第五章瓦楞紙箱結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、第四節(jié) 瓦楞紙箱強度設(shè)計,一、影響瓦楞紙箱強度的因素基本因素包括：①原紙強度 ②瓦楞楞型③瓦楞紙板種類 ④瓦楞紙板含水率⑤流通領(lǐng)域中外界環(huán)境的影響可變因素包括：①箱型與箱形（尺寸比例）②印刷面積與開孔位置③瓦楞紙箱制造技術(shù)④制箱設(shè)備缺陷⑤質(zhì)量管理。,二、抗壓強度1、抗壓強度,圖5-72 瓦楞紙箱抗壓試驗曲線,2、瓦楞紙箱抗壓強度計算 （1）凱里卡特（K.Q.Ke

2、llicutt）公式 A.凱里卡特公式：一般凱里卡特公式如下：式中 ——瓦楞紙箱抗壓強度，N ——瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強度，N/㎝ ——瓦楞常數(shù) ——瓦楞紙箱周邊長，㎝ ——紙箱常數(shù),其中瓦楞紙板原紙的綜合環(huán)壓強度計算公式如下： 式中 ——面紙環(huán)壓強度測試值，N/0.152m

3、 ——瓦楞芯紙環(huán)壓強度測試值，N/0.152m ——瓦楞收縮率，即瓦楞芯紙原長度與面紙長度之比 對于單瓦楞紙板來說，公式（5-21）為： 對于雙瓦楞紙板來說，公式（5-21）為：,,,,,,,,B. 凱里卡特簡易公式：凱里卡特公式的計算需要用到方根，所以顯得非常復雜。為使計算簡化，可將公式（5-20）中的常數(shù)項進行合并，而且，一旦紙箱尺寸確定，其周長也可以作為常

4、數(shù)處理，即式中 ——瓦楞紙箱抗壓強度,N ——瓦楞紙板原紙綜合環(huán)壓強度,N/㎝ ——凱里卡特簡易常數(shù),,,,,C . 06類紙箱抗壓強度計算公式： 06類紙箱抗壓強度計算公式如下： 式中 ——06類紙箱抗壓強度,N ——主體箱板抗壓強度,N ——端板抗壓強度,N 其中計算

5、公式為: 式中 ——與主體箱板同材質(zhì)0201紙箱抗壓強度,N ——與端板同材質(zhì)0201紙箱抗壓強度,N ——瓦楞紙箱長度外尺寸,㎜ ——瓦楞紙箱寬度外尺寸,㎜,,,,,,D. 包卷式紙箱抗壓強度計算公式 包卷式紙箱抗壓強度計算公式如下：式中 ——包卷式紙箱抗壓強度，N

6、 ——用凱里卡特公式計算的0201紙箱抗壓強度，N ——搖蓋長度，㎜ ——紙箱寬度外尺寸，㎜ 另外，也有直接利用綜合環(huán)壓強度計算包卷式紙箱抗壓強度的計算公式： 式中 ——包卷式紙箱抗壓強度，N ——瓦楞紙板原紙綜合環(huán)壓強度值，N/㎝ ——瓦楞常數(shù) ——紙箱

7、長度外尺寸，㎝ ——紙箱寬度外尺寸，㎝ ——紙箱高度外尺寸，㎝ ——印刷影響系數(shù),,,E.其他箱型抗壓強度計算部分箱型可按下式計算：式中 ——其他箱型抗壓強度，N ——0201型箱用凱里卡特公式計算的抗壓強度，N ——箱型抗壓強度指數(shù)圖5-73為紙箱箱型抗壓強度指

8、數(shù)值，以0201箱抗壓強度指數(shù)為100%,,,,,圖5-73 紙箱箱型抗壓強度指數(shù)值 （注：W—A為包卷式紙箱）,（2）馬丁荷爾特（Maltenfort）公式　　　　馬丁荷爾特公式根據(jù)瓦楞紙板內(nèi)、外面紙的橫向康哥拉平壓強度（CLT—O）平均值來計算瓦楞紙箱抗壓強度。公式如下： 式中：　　　　　　　　——瓦楞紙箱抗壓強度，N 　　　　　　　　 ——紙箱長度外尺寸，㎝ 　　　　　　　　　——紙箱寬度外

9、尺寸，㎝ 　　　　　　　　 ——紙箱高度外尺寸，㎝ 　　　 CLT—O——內(nèi)、外面紙橫向平壓強度平均值，N　　　　由于康哥拉平壓強度測試儀的使用在國際上并不普及，所以馬丁荷爾特公式未廣泛應用,,,,,,（3）沃福（Wolf）公式 沃福公式以瓦楞紙板的邊壓強度和厚度作為瓦楞紙板的參數(shù)，以箱體周邊長、長寬比和高度作為紙箱結(jié)構(gòu)的因素來計算瓦楞紙箱的抗壓強度。公式如下：式中 ——瓦

10、楞紙箱抗壓強度，N ——瓦楞紙箱邊壓強度，N/m ——瓦楞紙板厚度，㎜ ——紙箱周邊長，㎝ ——紙箱長寬比 ——紙箱外高度尺寸，㎝,,,,,,,,（4）馬基（Makee）公式 馬基公式把瓦楞紙板的邊壓強度和挺度作為影響瓦楞紙箱強度的主要因素，而且認為紙箱抗壓強度隨紙箱

11、周邊長的平方根而變化。式中 ——瓦楞紙箱抗壓強度，N ——瓦楞紙板邊壓強度，N/m ——瓦楞紙板縱向挺度，mN·m ——瓦楞紙板橫向挺度，mN·m ——紙箱周邊長，㎝ 為了簡化起見，又有將紙板厚度代替挺度的馬基簡易公式： 式中 ——瓦楞紙板厚度，cm ——紙箱周邊長，㎝類似的包卷式

12、紙箱抗壓強度計算公式如下：式中 ——包卷式紙箱抗壓強度，N/m ——常數(shù) ——瓦楞紙板邊壓強度，N/m ——瓦楞紙板厚度，㎝ ——瓦楞紙箱周邊長，㎝ ——紙箱長寬比 ——常數(shù),,,,,,,,,（5）APM計算公式從公式（5-33）令 則 式中

13、 ——紙箱抗壓強度，N ——紙箱強度系數(shù) ——紙箱周邊長，㎜ 因為紙箱的抗壓強度可以考慮為各個垂直箱面所承擔的抗壓強度的組合，所以如果用各個獨立的垂直箱面寬度來代替紙箱周邊長，上式中的值誤差不會大于5%。為方便計，上式可改為：式中 ——箱面強度系數(shù) ——垂直箱面寬度，㎜又令 同時考慮箱面印刷對抗壓強度的

14、影響，則上式又可變?yōu)?式中 ——紙箱抗壓強度，N ——印刷強度影響系數(shù) ——箱面種類系數(shù) ——紙板強度系數(shù) ——垂直箱面寬度，㎜,,,,,,,,,,,,,,,,（6）由原紙強度計算紙板強度的公式 式中 ——瓦楞紙板邊壓強度，N/m ——外面紙環(huán)壓強度

15、，N/0.152m ——內(nèi)面紙環(huán)壓強度，N/0.152m ——瓦楞芯平壓強度，N/0.152m,,,三、載荷1、載荷 載荷和抗壓強度都是紙箱設(shè)計中的主要依據(jù)，而兩者相比之下，載荷在現(xiàn)代包裝中更有實用價值。載荷計算公式如下： 式中 ——載荷，N ——載荷系數(shù) ——單件紙箱包

16、裝總質(zhì)量，㎏ ——流通過程中最大有效堆碼高度，㎜ ——瓦楞紙箱高度外尺寸，㎜ 根據(jù)流通條件（時間、濕度、振動等）不同，載荷系數(shù)可在1范圍內(nèi)變化。,,,,,,,2、最大堆碼層數(shù) 商品在倉庫內(nèi)的保管費用，取決于商品在倉庫內(nèi)的占地面積，所以為了盡可能減少商品的占地面積，提高倉儲面積利用率，就應該充分利用倉庫的最大空間高度來堆碼。為此，瓦楞紙箱結(jié)構(gòu)就要具有一定

17、的強度，使位于底層的瓦楞紙箱不致于在上層紙箱的重力作用下壓壞變形。因此，最大堆碼層數(shù)既決定了倉儲的經(jīng)濟性，也決定了瓦楞紙箱的必要強度。（1）無托盤堆碼的最大堆碼層數(shù)如圖5-78所示，在無托盤堆碼時，最大堆碼層數(shù)為式中 ——最大堆碼層數(shù) ——流通過程中最大有效堆碼高度，㎜ ——紙箱高度外尺寸，㎜將上式代入公式則式中 ——紙箱載荷，N ——

18、載荷系數(shù) ——單個紙箱包裝總質(zhì)量㎏ ——最大堆碼層數(shù),,圖5-78 最大堆碼層數(shù),,,,,,,,,（2）托盤堆碼的最大堆碼層數(shù) 從圖5-78可見，托盤堆碼時，最大堆碼層數(shù)的確定比較復雜。主要取決于下列因素： ——流通過程中最大有效堆碼高度，㎜ ——托盤高（厚）度，㎜ ——托盤包裝的最大高度，㎜

19、 ——紙箱高度外尺寸，㎜由于涉及因素較多，所以采用逐步試算法。計算過程如下：a.式中 ——單個托盤包裝中最大紙箱堆碼層數(shù)b.式中 ——流通過程中最大有效堆碼高度下可堆碼最少的托盤包裝的層數(shù),,,,,,,,,,,c.式中 ——倉儲中紙箱可能的最大堆碼層數(shù)d. 式中 ——倉儲堆碼可能的托盤包裝