1、U DC 6 7 8A 8 30 7 6:6 5 8.7 8 8中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B 8 1 6 6 一 8 7缓 冲 包 装 设 计 方 法P a c k a g e c u s h i o n i n g d e s i g n me t h o d1 9 8 7 一 0 8 一 2 4 发布1 9 8 9 一 0 3 一 0 1 实施国家才 示 准局发布中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准U DC 6 7 8.5.0 7 6 1 6 5 8.7 8 8缓冲包 装设计方 法G B 81 66一 87P a c k a g e c u s h i o n i
2、n g d e s ig n me t h o d本标准规定丫在流通过程中为保护尔品IN 实施的缓冲包装设计的方法。本标准主要适用于使用非拨性弹性打料的缓冲包装厅法，不适用于弹簧吊装形式的包装方法.，术语 1.1 重力加速度的倍数(G)i ip 速度:f q 单位的亚 F i 加速)ff 的比值。以符号“友示。在缓冲包装设计中.加速度表示为。二G 夕，其中 1 为加速度。，为重力加速度。1.2 脆值(“，)产品不发生物理担伤或功能失效所能承受的最大加速度值，以，表示 13 许用脆佰 曰川恨据产.钻的脆流.号 虑到产品的价值、强度偏差、重要程度等而规定的产品的许用最大加速度值，以 表示。1.4
3、等效跌落高度(11)为了比较流通凌界中产生的冲击强度.将冲击速度视为自由落体的碰撞速f k由 此 而 推 算 的自 由 跌 落 高 度，以11表示 1.5 最大应力(、)单位面积缓冲材料所受到的外力的最大值，以o m 表示。1.6 缓冲系数(C)作用于缓冲材料上的应力与该应力下单位体积缓冲材料所吸收的冲击能量之比，以C表示。1.7 缓冲包装成本(C.)缓冲包装相关的费用(如缓冲材料的成本、缓冲材料的加工及包装件的运输等费用)的总和，以C .表示。要求 2 1 一般要求 缓冲包装的目的是在运输、装卸过程中发生振动、冲击等外力时，保护被包装产品的性能和形态。缓冲包装设计应符合下列要求。a.减小传递
4、到产品上的冲击、振动等外力。b.分散作用在产品上的应力。c.保护产品的表面及凸起部分。d.防止产品的相互接触。e防止产品在包装容器内移动。t.保护其它防护包装的功能。2.2 缓冲包装设计考虑因素 2.2.1 产品的许用脆值、形状、尺寸、重量、体积、重心、数量及产品的其它特性。2.2.2 流通过程中的环境条件，如运输区间、运输方式、装卸次数、等效跌落高度、冲击方向、气候条件、贮存条件等。2.2.3 包装材料的特性。2.2.4 外包装容 器的 结构、形状、材质及强度。2.2.5 封 缄材 料的 特性。国家标准局 1 9 8 7 一 0 8 一 2 4 批准1 9 8 9 一 0 3 一 0 1 实
5、施GB 8 1 6 6 一 87 2.2.6 包装的T-艺性。2.2.7 其它的包装方法 如防潮、防水、防锈、防尘等。2.2.8 缓冲包装的经济效果 23 缓冲材料的选择 2.3.1 缓冲材料的性能应符合有关标准的规定.2.3.2 考虑下列有关因素 根据使用的目的选择缓冲材料。二材料的冲击、振动隔离性能好.能够有效地减小传递到产品上的冲击与振动;b.压缩蠕变小;c.永久变形小;d.夸 冲 击和 振 动作 用 下，不 易 发 生 破 碎;e.可耐受较强烈的折曲;f.在运输过程中的振动作用下，与产品直接接触的材料不应擦伤产品的表面;咎材 料的使用温湿度范围宽;h.材料的p H值为6.0 -8.0，
6、在较湿的环境中与产品直 接接触，不发生 腐蚀现象;i.长期在高湿环境中存放，材料不生霉;1.材料不因吸湿、吸水而使缓冲性能发生变化，且不使产品生锈、腐蚀;k.材料不与产品的涂覆层、表面处理层等发生化学反应;1材料不易产生静电;m.材料不因与油脂类接触而发生变质;n.材料容易制造、加工及进行包装作业:。.材料的价格低廉;p.其它有关性能。2.4 缓冲包装的考核 根据本标准规定的方法设计的缓冲包装件，应按照第 4 章的规定进行试验，出现下述情况之一时为不合格。:试验后产品发生了物理损伤或功能失效，或缓冲材料已不能保护产品。试验中作用在产品上的加速度超过产品的许用脆值。缓冲设计方法 3.1 设计程序
7、 3.1.1 根据第2 章的 要求、按照第3 章的 方法选择 缓冲 材料、进行缓冲包装设计并计算出缓冲包装的成本，、从中求出最佳的方案。7 i缓冲包装成本的汁算方法可参考附录A C 参考件)3.1.2 根据缓冲包装设计的结果，按照第2.4条的要求进行考核，必要时予以修正。3.2 冲击防护设计方法 冲击防护设计，应首先确定下列条件:产品的重量、尺寸、外观及结构特征等;卜.产品的许用脆值;c.包装件在流通过程中的等效跌落高度。冲击防护设计有第3.2.1 款和第3.2.2 款两种方法可供选择，优先选用第 3.2.2 款的方法。3.2.1 缓冲系数一最大应力曲线的应用 利用缓冲系数一最大应力曲线设计缓
8、冲包装时的计算程序如下。3.2.1.1 计算缓冲材料所受到的最大应力。GU 81 66一8 7。nl 二 (;)牛:。式中:a.”一一最大应力.P a;一一产品的许用脆值;产品的重 尔 N;一 一缓冲材料的受力面积,c m ,3.2.1.2 在缓冲系数一最大应力曲线_ 二 找出对应的最大应力值的点如果在该胜附近选抒4;中系数最小的材料.则所需要的材料厚度为最小。3.2.1.3 若要求使缓冲材料的厚度为最小 则在曲线上求出缓冲系数为最小伙Ii I I 1 z 大应)I-山此确定缓冲材料的受力面积。调整受力而积的方法参考第 3.3条 3.2.1.4 计算缓冲材料的厚度。上叫 -一式中:T厚度，c
9、m;缓 冲系数;I f 等效跌落高度，c m,3.2.2 最大加速度一静应力曲线的应用 利用最大加速度一静应力曲线设计缓冲包装时的计势程序如下。弓.2.21 计算缓冲材料所受到的睁应力、t 一 1r-r!。式#3.2o静应力，P a,2.2 采用全面缓冲包装方法时，根据等效跌落高度.在曲线上找出许用脆流与朴应力的交点.山此确定缓冲材 料的厚度。32.2.3 采用部分缓冲包装方法时，根据等效跌落高度，在曲线上找出对应的许用脆仇.I l l I(,到1 l 线的交点求出静应力，并确定缓冲材料的厚度。当它和同一条曲 线有两个交点时.若e t i f i l ll 应力 较火 的点，则所需的缓冲材料较
10、少。3.2-2.4 当许用脆值与静应力的交点位于不同厚度的两个曲线中间时.则用内插去确定甘料的叹度 3.2，3 修正计算 按第3.2.1 款或第 3.2.2 款的方法计算后.还应考虑到下列情况.对计$?结果 I L A 1 i i 1 3.2.3.1 在缓冲设计计算时，应校核产品在载荷方向上 与缓冲材料的接触部分的强度。如果该部位不能承受(l)式中的最大应力，则应重新计算尺寸.3.2.3.2 缓冲材料的受力面积与厚度的关系不满足(4)式时，会使缓冲材料发含山 I(如图 所示).应二 卜 以修正。Ua 51 66-8冬;1:,1i 材料胜弯曲一1 n,3,3 t报 卜矛力山 j F r.,c m
11、S.2%i1(1 可能,z;3 0 I 角方向的冲击时 应按 F 列方法进行修正。5)闪一r;i 4 而缓冲包装方浮时 t 一巡十 洲+tr 1 欢至力Ift l.;-!.m品m长沙 训飞八 忆)艾，口.is 舫rlj度 e ll)I I 2 角冲.(的有效载荷面积f(小f:l 11 缓冲!ii 垫包装 Y i h Jc8 81 66一 87C(I+6 十 d)丫+6 +d 式中:L 角垫的长度，c m.图 3角垫3.2.3.4 如果已知缓冲材料的蠕变特性，则按(7)式修正厚度。T.=T日 十 ，)式中:T.修正厚度，C M;C,-蠕变系数.%.3.2.3.5 由于不同的温湿度条件下缓冲材料的
12、缓冲性能存在着差异，应根据流通过程中可能出现的环境条件修正计算缓冲材料的尺寸。3.3 振动防护设计方法 缓冲包装，一般首先考虑冲击防护。设计完毕的冲击防护包装，还应按下述方法进行振动防护没计。3.3.1 按公式(3)计算缓冲材料的静应力值。3.3.2 找出静应力值所对应的缓冲材料振动传递率一频率特性曲线，并求出该曲线的峰值所对应的传递率，及叔率(即共振频率)f.3.3.3 确定在流通过程中包装件在频率 f.时受到的最大振动加速度.3.3.4 计算产品在共振时的最大响应加速度。a,令，口、.”.”.。一(8)式中;a,产品的最大响应加速度;a。包装件在 频率几时受 到的 最大加速度;，缓冲材料在
13、频率 f.时的振动传递率。3.3.5 产品上的最大响应加速度应小于产品的许用脆值。如果不满足这一条件，应按第3.2条、第3.3 条的方法重新进行设计。3.3.6 产品上的最大响应加速度满足第 3.3.5 款中的条件，但当该加速度接i d),i i i IY 1 许I fl 脆仇、-k sGB 81 68-87山十 振动加速度的反v作%I 1 I f 能拌致产品疲劳损坏或降低缓冲材料的性能时，应按第3.2条、第 3.3条的方法:R新进行设计。以减小产品的振动啊应，注 如19 能w q m 1 产.甘:!_ 的9!e 弱;I;汁及I I 振J:特性.亦.习 按卞条的程序进行隔振设计，51 1 见附
14、录c(专k-件)的例7 3，4 缓冲结构设汁 3.4.1般方;大 a.全而缓冲贷叮龙 ,r!1;可以 I I 针It;,乡洲、(t i i,Q l r ll 件等形式i j:=i中 付t:1.如图 所示少 卜 1 泛纽冲讨I品 或内2 竺 义1:jl“拔 冲万法,!c 例b.部分缓冲部分缓冲的万法 A 宜使用成I V!的缓冲材料，如图5 所示。图 ii G 7=i P I l 法 I 例3.4.2受 力而积r ill 调整 为了有效地使t o 缓冲材料 可参照下列方法调性材料的受力面积 扩大受力面积:利用垫板扩大特定方向的受力而积(如图 6 a).,b减小受力面积:利用t y t 、侧垫等减小
15、受 h iti i 积(如图5、图fi b)GO 8 166 一8 7决 务 父 会 价习.一1介 父耸挞毒欠斗共拜共i,a,.2 y-公 -t,a f 华 一-I(t P 之 图“受力 m y*的 ii i 整 3.4.3 不规则形状产品的缓冲 有凸出部分的产品.缓冲材料的厚度应以该部分的最外侧到外包装容器的内侧的尺寸为准(如图 7)a.不 正 确U.I I:确 图 7 具有凸出部分的产品的缓冲 b.不规则形状的产品可以用模制的衬垫进讨缓冲.或占将产品固定或支承!r:l l#存器内。再用缓冲材料加以保护(如图8)。GB 81 66一 87图 8 3.东4 填充材料的使用 为了防止运输中的冲击
16、、振动时产品在包装容器内发生移动.应使用衬板、填料等充满可能造成产品手 多 动的间隙。3.闷.5 其它方法 a.大型产品，如果其中某些部件较为脆弱而又可以拆卸，可将该部分拆下另行包装.b.为了防止在 运输中 产品的 表面 被擦伤.可使用 缓冲 材料 对表面加以 保护(如图9),c，对体积重址较大的产品进行缓冲时，可将其连接在一个缓冲基础上(如图 9),d.当 运输中 产品的各 方向 受到的载荷不同时，或产品各 方向 的脆值不 同时，各方向可以采用不 同程度的缓 冲包装。GB 31 66Jl,r.;s,I?!，人.t 9 产:品的 爱 冲试验 4.1 试验原则建议按下述原则对缓冲包装件进行试验。4.1.1 包装件总重量不超过 I 0 0 k g,最大边尺寸下超比1 5 G c m时.进行振动试报.然tk-I 做日i1 1 v i,族州验。4.1.2 包装件总重量大于I 0 0 k g,或最人 边尺寸.人于1 5 0 m 时 进行水平冲击u S,.支f-f&1 i i .%.1支棱跌落试验。42 试验方法 按有关标准的规定进行试验CB 8 16 6 一 87 附录A缓冲包装成本的计算 (参
