瓷瓶缓冲包装设计.doc

目 录

一、陶瓷缓冲包装的意义 2
二、 陶瓷制品的物性分析 2
三、 针对瓷器花瓶的缓冲包装设计 3
（一） 产品所处环境条件的分析 4
<1>运输方式 4
<2>装卸与搬运 4
<3>贮存环节 4
<4>流通环境的气象条件 4
（二） 确定产品的脆值 5
（三） 缓冲材料的选择 5
（四） 设计原型包装结构 6
<1>缓冲衬垫的计算 6
<2>缓冲衬垫的校核 7
<3>缓冲衬垫效果图和结构图 7
（五） 产品设计评价 8

-可编辑修改-
瓷瓶缓冲包装设计

一、陶瓷缓冲包装的意义
陶瓷制品是我国传统文化的杰出产物，是我国古代劳动人民智慧的结晶，从古至今陶瓷在我们的生活中一直扮演着重要的角色，作为盛装物品的器皿或作为观赏的工艺品。陶瓷文化深深的影响着我们的生活，一些优秀的陶瓷制品是我国传统文化记忆符号，一直流传下来且价值连城。我国陶瓷的发展因地理位置和资源分布的不均存在不同的发展水平，为了满足广大消费者的需要就需要对陶瓷进行长途和大规模的运输，但是大部分陶瓷由于它自身的一些物性和外界环境的因素在长途大规模的运输方面存在着很多不确定的因素，容易造成破损，所以就需要对陶瓷的运输进行缓冲包装设计。通过包装的技术提高来确保运输的安全性从而减少破损。
二、 陶瓷制品的物性分析
陶瓷制品的品种繁多它们之间的化学成分．矿物组成，物理性质，以及制造方法，常常互相接近交错，无明显的界限，而在应用上却有很大的区别。因此很难硬性地归纳为几个系统，详细的分类法各家说法不一，到现在国际上还没有一个统一的分类方法。按用途的不同分类：
1．日用陶瓷：如餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗等。2．艺术{工艺}陶瓷：如花瓶、雕塑品．园林陶瓷器皿陈设品等。3．工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下6各方面：①建筑一卫生陶瓷：如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁其等；②化工{化学}陶瓷：用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等；
③电瓷：用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等；
④特种陶瓷：甩于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。
陶瓷的性质：
白度，透光度，光泽度，热性，耐酸性，质密性，脆性。
三、 针对瓷器花瓶的缓冲包装设计
本次缓冲包装设计的产品为牡丹美人瓷器花瓶，它的一些主要特征指标为：高×宽=350×350mm，瓶身重为10kg。
产品原图如下：

（一） 产品所处环境条件的分析
<1>运输方式
产品的主要运输方式是铁路运输和公路运输在运输的过程就会受到冲击作用。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的启动和制动，货物重量及装载稳定性。铁路运输时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击。
<2>装卸与搬运
产品的装卸作业分人工和机械两种方式。一般来说，流程越长，中间环节越多，装卸搬运次数就越多。装卸作业中，抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装载机械打的突然启动和过急的升降都回个包装间造成跌落冲击损害。 等效跌落高度代表包装件在流通过程中跌落冲击能量的大小，一般在人工装卸中，有如下关系： 
H = 300/
式中：H-跌落高度，cm；W-重量，kg。 
<3>贮存环节
贮存环节的影响主要是货物储存方法、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。
<4>流通环境的气象条件
最后还需考虑的是流通环境的气象条件的影响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。
（二） 确定产品的脆值
脆值是产品经受振动和冲击时用以表示强度的定量指标，它代表的是产品抵抗破损的能力，又称易损度，一般用重力加速度的倍数G来表示。在进行缓冲包装设计时，必须先确定产品的脆值，确定的方法主要有试验法，经验估算法和脆值量值标准法。试验法能较准确测的产品脆值，但会对产品产生破坏。该花瓶采用经验估算法求脆值，产品承受较弱冲击现象，所以α=53.2，β=0.100，花瓶的重量为W=10kg,根据经验公式GC=αW-β，代入数据计算得脆值约为42g。
（三） 缓冲材料的选择
缓冲包装材料的种类很多,有天然的、人工合成的、定形的和不定形的等。不定形包装材料,由于缓冲性能不稳定,回弹性能较差,已逐渐被淘汰。随着工业的发展技术工艺水平的不断提高以及各种新型合成材料的采用,定形缓冲材料已经占据现代包装中的绝大多数。而在定形包装材料中,又有成型纸浆、瓦楞纸板、纸棉材料、棕垫、弹簧以及泡沫、气垫薄膜等各种人工合成材料。在选用材料时,综合考虑动冲击能量的吸收性、回弹性、压缩蠕变性、耐破损性、稳定性以及经济性等各种材料性能参数。根据陶瓷工艺品的主要特性,有侧重地考虑缓冲材料的性能参数。
所以选择纸浆模塑作为缓冲衬垫。纸浆模塑是以一定浓度的纸浆，加入适量的化学助剂，在带有滤网的模具成型机中，通过真空或加压的方法使纤维均匀分布在模具表面，从而形成具有拟定几何形状与尺寸的湿纸模坯，经过进一步脱水脱模、干燥整饰而成的制品。
纸浆模塑制品出来具有质轻、价廉、防震等优点外，还具有透气性好在商品流通中被广泛运用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎品、易破、怕挤压物品的周转包装上，纸模材料以植物纤维网为主要原料，采用先进、科学的工艺模塑成型，可以作为陶瓷制品的衬垫包装材料很好的保护瓷器的震动和色泽。
（四） 设计原型包装结构
<1>缓冲衬垫的计算
已知瓷瓶总质量10kg，陶瓷花瓶的脆值为42g，由等效跌落公式计算得等效跌落高度为约95cm，产品实际需要总底面积为350×350=1225cm2，计算纸浆模塑衬垫尺寸。

从上图可知，最大应力值从3kg/cm2增加到极限最大应力时，缓冲系数变化很小，因而为了安全起见，取最大应力值为3kg/cm2，C=0.7对应的点进行计算。
由公式T=CH/G,得T=(0.7×95)/42=1.58cm,由于纸浆模塑易于产生蠕变，所以取T=2cm。
由公式α=WG/A,得A=WG/α=10×9.8×42/3=1372cm2
所以纸浆模塑内衬要求的厚度为2cm,最小面积为1372cm2。所以缓冲衬垫的尺寸为A×T=1372×2（cm2）
<2>缓冲衬垫的校核
1.挠度校核
为了避免挠曲，其最小承载面积的最小值与厚度之比应符合经验公式：A/（1.33T2）>1
代入数据的1372/（1.33×4）=257.89>1,所以本设计符合要求。
2. 蠕变量校核
缓冲材料在长期静压下会发生蠕变，即材料会压缩一些，所以在设计缓冲材料厚度时应增加一个蠕变量补偿值，称蠕变增量。
Tc=T（1+Cr）
式中：Tc—修正后的厚度cm
T —原设计厚度cm
Cr—蠕变系数%,取值在5%—12%，由于纸浆模塑的抗蠕变性能不算好，所以为了安全起见，Cr取12%。
所以Tc=1.58+12%×1.58=1.7696cm<2cm。
所以本设计符合蠕变校核的要求。
<3>缓冲衬垫效果图和结构图
效果图（左） 效果图（右）

结构CAD三视图
（五） 产品设计评价
本次缓冲包装设计是针对该规格花瓶的专项缓冲设计，对于该类规格的花瓶进行长距离的运输具有良好的缓冲保护作用，并结合外包装可以很好的将花瓶安全有效的送达目的地。另外该缓冲包装使用纸浆模塑为缓冲材料符合绿色包装的理念，与使用塑料类缓冲材料相比可以起到保护环境节约资源的作用，纸浆模塑流入环境后的分解效率高可以最大限度地减少对环境的危害。
但是该缓冲包装的不足之处是只能包装该类规格的产品，而不能广泛的包装更多规格的产品，所以使用的范围不够广泛所以无法实现普及和大规模的生产另外由于使用的纸浆模塑的可回收利用性能比较差，所以不能实现重复利用，在一定程度上会对资源造成一定的浪费。
总之而言该缓冲包装设计较好的满足了瓷器花瓶的运输包装要求，能够很好的对被包装产品起到保护作用极大的减少了产品在运输过程中的损坏，降低了企业成本增加了企业利润，所以总体评价来说本次缓冲包装设计是符合要求的，是一次成功的缓冲包装设计，可以投入实际生产。

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