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节省原料的纸桶包装容器设计丝印网纱防爆电机犬用便器女鞋驱动泵Frc

发布时间:2023-12-18 20:12:44 阅读: 来源:鱼饵厂家
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节省原料的纸桶包装容器设计

药品包装容器大部分采用盒、桶、瓶,其外部形状有圆形、方形等其它形状。在容积一定引接线时,何种形状的包装最节省材料?也就是说:使用的容积最大而用材最少,这是药品包装企业材料经济核算所围绕核心话题。本文以药品包装纸质容器-纸桶材料利用为例,阐述在设计、生产什么样的形状的产品最节省包装物料。

包装容器纸桶具有强度高、有一定的弹性、不氧化、不污染环境等优点。与钢桶比较,具有能防止静电、质量轻、易回收、加工周期短、造价低等优势。不但广泛用于药品原料的外包装,还广泛用于化工、粮食、土产、五金矿产、建材、机电及国防车蜡工业等产品的外包装,其中相当部分的纸桶用于出口商品的包装。

一.包装容器纸桶分类

包装容器纸桶是指具有用纸或纸板加粘合剂制造的桶身和用相同材料或其它材料制造的桶底、桶盖的刚性圆桶,在底和盖之间具有定位性能,以便堆码存储。纸桶根据本身采用的原材料不同可分为二类:第一类为全纸纸桶;它的外观形状有圆柱形和正方形之分,纸桶本身使用的材料是高强度纸板,在专用的纸桶成型机上加工而成。纸桶使用的材料类型是纸纤维和木质纤维板,因此易于回收和重复利用,如果在需要紧急处理的情况下可以烧毁,不会产生有毒气体,所以说全纸纸桶的原料以及生产工艺的全过程到废弃物的处理均不污染环境。因此作为产品包装出口时,受到国外客商的普遍接受。第二类纸桶与全纸纸桶不同的是在圆形纸桶身的上口与下底用铁皮加固;纸桶的上盖与下底均采用全纸或五合板制作。在相同体积下被铁皮加固的纸桶结构,在强度以及承受重量上要比全纸纸桶高,因而在桶内盛装体积大,内容物多且重量超过三十公斤以上产品时均采用此类纸桶。

二.纸桶的形状结构与材料的节省

在选材之前,首先要了解纸桶盛装物的情况以及纸桶的销售地点、存贮方式、内装物的轻重、脱水设备品质等,最后确定纸板材料的定量与技术要求。由于纸桶成型是以多层纸板材料复卷而成,其复卷层数及各项物首先要走资源节俭型发展道路理性能指标要根据纸桶的实际使用情况综合考虑,选材的最终目地是既能达到用户满意的使用质量,又不过多的增加原料复卷层数,使纸桶各项物理性能指标趋于合理。在纸桶的生产中,由于纸桶的外形不同,其原材料用量均不等。这就存在一个用料节省的问题;在生产圆柱形纸桶时,当容积一定时,选取什么样的形状尺寸用原料最节省?我们以有盖的圆形纸桶为例,以设计计算来讨论这一问题。先设圆形纸桶的半径为R,高为H,则上下底面积之和为2пR2。侧面积为2пRH,总面积S=2пRH+2пR2,体积V=пH R2。

假定体积V不变,设V=1000,则有H=1000/пR2,我们要求S=2пRH+2пR2=2пRx1000/пR2十2пR2=2пR2+2000/R的极小值。

由微积分计算可得:ds/dR=4пR-2000/R2=0

既:R3=1000/2п,得出:R=5.4,H=10.8=D=2R。S=553.6。从计算可看出:圆柱形纸桶当直径与高相等时用材料最节省。下面我们再看:

设H=3R,则V=пHR2=1000,H3=9000/п

H=14.2,R=4.7,S=563.济南试金装载机在我国工程机械市场不断据有主要位置3,设:H=R,则V=пHR2=1000,H=R=6.8,S=585.8。

我们研究当H=2R时,函数y=S/v=2пRH+2пR2/пHR2=3/R。

我们要求使用的体积(V)尽可能的大,而材料的面积(S)要尽可能的小,就是要求y越小越好。由y=3/R表明,R越大越好,就是说采用大包装比小包装更节省原材料;同时我们也知道:圆柱体包装比正方体、长方体包装更节省材料,而正方体比长方体更节省材料;从材料用料更节省的角度来看;当圆柱体纸桶直径与高相等时使用的原材料最省。

三.纸桶原料消耗定额制定是节省材料重要途径

所谓消耗定额是在纸桶生产既定条件下,按规定质量制造单位成品需要材料的最大允许计划量。这里所说的生产条件是指影响材料消耗定额大小的成品结构特征和生产技术组织特征而言。因此在基础的纸桶原材料定额的制定过程中应按下列原则确定:1、确定单位纸板原料的长度、宽度、厚休闲椅度。2、根据生产过程工艺流程图及纸桶尺寸确定纸板的切割余量。3、绘制裁切纸板的实际下料图。4、确定可用原料和不可用原料数量以及每个纸桶的平均废料量。5、计算材料的利用率指标。控制纸桶材料消耗主要为三个部分:即净消耗部分、工艺性消耗部分和非工艺性消耗部分。纸板的净消耗是指单位产品的有效消耗,它与纸桶用纸板材料的周长、半成品纸桶的高度、纸板的定量、卷桶层数有关;而单位产品纸板工艺性消耗是单位产品净消耗与各道工序生产工艺消耗的量之和。在实际生产过程中,主要控制非工艺性消耗,并使之降到最低限度。在实际用料过程中,由于纸板的幅宽不一致,纸桶成品的高矮不等。这就需要对卷筒纸板进行合理的“套裁搭配”下料。这里指的套裁搭配是在有限的纸板宽度上配裁多种多样的纸桶半成品规格,并进行纸桶半成品长度大小的合理组合,用数理统计的方法列出适合于所需要纸桶的长度,并能与纸板宽度基本一致的幅宽尺寸,形成不同尺寸的纸桶造成液压万能实验机油源热的缘由半成品的规格系列,并尽可能的使纸板材料余料最小,这样在实际生产中根据纸桶半成品规格系列来对应于纸板的幅宽的方法,可达到合理利用纸板原料,取得原料节省或有效利用的最佳效果。

四.材料合理利用及纸桶强度刚度关系

对于纸桶材料的合理节省与材料质量选用两者并不矛盾,我们讲:要节省原材料,材料质量关系到成品纸桶的使用质量,纸桶成品质量总体体现在本身各项物理性能指标的合理配置。其质量测试是看其本身的强度与刚度等相关指标,纸桶的强度和刚度除与所采用的纸板原材料本身强度大小有关外,还与纸桶生产成型时复卷层数、厚度以及在使用条件下作用在纸桶的轴向力大小有关。用于贵重物品包装的纸桶在原材料选用及外周长确定情况下,纸桶成品的立压强度应大于8000N,侧压强度应大于4000N,戳穿强度大于10J,堆码性能为4900N,24小时不渗漏、不破裂,永久变形应不影响纸桶的堆积能力。抗跌落性能在高度为800毫米下落,不渗漏、不破裂、封闭器不开。纸桶跌落时的变形大小与其纸桶的刚度有关,即纸桶设计时的刚性系数是否合理。纸桶变形的大小与纸桶所受到的侧压力及圆周长成正比,而与纸桶的弹性模量、纸桶复卷层数成反比;也就是说:作用于纸桶的侧压力越大,纸桶圆周长越大,则纸桶的变形就越大。而纸桶材料的弹性模量大以及纸桶的厚度大、纸板层数多则变形小。由此可见,要使纸桶强度大,则应增加纸桶复卷层数和纸板厚度,纸桶的刚度系数越大则刚度越大,因此纸板材料应选用弹模量高的纸板材料,纸桶复卷层数多;相对直径小的结构,其变形较小。

纸桶原材料的选择应保证盛装物的安全和质量的前提下,不但要充分发挥其使用价值,还应避免纸板原料的功能过剩。 (文/白冰)

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