文/中包包裝研究院有限公司 杜雨芳

一、引言

我國現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展迅速，當(dāng)前信息化條件下現(xiàn)代戰(zhàn)爭聯(lián)合作戰(zhàn)對軍用物資保障要求高速化反應(yīng)的同時(shí)，物資包裝在保護(hù)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)确矫娴囊蟾摺Ｓ绕渥鲬?zhàn)現(xiàn)場的軍品物資運(yùn)輸，傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)難以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場高速作戰(zhàn)要求，需要依靠現(xiàn)代機(jī)械如吊車、叉車甚至機(jī)器人等快速、準(zhǔn)確的運(yùn)輸?shù)角熬€，如此方式，物資的運(yùn)輸包裝[1]需要滿足能夠使用機(jī)械搬運(yùn)，結(jié)實(shí)耐用、可循環(huán)。

傳統(tǒng)的物資運(yùn)輸包裝材料單一，如木箱、鐵箱、滾塑箱、鋁箱等，難以滿足當(dāng)下需求。軍品包裝不能僅停留在防潮、防霉、防銹、防震防機(jī)械損傷等基本保護(hù)功能上，需要開發(fā)一種多材質(zhì)結(jié)合同時(shí)滿足快速機(jī)械搬運(yùn)、可靠、重復(fù)使用要求的包裝箱，本文介紹一種鋼木結(jié)合的封閉式外框架包裝箱，由鋼質(zhì)底座和木質(zhì)側(cè)面、端面、頂蓋通過采用卡扣、蝴蝶扣等金屬件連接組合而成，同時(shí)可以拆卸為六部分，折疊后堆碼能使占地面積最小化。

二、鋼木結(jié)合包裝箱的使用環(huán)境與優(yōu)勢

鋼木結(jié)合的包裝箱可滿足等等使用環(huán)境，包括惡略的氣候條件（如氣溫驟冷或驟熱，濕度非常高（凝露）或非常低（干燥），氣壓可能驟降，鹽霧侵蝕，淋雨、浸水等），運(yùn)輸振動(dòng)、沖擊頻次多，概率大（如路面顛簸、急剎車、水浪沖擊、氣流及輪船、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)等過程的振動(dòng)與沖擊），軍隊(duì)特殊場景（戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜，部隊(duì)機(jī)動(dòng)頻繁，消耗巨大，保障要求高難度大[2]，部分軍品及包裝反復(fù)循環(huán)使用，地域多變等）。

鋼木結(jié)合的包裝箱強(qiáng)度高，可承受重型載荷，尤其底部強(qiáng)度高，鋼托盤承載能力在托盤中是最強(qiáng)的，質(zhì)量輕而鋼性強(qiáng)；具備穩(wěn)定的包裝性能，而且環(huán)保，鋼質(zhì)底拖和木質(zhì)箱體均可以回收再利用，資源不浪費(fèi)。鋼托盤與塑料托盤相比有強(qiáng)度、耐磨、耐溫及價(jià)格優(yōu)勢。

三、鋼木結(jié)合包裝箱的設(shè)計(jì)

（一）鋼制底座的設(shè)計(jì)

根據(jù)內(nèi)裝物的要求，分析重量的載荷分布方式，如圖1參考木箱標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 7284-2016框架木箱》[3]的計(jì)算方法（表1），對木質(zhì)底座用鋼質(zhì)替代，確定底座橫梁、縱梁的結(jié)構(gòu)。

圖1 載荷分布方式

圖2 實(shí)心和空心梁矩形截面

表1 實(shí)心構(gòu)件的計(jì)算方法

舉例說明，設(shè)計(jì)一款內(nèi)部均載2t，長2500mm×寬1200mm的包裝箱底座，采用厚度為3mm，截面規(guī)格80×80的方鋼，設(shè)計(jì)鋼底座的方鋼使用數(shù)量。方法一可以直接計(jì)算方鋼的使用數(shù)量，方法二可以按照木方的計(jì)算方法，得到木方的使用數(shù)量，用方鋼替換木方，再根據(jù)CAE模擬分析校驗(yàn)強(qiáng)度。計(jì)算得到短梁數(shù)量1根可以滿足強(qiáng)度要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)要求及經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置4～5根梁。表2為相同結(jié)構(gòu)，相同尺寸木方和方鋼的底座CAE模擬承載2t靜壓力的強(qiáng)度結(jié)果對比，相同靜壓力下鋼制底座的應(yīng)變小于木制底座，即鋼制底座的強(qiáng)度優(yōu)于木制底座。一般而言，因方鋼的強(qiáng)度大于木方很多，計(jì)算得到的底梁使用量，用方鋼替換后強(qiáng)度都可以滿足。

表2 相同結(jié)構(gòu)的木底座和鋼底座CAE對比

此處用木制底座可以滿足計(jì)算強(qiáng)度要求，但若作為軍品物資的運(yùn)輸包裝，需要滿足幾十次甚至上百次的循環(huán)使用要求，木制底座的使用壽命不一定能滿足，尤其在嚴(yán)酷的作戰(zhàn)搬運(yùn)環(huán)境中，鋼制底座在這個(gè)循環(huán)使用中則可以滿足使用要求，為此推崇使用鋼制底座。

（二）木制部分的設(shè)計(jì)

木制部分包括側(cè)板、端板、頂蓋，參考《GB/T 7284-2016框架木箱》設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)。

（三）包裝箱各部分的連接設(shè)計(jì)

包裝箱底座與側(cè)板、端板的連接以及頂蓋與側(cè)板、端板的連接，通過使用通用的金屬件如搭扣、卡簧等固定在一起，組裝后成完整的包裝箱。

（四）包裝箱外觀與內(nèi)部設(shè)計(jì)

作為軍品的運(yùn)輸包裝箱，外觀需要和一般包裝箱有區(qū)分，會(huì)有一些噴涂顏色、標(biāo)識(shí)要求，根據(jù)軍方要求、《JB 1765A 軍用物資包裝標(biāo)志》[4]要求進(jìn)行外觀裝飾。對于內(nèi)部，根據(jù)內(nèi)裝物形狀、性質(zhì)、性狀等分類，做不同的緩沖設(shè)計(jì)，如圖3。

圖3 包裝箱內(nèi)部區(qū)域劃分

四、鋼木結(jié)合包裝箱的應(yīng)用

軍品包裝作為承載軍事裝備和軍用物資載體，直接影響軍品的存儲(chǔ)、搬運(yùn)、裝卸、運(yùn)輸、使用等，在高速化、智能化、一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的現(xiàn)代，包裝箱要求準(zhǔn)確、快速的搬運(yùn)到位，并能盡可能重復(fù)利用減少浪費(fèi)，鋼木結(jié)合包裝箱的設(shè)計(jì)應(yīng)用，可以對軍品物資做集合化運(yùn)輸、集體化管理及包裝循環(huán)化利用。

舉例而言，對于軍隊(duì)集訓(xùn)時(shí)期或周邊局勢緊張兩軍對峙時(shí)期，某些訓(xùn)練裝備、設(shè)施、部件，需要遠(yuǎn)距離、高強(qiáng)度、集中運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)侥康牡睾?，包裝箱需要原地拆裝后做隱蔽處理，并且能在拆卸后占地空間小容易掩飾，包裝箱和產(chǎn)品需要重復(fù)回收使用，從而從運(yùn)輸?shù)绞褂玫交剡\(yùn)全方位的滿足使用要求，包裝箱盛裝如圖4。

圖4 鋼木結(jié)合包裝箱盛裝應(yīng)用案例