算机、现金出纳机、大型磁带录音机、彩色电视机、一般测量仪器

表3-2英国得出的产品脆值

G值产品

40~60 制动回旋仪、马赫表、有防冲击支承的仪器

60~80 量油计、压力计、一般电气装置

5缓冲包装设计

5.1缓冲结构形式

缓冲结构形式既要保证能完好的保护产品又要节约资源不浪费材料而增加缓冲成本，采用局部缓冲结构。

5.2缓冲包装材料的选择

聚苯乙烯具有抗压强度大，成本低，加工性能好（可制成带肋的复杂形状，节约成本）；

光滑的略带弹性的模塑表面不会磨损内装物；振动阻尼大，即抗振性能好；不吸水；耐腐蚀、耐油、耐老化；隔热和绝缘性好；抗蠕变性能极好；重载下的缓冲性能好等特点。

为了保证产品在复杂的外部环境条件下仍能保持其完好性，采用对环境适应性强、缓冲性能良好的聚苯乙烯材料。

5.3缓冲衬垫基本尺寸计算

已知：产品重 4.8kg，脆值为60g，等效跌落高度为60cm，显示屏底面面积为44.3cm×29.5cm，两侧厚6.3cm。

则W=4.8×9.8=47.04(N)

静应力σs =W/A×104=47.04/（44.3×29.5）×104=0.0036×105（Pa）

图4聚苯乙烯对应跌落高度H=60cm时的最大加速度—静应力曲线查图4可知σs =0.0036×105Pa与坐标G m =45g的焦点位于曲线族的左边A点，说明静应力太大，没有必要采用全面缓冲保护，可改为局部缓冲；在图中取G m =45g作一条水平直线与缓冲曲线族相交，取厚度较小的缓冲曲线进行设计，则T=6cm，他们有两个交点，取右交点进行设计最省料，该点对应静应力为σsm=0.08×105Pa，所需承载面积：A=W/σsm×104=47.04/(0.08×105)×104=58.8cm2，即对于该显示屏，只要其各面与T=6cm厚的缓冲衬垫之间接触面积大于最小承载面积58.8cm2即可。

正向看，取左右两侧缓冲衬垫均向显示屏内部延伸11cm，且在缓冲垫的正面挖一底座坑，如附图，其形状由两个半径为49mm的半圆及一个长为150mm宽为98mm的长方形组成而成。左侧衬垫坑装底座，右侧衬垫坑装显示器线源。则有：

正面承载面积A1=11×28-（15×9.8+3.14×4.92）=85.61cm2

背面承载面积A2=28×3=84cm2

侧面承载面积A3=28×3=84cm2

底面承载面积A4=11×3×2=66cm2

显然A1、A2、A3、A4均大于A，故各个面均能承受显示屏压力，保护显示屏。5.4缓冲衬垫校核

5.4.1挠度校核

当衬垫的面积与厚度之比超过一定厚度时，衬垫容易挠弯或变弯，大大降低衬垫的负重能力。为了避免挠弯，衬垫的最小承载面积A min与厚度T之比应符合以下规定：

A min/（1.33T）2＞1

因A min=A3=66cm2，则

A min/（1.33T）2=66/(1.33×6)2=1.04＞1符合挠度要求。

5.4.2跌落姿态改变时缓冲能力的校核

基于面冲击设计的缓冲衬垫只要通过了角冲击校核，就一定能满足楞冲击的要求，所以在整个设计过程中只要进行角冲击校核即可。

设产品侧、底、正面上衬垫的投影面积分别为S1、S2、S3，其相应的与衬垫的接触面积为L12、L22、L32，则L12=3×28=84cm2，L22=11×3=33cm2，L32=11×28=308cm2由立体几何知识可知，缓冲衬垫的面积与产品侧面积之比等于缓冲衬垫的投影面积与产品侧面投影面积之比，即有：

L12:b·d=S1:lbd/（l2+b2+d2）1/2

L22:l·b=S2:lbd/（l2+b2+d2）1/2

L32:l·d=S3:lbd/（l2+b2+d2）1/2

则：S1=L12l/（l2+b2+d2）1/2；

S2=L22d/（l2+b2+d2）1/2；

S3=L32b/（l2+b2+d2）1/2

代入得：S1=84×38.9/(38.92+32+282)1/2=68.04cm2

S2=308×3/(38.92+32+282)1/2=19.24cm2

S3=33×28/(38.92+32+282)1/2=19.24cm2

故角跌落时的有效受力面积：

A

e =S

1

+S

2

+S

3

=68.04+19.24+19.24=106.52cm2

此时静应力σ

s =W/A

e

×104=33.81/106.52×104=0.032×105Pa

查图4可知，此静应力对应的加速度值为42g，小于产品脆值45g，校核通过。

5.4.3蠕变量校核

缓冲材料在长时间的静压力作用下，其塑性变形量会随时间的增加而增加，这种蠕变使衬垫厚度变小，缓冲能力下降，所以设计衬垫尺寸应加一个蠕变补偿值即为蠕变增量Cr。

T c=T(1+C r)

式中：T c——修正后的厚度cm

T——原设计厚度cm

C r——蠕变系数%（这里取10%）

则T c=T(1+C r)=6×（1+10%）=6.6cm

经过各项校核后，定T=6.6cm

5.4.4缓冲衬垫的结构设计图

缓冲衬垫厚为66mm。正向看，取左右两侧缓冲衬垫均向显示屏内部延伸11cm，恰好将显示屏夹在两缓冲衬垫之间。且在缓冲垫的正面四周有突台，其形状由两个长方形组成而成。

图5-1缓冲衬垫轴测图

图5-2缓冲衬垫cad结构图

6运输包装设计

液晶显示屏的质量为4.8kg，最大尺寸为443×295.3×63mm，出口销售，储存器在半年以上。除显示器外，箱内还有泡沫缓冲垫。

6.1箱型

0201型瓦楞纸箱

6.2瓦楞纸板的层数

液晶显示屏为易损件，选用双瓦楞纸板。

6.3瓦楞纸板的楞型

A型的瓦楞高度和间距最大，柔软且富有弹性，有非常好的缓冲性能。B型的平压强度较高，表面平整度较高，印刷效果较好，选用AB型瓦楞：将A型瓦楞放在箱的内侧用来缓冲，B型瓦楞置于箱的外侧，使箱面印刷起来美观，符合出口液晶显示器对包装的要求。

6.4瓦楞纸板的种别

出口产品选用第一类瓦楞纸板。内装物质量为4.8kg，最大综合尺寸为1086mm，选用第一类第一种双瓦楞纸板，代号为D-1.1，其技术指标为耐破强度784（kPa），边压强度6860（N/m），戳穿强度7.4（J）。

6.5箱板纸的选择

产品用于出口，因此选用A等和B等箱板纸，A等做外面纸，B等做内面纸和中间垫纸。三层箱板纸取相同的耐破强度，根据经验公式每层箱板纸的耐破强度应为：

σb=p/（0.95×3）=784/(0.95×3)=275.09kPa

外面纸的耐破指数取2.95kPa·m2/g，要求的定量为Q=σb/r=275.09/2.95=93.25g/m2查相应规定，外面纸选用定量为200g/m2的A等箱板纸，其环压指数为8.40N·m/g。

内面纸和中间垫纸的耐破指数取 2.65 kPa·m2/g，要求的定量Q=σb/r=275.09/2.65=103.81g/m2

查相应规定，内面纸和中间垫纸选用定量为200g/m2的B等箱板纸，其环压指数为8.40N·m/g。

6.6瓦楞纸芯的选择

根据相关规定，选用B等瓦楞纸芯，两层瓦楞芯的定量均取140g/m2，环压指数为5.8 N·m/g。

6.7.1瓦楞纸板

按照所选的箱板纸，瓦楞纸板的耐破强度为

P=0.95∑σb=0.95×（2.95×200+2.65×200+2.65×200）=1567.5kPa 瓦楞纸板的定量=内、外面纸及中间垫纸定量之和+∑（瓦楞芯纸定量×瓦楞展开系数）+粘合剂定量，其中粘合剂定量为100g/m2，则定量

Q=200+200+200+(140×1.5+140×1.35)+100=1100

6.7.2瓦楞纸箱的尺寸

6.7.2.1 内装物外廓尺寸

L0=504mm；B0=115mm；H0=360mm

6.7.2.2瓦楞纸箱的内尺寸

在长度与宽度方向的取值为3—7mm，高度方向为3—4mm，则纸箱内尺寸为公差△X

L′=L0+△X0=504+5=509mm；

B′=B0+△X0=115+4=119mm；

H′=H0+△X0=360+4=364mm

6.7.2.3瓦楞纸箱的制造尺寸

运输包装用的的双瓦楞纸板为AB型瓦楞，内尺寸伸放量△X′按相应规定取值，摇盖伸放量取5mm，结头尺寸取50mm。于是，制造尺寸为

L1=L′+△X′=504+9=513mm；

L2=L′+△X′=504+6=510mm；

B1=B′+△X′=115+9=124mm；

B2=B′+△X′=115+5=120mm；

H=H′+△X′=364+18=382mm；

F=B1/2+△X′=124/2+5=67mm；J=50mm

6.7.2.4瓦楞纸箱的外尺寸

外尺寸加大值△X=8—12mm，故外尺寸为

L′′=L1+△X=513+10=523mm；

B′′=B1+△X=120+10=130mm；

H′′=H+△X=382+12=394mm

箱坯即为一页箱，如附图所示。

图6-1瓦楞纸箱结构图

图6-2销售包装装潢结构展开图

图6-3销售包装结构图

箱坯的面积S=(L1+L2+B1+B2)×(H+F×2)+J×H=(513+510+120+124)×(394+67×2)+50

×382=688076mm2=0.70m2

其质量为Q×S=1100×0.70=0.77kg

手孔设在端面，其尺寸为95×40mm

选用16号U形钉钉合，每个U形钉的破坏载荷p取15N，斜向排列，强度系数K=1，所需钉数位n=W/（Kp）=4.8×9.8/(1×15)=3.1个，钉数定为8个，钉距为56mm，到底、顶两面的距离为21mm。封箱选用宽度为80mm的胶带。

6.7.4瓦楞纸箱的堆码强度

瓦楞纸箱的周长为Z=L1+L2+B1+B2=513+510+120+124=1267mm=126.7cm

瓦楞纸板的综合环压强度为P x=∑rQ+∑r m CQ m=(8.4×200+8.4×200+8.4×200)+(5.8×1.5×140+5.8×1.35×140)=7354.2(N/m)= 73.54（N/cm）

楞常数取13.36，箱常数取0.66，瓦楞纸箱的抗压强度为P c=1.86P x（aX z/(Z/4)）2/3·Z·J=1.86×73.54×（13.36/141.3/4）2/3×141.3×0.66=6671.22(N)

货物（包装件）质量W是内装物重量和纸箱重量之和，其值W=(0.77+4.8)×9.8=54.586N。一般仓库2—3m取300cm，安全系数取2，堆码载荷为P=KW(h/H-1)=2×454.586×（300/382-1）=623.1(N)

显然抗压强度比堆码载荷大得多，所以此瓦楞纸箱具有足够的堆码载荷，满足包装要求。

6.8运输包装标识

运输包装可以分为三大类，即收发货标志、储运图示标志和危险货物包装标志。

对于液晶显示器的运输包装，需印上收发货标志：液晶显示器标志、供货号、货号、拼命规格、重量、生产日期、生产厂家、体积、有效期限、运输号码等及储运图示标志：小心轻放、向上、怕热、禁止翻滚、堆码极限、温度极限等。具体见附图——瓦楞纸箱立体图。

7集合包装设计

7.1托盘的选择

已知包装件的最大外尺寸为L×B×H=504×115×360mm。选用HP 45-2LEDGE型托盘进行搬运，该托盘尺寸为990.0×996.4×45.0mm，最佳的排列方式为Q型：在L方向上的数目为2，在B方向上的数目为2，堆叠7层，共装载28件物品。此时托盘的面积利用率达98%，体积利用率达92%。

7.2车辆的选择

选择SeaVan 40↑_H.C.型卡车进行装载，该卡车可利用尺寸为12041×2339×2794mm，最佳的排列方式为I型：在L方向上的数目为12，在B方向上的数目为2，堆叠2层，共装载48件托盘。此时车辆的面积利用率为84%，体积利用率为80%。

7.3运输包装性能试验大纲的编制

要试验的运输包装件，外包装采用瓦楞纸箱，内包装采用硬纸板作为缓冲包装材料，包装件总重量为6Kg，外形尺寸为350mm×310mm×167mm，此产品价格中等，主要运往国内，可以采用铁路运输。根据了解到的产品特性，流通条件及客户要求，确定试验项目及试验强度，选择适当的试验顺序。需要注意的是产品质量影响公司的形象，所以试验项目要全，试验强度也要相应加强。

据此，设计的试验项目和试验顺序如下：

1．温湿度预处理：在38°的条件下，放置24小时

2．压力试验：将试样按预定状态置于下压板中心部位，加220N的初始载荷，使样品与夹板间接触良好，最为位移记录的起点。以一定的速度匀速移动夹板，至试样发生变形，破裂，或载荷或压板位移达到预定值为止。试验共需要三个样品，试验三次。

3．旋转跌落试验：面跌落，楞跌落，角跌落，底面两次，短楞各一次，四角共八次，跌落高度30cm。

8成本计算

缓冲包装材料为EPS，单价为800元/m3

3

每个衬垫的体积为：V

衬垫=0.0021m

则每个衬垫成本为：0.0021×800=1.67元

外包装为瓦楞纸箱：双瓦楞纸板：3.4元/㎡（长+宽+5）X（宽+高+3）X2X1.55X单价/10000=纸箱单价：（523+130+5）X （130+394+3）X2 X1.55 X3.4 /10000000= 0.37 元

总成本为0.37+1.67=2.04元

9小结

本次课程设计，基于其作品来说，设计的优点在于经过市场调查很好的了解了液晶显示器现有的包装形式，并得到了一个较好的设计方案。特别针对缓冲衬垫的校核花了足够的精力，也进行了多次校核，最终将其成功的设计出来。当然，设计过程中仍存在着不少

缺点，如由于现学的知识有限，对缓冲的校核还不是很全面；对运输包装设计经验不足，不能将实际情况中对包装的要求完全考虑进来。

总的来说，经过此次课程设计，我懂得了设计一个运输包装的过程及困难，也知道了自己在实际操作方面的欠缺。由于此前没有过类似经验，这次设计过程中出现了很多问题，但最终在老师的帮助和自己的努力下得以解决，也使我更深刻的认识到了运输包装的重要性。相信有了此次经验，我在以后的运输包装设计中将能设计出更好的作品。

参考文献

1.《输包装》彭国勋主编，印刷工业出版社

2.《包装动力学与结构设计》王瑞栋主编，重庆大学出版社

3.《包装工程测试技术》王怀奥、计宏伟主编，化学工业出版社

4.《工业美术设计》，周旭余永海季铁主编，湖南美术出版社

5.《包装设计》，朱周勤吴正飞主编，上海人民美术出版社

收发货标志：GB6388-86

包装储运图示标志GB191-2008

运输包装设计程序GB/T19451-2004

缓冲包装设计GB/T8166

包装图样要求GB/T13385

编制性能试验大纲的一般原理GB/T4857.17

6.三星EX1920 简单说明书