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1、第七章 木箱的设计,71 木箱概述,一、材料质量指标：容重，含水率，干缩率，变形方向差异包装用木材选择阔叶树材容重大，强度高，干燥加工困难针叶树材容重小，易于加工，适于包装主要受力构件（木，方，梁，柱）以落叶松，马尾松，榆木为主，不可采用带缺陷的材料（活节，死结，裂缝等）作为受力构件,71 木箱概述,一、材料代木材料胶合板纤维板刨花板钙塑瓦楞板竹编胶合板,71 木箱概述,二、木箱结构按产品储运要求封闭箱花格箱胶合板箱,71 木箱概述,二、木箱结构按产品重量普通木箱：200kg以下，综合尺寸2600mm以下滑木箱：2001500kg框架木箱：1500020000kg按组装方式用钉组装螺栓组装其他
2、连接件,71 木箱概述,三、注意事项尺寸规定硬质直方体运输包装尺寸系列通用集装箱最小内部尺寸等标准规定机车界限尺寸机电产品包装通用技术条件中的超限规定重心要求：居中，偏下箱面标志辅助材料的使用,72 木箱设计基本规定,一、木材的许用强度由于试验条件、树种、产地、树龄等的不同，木材在实际使用时不可能达到试验条件下的理想状态（无缺陷、静态负荷等），所以必须考虑了安全系数后才能作为实际使用时的设计依据。,木材的许用强度 Mpa(kgf/cm2),抗弯强度 顺纹抗压强度 顺纹抗拉强度径向 弦向11.0(112) 8.04(82) 7.0(71) 14.0(143),72 木箱设计基本规定,一、木材的许
3、用强度,72 木箱设计基本规定,二、顶盖载荷和堆码载荷顶盖载荷顶盖载荷主要由横梁等顶盖构件来承受按500kgf/m2载荷设计的横梁已很少发生损坏在GB5398-85大型运输包装件试验方法中规定顶盖载荷为500kgf/m2,72 木箱设计基本规定,二、顶盖载荷和堆码载荷堆码载荷堆码载荷主要由侧面的框架结构来承受 堆码载荷值是用来确定立柱等构件尺寸大小的,堆码载荷 内装物质量 （kg） 堆码载荷 KPa(kgf/m2) 5000 10.0（1020） 500010000 15.0（1530） 10000 20.0（2040）,73 木箱结构设计,一、木箱结构,73 木箱结构设计,一、底座结构,73
4、 木箱结构设计,一、底座结构底座是滑木箱的底面，起安装侧面和端面及支撑内装物的作用 底座不是唯一的承重构件，所以在未装侧面和端面时，不能对底座进行起吊作业 底座的主要承重构件是滑木和枕木,73 木箱结构设计,一、底座滑木辅助滑木枕木端木底板,滑木,受力弯曲构件：在用绳索起吊时，以起吊点为支点的简支梁 fb= fb木材许用抗弯强度(112kgf/cm2)M滑木弯矩（kgfcm）Z滑木截面惯性矩（cm3）W内装物重量(kgf)L滑木长（cm）b滑木总宽（cm）h滑木厚度（cm）,W,L,滑木,受力拉伸构件在用绳索起吊时，把滑木看成侧面桁架的下弦材，内装物载荷由滑木和侧框架共同承担桁架结构用木材做的
5、桥梁桁架，其骨架是用螺栓及联结用金属配件组装起来的。而框架木箱的侧面，其骨架是用很多钉子钉在侧板上组装起来的。因此，把这骨架看作具有几乎相同强度的桥梁结构,滑木,受力桁架结构在骨架的各个构件上有压缩或拉伸的内力在起作用，作为整体发挥桁架的强度，所以作为下弦材的滑木，其尺寸可以较小,滑木,安装滑木的数量滑木一般应均匀排布，且中心间隔不大于100cm，当超过规定间隔时，中间要增加一根相同截面尺寸的滑木 滑木的安装滑木端部不得突出箱外 ，无辅助滑木时，滑木两端距底面高度二分之一处应制成5565的斜角,滑木,安装滑木的对接滑木最好是用一根整木，但是如果截面为7.57.5cm以上，而又没有长料时，滑木可
6、以对接，但对接的位置不要在长度的中心处，而且个滑木的对接位置要左右错开,辅助滑木,不作为应力构件，起调节重心作用宽度为滑木宽的80以上 厚度主要是从便于挂绳索或易于插入叉车的货叉考虑,枕木,枕木是横向搭在滑木上安装的，起联结滑木及支承内装物、固定内装物作用，其截面尺寸由外侧滑木的内间隔、内装物重量及形状来决定 承受均布载荷的枕木 W内装物重量（kgf） b枕木的总宽度（cm） h枕木的厚度（cm） fb木材许用抗弯强度（112kgf/cm2） L外侧滑木内间隔（cm）,枕木,承受中央集中载荷的枕木,W内装物重量（kgf） b枕木的总宽度（cm）h枕木的厚度（cm） fb木材许用抗弯强度（112
7、kgf/cm)L枕木长度（cm）,枕木,承受两点集中载荷的枕木a点弯矩b点弯矩 当l1l2时，MaMb ，均布载荷与最大弯矩比值：,1/2W 1/2W,a b,L,当l1=l2=l0时，上式可简化为：,枕木,当有中间滑木时，枕木的承载 当滑木的内间隔大于100cm时，为改善枕木的负载情况，提高箱体结构的强度和刚度，应在两滑木之间加设第三根滑木，即中间滑木 中间滑木的载荷：,b中间滑木的总宽度cmh中间滑木的厚度cm fb滑木的许用弯曲强度（112kgf/cm2）L滑木的中心间距cm,枕木,求枕木根数的计算方法总结先设枕木的尺寸，再求得该尺寸枕木在均布载荷情况下的许用弯曲载荷W再求均布载荷的许用
8、弯曲载荷的倍数n将a, b的数据相乘，得到两点集中载荷时，一根枕木的许用弯曲载荷P=nW。当有中间滑木时，计算中间滑木的许用弯曲载荷W最后求得枕木根数N,端木,横向连接滑木的构件，在其上安装端板 端木所受的载荷比滑木小得多，尺寸也比滑木小 端木主要作为组装底座和端面的连接构件考虑，其安装是从滑木的二端让出端板厚的距离 用螺栓紧固在滑木上,底板,底板不作为受力构件，只起加强底座、防止底座歪斜、变形的作用，并能密封防水 为了通风和排水，底板之间可以留有0.51.0cm的间隙，或不留间隙，但在不与内装物接触的部位开四个直径为1.2cm的孔,73 木箱结构设计,二、侧面结构侧面结构由侧档、斜档、辅助立
9、柱及侧板构成 主要受力构件是侧档和辅助立柱 受力情况分析:与滑木共同承受内装物重量引起的弯矩立柱、侧档、侧板联成一体，承受堆码载荷的作用。斜档在装卸时承受拉伸载荷的作用。,73 木箱结构设计,二、侧面结构侧档与辅助立柱构成一体承受堆码载荷，因而是受压构件。受压构件的受力情况按压杆进行设计沿轴线方向受压缩载荷的直杆称为柱，柱有长柱、中柱和短柱之分 长柱：25.246 中柱： 625.2 短柱： 6 fc为顺纹抗压强度： fc=7.0Mpa=71kgf/cm2,73 木箱结构设计,二、侧面结构堆码载荷的大小在设计基本条件中已作了规范,A,立柱、辅助立柱和侧板所需截面积,73 木箱结构设计,二、侧面
10、结构侧面结构形式是随着箱的长度而变化的 斜档的角度最好在3555的范围内 侧档的中心间距通常小于120cm辅助立柱安装在侧板的内侧，其加强侧档及支撑梁承的作用,73 木箱结构设计,三、顶盖结构顶盖安装在侧面和端面之上其主要受力构件是横梁起承受顶盖载荷的作用，和承受起吊时绳索夹持所施加的压力 当横梁承受顶盖载荷作用时，根据前面的设计基本规定，按500kgf/m2载荷设计 横梁可以按弯曲构件进行设计,73 木箱结构设计,三、顶盖结构横梁的受力堆码载荷 横梁受到均布载荷的作用,b横梁的总宽度cm h横梁的厚度cm l横梁的长度cm fb横梁的许用抗弯强度112kgf/cm2,73 木箱结构设计,三、
11、顶盖结构横梁的受力不堆码对于储运过程中不堆码的木箱，横梁主要是承受绳索起吊时对它的压缩载荷，所以横梁此时是作为压缩构件考虑，它相当于柱的作用，其受力情况按柱进行分析Pk=AfkP Pk横梁能够承受的压缩载荷kgf/cm2 A横梁的截面积cm2 fk横梁的顺纹抗压强度kgf/cm2 P两根绳索起吊时一根绳索施于横梁的最大压缩载荷（按内装物重量的1/4计）,73 木箱结构设计,三、顶盖结构顶板顶板顺箱长方向铺设。顶板不作为主要受力构件它必须能承受在上面堆放小型货物的载荷强度，在承受起吊绳索的压缩载荷时，也能部分承担绳索水平方向的压缩力所以顶板的厚度根据内装物重量和木箱的宽度而定,73 木箱结构设计
12、,组装方法,73 木箱结构设计,固定方法固定是为了是内装物不因运输即装卸中的振动、冲击及货物倾斜而移位、滚动，同时根据产品的形状及坚固程度，适当分散其固定面及支承面的载荷，以便防止造成产品损伤而采取的措施,73 木箱结构设计,固定方法螺栓固定当产品的底部有螺栓孔时，可以用螺栓把产品紧紧地安装在外包装容器的基础上。螺栓孔所在位置必须是设在底座的受力构件上，如滑木、枕木上，而不能单独设在底板上，因为底板只是封闭用，并不作为受力构件,73 木箱结构设计,固定方法挡块：为防止内装物在箱内移动，要在内装物的基部使用档块、撑杆,73 木箱结构设计,固定方法压杠压杠要牢固地钉在向内档的材边，内档不能利用时，要在向的内表面上钉支承木，当受力较大时，要用槽木加强,73 木箱结构设计,固定方法支撑：支撑的角度最好在3555之间。支撑的下端可由端木、枕木、侧档及端档等材边支承,73 木箱结构设计,
