11. Расчет коробок из картона на сопротивление сжатию

Расчет ящиков из картона и гофрокартона на сопротивление сжатию определяет устойчивость ящика к действию вертикальных сжимающих нагрузок. Расчет позволяет осуществить выбор конструкции ящика и марки материала, позволяющей обеспечить надежность и долговечность тары в течение установленного срока эксплуатации.

Суммарное сопротивление сжатию в общем виде определяется по формуле:

, (1)

где - торцевая жесткость картона, Н/см;

- длина ящика, см;

- ширина ящика, см;

- коэффициент прочности ребер;

- коэффициент устойчивости стенок ящика;

- коэффициент анизотропности картона;

- коэффициент площади основания;

- коэффициент способа укупорки клапанов;

- коэффициент продолжительности действия нагрузки;

- коэффициент цикличности нагружений.

Формула Макки:

, (2)

где P – прочность ящика на сжатие, фунт;

P_T - прочность образца гофрокартона на сжатие, фунт/дюйм;

D_x – жесткость материала в продольном направлении фунт/дюйм;

D_y – жесткость материала в поперечном направлении фунт/дюйм;

Z – периметр ящика, дюйм.

Формула может быть преобразована:

, (3)

где δ – толщина картона, см;

Z – периметр ящика, см;

P_T - торцевая жесткость, Н/см.

P_T определяют путем сжатия кольцеобразной заготовки. Но толстый картон и гофрокартон в кольцо свернуть невозможно. Поэтому для гофрокартона используют формулу:

, (4)

где P_T – сопротивление сжатию, Н/см;

P₁ – сопротивление сжатию первого плоского слоя;

P₂ – сопротивление сжатию второго плоского слоя;

P₃ - сопротивление сжатию гофрированного слоя.

Выполнение работы

Расчет сопротивления сжатию групповой картонной тары проводится по формуле (3).

Здесь

• δ=0,08 см;

• Z= 2*120+2*200 = 640см;

• P_T=230 Н/см.

Подставив в формулу, получим:

12. Расчет высоты штабелирования коробок из картона

Расчет проводится для определения допустимой высоты штабелирования при укладке картонных коробок в транспортную тару, а также для определения максимальной высоты штабеля транспортной тары (ящика) при формировании транспортной единицы на палете и штабеля при хранении на складе.

Высота штабелирования при укладке коробок в транспортную тару определяется по формуле:

, (1)

где h – высота коробки, n – количество рядов, σ – толщина проклдок, (n-1) – количество прокладок между рядами.

Высота штабеля при хранении на складе определяется по формуле:

, (2)

где - высота ящика, n – количество рядов на поддоне, - толщина поддона, - количество поддонов в штабеле.

На высоту штабелирования оказывают влияние:

• Способ штабелирования;

• Климатические условия (их влияние на прочность картонной тары);

• Продолжительность хранения;

• Прочность тары.

ГОСТ 18211-72 определяет высоту штабелирования с учетом сроков хранения:

, (3)

где D – величина сопротивления сжатию, МП; K – коэффициент запаса прочности, G – масса продукции, кг; H – высота штабеля, см; h – высота ящика, см; S – площадь основания, см².

Коэффициент запаса прочности характеризует сроки хранения продукции в таре:

• До 30 дней – К=1,6;

• До 100 дней – К=1,65;

• Свыше 100 дней – К=2.

Из формулы (3) выразим H:

. (4)

Для определения сравнительных характеристик и способности тары к штабелированию предложен метод определения фактора штабелирования F, в основе которого зависимость:

, (5)

где L – длина ящика, см; B – ширина ящика, см; G – масса затаренной в ящике продукции, кг; N – количество рядов ящиков в штабеле, K – коэффициент запаса прочности; P_к – прочность ящика, Н; P_н – нагрузка на ящик, Н.

Выполнение работы

Расчет выполняется по формуле (4): .

Известно, что:

• h=16,5 см;

• S=12*20 = 240 см²;

• K=1,6 (для срока хранения до 30 дней);

• G= 0,250*6 = 1,5 кг;

• D= P*10^-6/S = (4196*10^-6) МН/0,024 м² = 0,174 МПа

Подставив в формулу (4), получаем:

Таким образом, групповые картонные коробки могут быть размещены на палете в рядов. Так как использование такой высоты штабелирования нецелесообразно, то на практике выбираем количество рядов исходя из особенностей конкретного процесса транспортировки и хранения.

Схема размещения коробок на палете (согласно ГОСТ 21140-88)