木箱的設(shè)計

木包裝是木制包裝箱、托盤、底盤等一類容器的總稱，廣泛應(yīng)用于運輸包裝。木托盤

免檢疫免熏蒸木箱（出口）

木箱

重型機(jī)械用包裝箱

軍用木箱

膠合板箱舉例：

底盤第1節(jié)木包裝概述1.優(yōu)缺點：●良好的抗壓和抗彎強(qiáng)度；●有較好的可撓性，因而具有天然的緩沖能力和減振能力；●耐潮、耐磨、耐破；●良好的可加工性；●便于回收和再生利用；●成本較低；▲資源貧乏——生態(tài)危機(jī)——節(jié)木、代木；▲空箱的重量和體積太大，不便運輸；▲出口木包裝受國外立法的限制；2.木包裝的種類普通木箱：<200kg,板式結(jié)構(gòu)，人工裝卸，考慮手柄、手孔，不必考慮滑木、繩口及插口等結(jié)構(gòu)；滑木箱：<1500kg,機(jī)械起吊，必須設(shè)置滑木；框架木箱：>1500kg,機(jī)械起吊，必須設(shè)置滑木；底盤:適應(yīng)于塔、罐等大型機(jī)械設(shè)備；500~6000kg;托盤:集合包裝工具；膠合木箱：由膠合板及框檔組合而成，自重輕，外觀整潔的小型包裝箱，用于空運。3.木包裝的設(shè)計要素產(chǎn)品因素：形狀、重量、尺寸、強(qiáng)度、剛度、耐候性（耐水、耐潮、耐微生物）、品質(zhì)、價格等；環(huán)境因素經(jīng)濟(jì)因素：包裝的造價和運價；造價：材料費用、工時費用、管理費用及配套費用。降低運價：盡可能縮小包裝箱體積，節(jié)約運輸空間；使包裝箱具備一定的堆碼強(qiáng)度和頂部負(fù)載強(qiáng)度，使運輸空間充分利用。第2節(jié)箱用木材●樹種：針葉樹:各種松木；闊葉樹:樺木、栗木和山毛櫸；●質(zhì)量指標(biāo)：密度和硬度：單位體積的質(zhì)量。闊葉樹密度大，強(qiáng)度高，干燥和加工困難；針葉樹密度小，易于切削加工，適用于包裝。含水率：木材中所含水分的重量占烘干重量的百分率。

——影響尺寸穩(wěn)定性，控制在20%為宜。干縮率：木材的含水率從飽和到烘干時，其尺寸隨含水率降低而縮小的百分率?！蚍较蚨悺M向：弦向收縮大于徑向；

——弦向:徑向:纖維方向（縱向）的收縮比=10：5：0.5.1.樹種與品質(zhì)特性2.木材的缺陷

●木節(jié)：硬、脆，降低木材強(qiáng)度，容易變形；●斜紋：降低木材的縱向強(qiáng)度；●裂縫：破壞木材的整體性；●夾皮、蟲眼3.木材的試驗強(qiáng)度

順紋拉伸、彎曲和壓縮試驗—測出各種強(qiáng)度極限稱為試驗強(qiáng)度，用表示。試樣為小尺寸、靜載試驗。結(jié)果：●順紋抗壓強(qiáng)度<抗拉強(qiáng)度;●抗彎強(qiáng)度介于兩者之間?！駨?qiáng)度隨承載時間增加而減小;長期強(qiáng)度為初始強(qiáng)度的30～40％;●溫度愈高，含水率愈大(在纖維飽和點以下)，木材的強(qiáng)度愈低。4.木材的許用應(yīng)力強(qiáng)度降低系數(shù)K1——小尺寸的試樣不能完全反映木材的強(qiáng)度；木材的實際尺寸<設(shè)計尺寸(加工誤差，干燥收縮)；對試驗強(qiáng)度取一個安全系數(shù)

K1＝0.75。沖擊載荷系數(shù)K2——試樣承受的是靜載荷，木箱起吊和運輸時的載荷為動載荷，K2＝0.3～0.35。木材缺陷系數(shù)K3(1)木節(jié)。先測木節(jié)直徑，計算它與板寬的比值，根據(jù)下表取K3的值。

(2)斜紋。先測斜紋的傾斜度x/c。然后根據(jù)下表取K3的值。如果木材上既有木節(jié)，又有斜紋，先要比較兩者的大小，然后按影響大的一個因素取的值，不可將兩個系數(shù)連乘。承載時間系數(shù)K4——包裝用木箱的承載時間較短，K4=15.木材的選用(1)保證性能的同時，還要求貨源充足，價格便宜；

(2)要求它的抗劈力和握釘力較好；(2)含水率原則上應(yīng)在20％以下；(3)斜紋傾斜度在1／10以下，木節(jié)直徑在材寬的1／3以下，釘釘部位及兩端不應(yīng)有木節(jié)。用作應(yīng)力構(gòu)件的木材，其鈍棱及帶有樹皮的大小不得超過厚度的1／2，在材寬方向不得超過2cm。板材上不能有1.2cm以上的木節(jié)孔、蟲眼、死節(jié)和漏節(jié)。6.塑木材料(1)概念：以塑料、木粉或其他植物纖維為主料，加入添加劑，經(jīng)擠出或熱成型制得。

(2)特點：耐用、有類似木質(zhì)的外觀，比塑料硬度高；具有優(yōu)良的物理性能，比木材穩(wěn)定性好；色彩豐富；易于成型；有類似木材的二次加工性能；不怕蟲蛀、耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不吸濕變形；能重復(fù)使用或回收再利用。韌性低于母體材料，加工設(shè)備能耗較大。(3)應(yīng)用前景：塑木復(fù)合建材運輸包裝第3節(jié)木箱構(gòu)件的受力分析木箱的構(gòu)件，按受力特點，分為梁、柱和桁架三類。一.梁——抗彎模量——強(qiáng)度條件二.柱（滑木箱中的立擋和框架箱的立柱）短柱：長柱（壓桿）：壓桿的穩(wěn)定性木箱壓桿的許用壓力公式：

為壓桿失穩(wěn)方向的厚度；

L為壓桿長度。三.桁架（木箱中的框架）

(1)以每個節(jié)點為研究對象，畫受力圖。

(2)以每個節(jié)點為原點取一個直角坐標(biāo)系xy，并對每個節(jié)點列出平面匯交力系的兩個平衡方程：

X、Y是同一節(jié)點上的各力在x軸和y軸上的投影。

(3)從只含兩個未知量的節(jié)點入手，依次求解各節(jié)點上的力系——得各桿內(nèi)力。第4節(jié)滑木箱一.滑木箱結(jié)構(gòu)滑木箱是中型木箱：內(nèi)裝物質(zhì)量：150～1500kg；外尺寸長、寬、高之和<7m;

寬、高<1.5m;

機(jī)械產(chǎn)品包裝，小件貨物的集裝。端木二.滑木箱尺寸1.內(nèi)尺寸

表示輔助立柱的厚度表示枕木厚度；表示橫梁厚度；2.外尺寸表示端板厚度;表示端擋厚度;表示側(cè)板厚度;表示側(cè)擋厚度;表示頂板厚度；表示底板厚度；表示滑木厚度；表示輔助滑木的厚度。

三.滑木箱的箱擋布置側(cè)面箱擋布置要求：◆兩端側(cè)擋中心到端面的距離〈20cm?！粝噜弮蓚?cè)擋的中心間距〈120cm?！粜睋醯膬A角在35°～45°之間，最好為45°。◆箱的內(nèi)寬與內(nèi)高均小于100cm時只設(shè)邊立檔和上橫擋。◆箱內(nèi)寬超過100cm時要增設(shè)中立擋。◆箱內(nèi)高超過100cm時，可設(shè)斜擋，但傾角不得超過55°，超過需增設(shè)水平加強(qiáng)材。對端面箱擋布置的要求：四.滑木箱的起吊強(qiáng)度◆內(nèi)裝物重量直接作用在枕木上，由枕上傳遞給滑木，再由滑木通過側(cè)擋的拉力促使側(cè)板產(chǎn)生彎曲變形；◆起吊用的繩索還在箱頂兩側(cè)對橫梁產(chǎn)生水平方向的擠壓力，所以滑木箱起吊時橫梁起著支撐兩個側(cè)面的作用。決定橫梁截面尺寸的主要因素是堆碼載荷，故只討論枕木、滑木和側(cè)板的強(qiáng)度。1．枕木的強(qiáng)度（滑木箱與框架木箱計算方法相同）

2.滑木與側(cè)板的強(qiáng)度滑木+側(cè)板+側(cè)擋=整體，共同承受由枕木傳遞過來的彎曲載荷——組合體的強(qiáng)度——超靜定問題。側(cè)擋多——求解復(fù)雜。日本的簡化方法：內(nèi)裝物重量均勻分布在滑木上，再通過滑木平均作用在各個側(cè)擋上，不考慮滑木與側(cè)板的共同變形，分別計算兩者的承載能力，并將兩者承載能力之和當(dāng)成這個組合體的承載能力，據(jù)此校核這個組合體的抗彎強(qiáng)度。五.滑木箱的堆碼強(qiáng)度承壓構(gòu)件：頂板、橫梁、側(cè)擋和輔助立柱。當(dāng)頂板上堆放小尺寸貨物時，其壓力要通過橫梁傳遞給兩個側(cè)面；當(dāng)上部貨物尺寸很大時，其壓力主要落在兩個側(cè)面上。因此，在分析滑木箱的強(qiáng)度時，將橫梁承受的壓力稱為頂蓋載荷，其載荷集度取3.923KPa；將側(cè)擋和輔助立柱承受的壓力稱為堆碼載荷，其載荷集度取9.807Kpa。1.橫梁的強(qiáng)度

簡化為受均布載荷的簡支梁。

2．側(cè)擋與輔助立柱的強(qiáng)度

簡化為受壓柱。六.滑木箱的構(gòu)件尺寸1.底座滑木、輔助滑木、端木及底板的截面尺寸按表8—6的規(guī)定選用；枕木強(qiáng)度計算——根數(shù)和截面尺寸；當(dāng)?shù)鬃鶎挾瘸^100cm時，增加一根尺寸相同的中間滑木；掛繩口尺寸原則上為15cm，或取滑木長的l0％以下；底座下設(shè)置叉孔，叉孔中心間距a應(yīng)≥70cm，叉孔寬度b應(yīng)≥30cm，叉孔高度h應(yīng)≥4.5cm。叉孔是用輔助滑木構(gòu)成的，因此要按叉孔尺寸確定輔助滑木的長度與厚度。

2.側(cè)面結(jié)構(gòu)：查表或圖

3.端面結(jié)構(gòu)：查表或圖4.頂蓋:橫梁強(qiáng)度計算，按表確定截面尺寸。七.滑木箱的制箱1.鋼釘：普通圓釘(GB350-64)2.釘釘:

滑木箱的強(qiáng)度與釘釘?shù)馁|(zhì)量關(guān)系極大——釘釘?shù)馁|(zhì)量取決于釘長、用釘數(shù)量、釘距和釘?shù)牟贾谩?.螺栓聯(lián)結(jié)：端木厚度<4.5cm，用鋼釘或六角頭木螺釘釘在滑木上;

端木厚度>4.5cm，用直徑9mm的螺栓緊固在滑木上。枕木厚度<6cm，用鋼釘釘在滑木上;

枕木厚度>6cm，用直徑9mm的螺栓緊固;

枕木寬度>15cm，兩端各用兩個螺栓，但與中間滑木的聯(lián)結(jié)可以只用一個。

4.預(yù)制與組裝：預(yù)制成5個部件：底座、兩個端面和兩個側(cè)面，然后運到裝箱現(xiàn)場組裝。將兩個端面分別釘在底座上，再將兩個側(cè)面分別釘在底座和兩個端面上，最后釘橫梁和頂板。第5節(jié)框架木箱一.框架木箱結(jié)構(gòu)框架木箱屬大型木箱：框架木箱的外長〈15m；外寬〈5m；外高〈5m；內(nèi)裝物質(zhì)量：500kg-60t;

包裝機(jī)械產(chǎn)品，或集裝小件貨物。1.框架木箱的組成由底座、兩個側(cè)面、兩個端面及頂蓋組成的。（同滑木箱）2.框架木箱與滑木箱在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別：

①框架木箱的側(cè)面和端面為桁架結(jié)構(gòu)，箱板為立板；

②框架木箱箱板在外，骨架全都布置在箱內(nèi)；

⑧框架木箱組裝時是先將兩個側(cè)面安裝在底座上，再將兩個端面安裝在底座和兩個側(cè)面上，最后裝釘頂蓋。二.框架木箱的尺寸1.內(nèi)尺寸

2.外尺寸表示端面立柱厚度；表示端板厚度；

表示側(cè)面立柱的厚度；表示側(cè)板厚度；表示輔助立柱的厚度表示頂板厚度；表示底板厚度；表示滑木厚度；表示輔助滑木厚度。三.框架結(jié)構(gòu)形式選擇框架結(jié)構(gòu)形式的基本要求：①相鄰立柱的中心間距〈120cm；②

斜撐傾角在35°～45°之間。

四.框架木箱的起吊強(qiáng)度

起吊時的受力分析：

?

內(nèi)裝物重量直接作用于枕木，通過枕木傳遞給兩外側(cè)滑木和兩個側(cè)面框架；

?

繩索還對箱頂產(chǎn)生橫向水平擠壓力，使橫梁成為壓桿，使上框木產(chǎn)生彎曲變形。1.枕木的強(qiáng)度（梁）

2.有斜撐側(cè)面框架的強(qiáng)度（平面桁架）

假設(shè)：

①所有節(jié)點都是光滑鉸鏈；

②各桿軸線都通過鉸鏈中心；

③所有載荷都作用在節(jié)點上；

④不計各桿自重，它們都是二力桿。

3.無斜撐側(cè)面框架的強(qiáng)度