ICS55.020 A83 中华人民共和国国家标准 GB/T8166—2011 代替GB/T8166—1987 缓 冲包装设计 Packagecushioningdesign 2011-12-05发布 2012-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 要求 2 ……………………………………………………………………………………………………… 5 设计程序 3 ………………………………………………………………………………………………… 6 设计方法 3 ………………………………………………………………………………………………… 7 应用技术 5 ………………………………………………………………………………………………… 8 试验 12 ……………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 缓冲系数的计算 14 ………………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 缓冲包装设计计算示例 17 ………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 最大加速度-静应力曲线 22 ……………………………………………………… 附录D(资料性附录) 振动传递率-频率特性曲线 23 ……………………………………………………GB/T8166—2011 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准参考美军标MIL-HDBK-304C:1997《缓冲包装设计》。 本标准代替GB/T8166—1987《缓冲包装设计方法》。 本标准与GB/T8166—1987相比,除编辑性修改外主要技术变化如下: ———标准名称修改为“缓冲包装设计”; ———增加了规范性引用文件的内容; ———修改了要求、缓冲包装设计程序的有关内容; ———修改了缓冲包装设计方法中的部分内容; ———增加了缓冲包装设计应用技术的内容,并将原标准中缓冲结构设计的内容并入缓冲包装设计 应用技术的内容中; ———明确了缓冲包装需进行的试验项目,完善了试验方法的内容; ———删除了缓冲包装的考核、缓冲包装成本的内容; ———删除了原标准中的附录A,增加了附录C和附录D。 本标准由全国包装标准化技术委员会(SAC/TC49)提出并归口。 本标准起草单位:厦门合兴包装印刷股份有限公司、深圳市美盈森环保科技股份有限公司、中机生 产力促进中心、无锡前程木业包装有限公司、赛闻(苏州)工业有限公司。 本标准主要起草人:黄雪、张波涛、蔡少龄、刘萍、徐平、徐夔、彭国勋、陈利科。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T8166—1987。 ⅠGB/T8166—2011 缓冲包装设计 1 范围 本标准规定了缓冲包装设计的要求、设计程序、设计方法、应用技术、试验等内容。 本标准适用于非线性弹性材料的缓冲包装设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T4768 防霉包装 GB/T4857.5 包装 运输包装件 跌落试验方法 GB/T4857.7 包装 运输包装件基本试验 第7部分:正弦定频振动试验方法 GB/T4857.10 包装 运输包装件基本试验 第10部分:正弦变频振动试验方法 GB/T4857.11 包装 运输包装件基本试验 第11部分:水平冲击试验方法 GB/T4857.15 包装 运输包装件 可控水平冲击试验方法 GB/T4857.23 包装 运输包装件 随机振动试验方法 GB/T8167 包装用缓冲材料动态压缩试验方法 GB/T8168 包装用缓冲材料静态压缩试验方法 GB/T8169 包装用缓冲材料振动传递特性试验方法 GB/T8171 使用缓冲包装材料进行的产品机械冲击脆值试验方法 GB/T16266 包装材料试验方法 接触腐蚀 GJB/Z85 缓冲包装设计手册 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 脆值 fragility 产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度值,通常用临界加速度与重力加速度的比 值[Gm]表示。 3.2 许用脆值 permissiblefragility 根据产品的脆值,并考虑到产品的价值、强度偏差、重要程度等而规定的产品允许的最大加速度值, 以[G]表示。 3.3 等效跌落高度 equivalentdropheight 为了比较流通过程中产生的冲击强度,将冲击速度视为自由落体的碰撞速度,由此而计算出的自由 跌落高度,以[H]表示。 1GB/T8166—2011 3.4 最大应力 maximumstress 单位面积缓冲材料所受到的外力的最大值,以[σm]表示。 3.5 缓冲系数 cushioningcoefficient 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。 4 要求 4.1 基本要求 4.1.1 缓冲包装应能保护产品的性能和形态。 4.1.2 缓冲包装应能减小传递到产品上的冲击、振动等外力或能分散作用在产品上的应力。 4.1.3 缓冲包装应能防止产品之间的相互摩擦或撞击。 4.1.4 缓冲包装应能防止产品在包装容器内过度移动。 4.1.5 缓冲包装应能保护其他防护包装。 4.2 缓冲包装设计因素 影响缓冲包装设计的因素如下: a) 产品的许用脆值、形状、尺寸、质量、体积、重心、数量以及产品的其他特性; b)流通环境条件,如运输区间、运输方式、装卸方式、装卸次数、等效跌落高度、冲击方向、气候条 件、贮存条件、堆码层数等; c)包装材料的特性及其对环境的影响; d)外包装容器的结构、形状、材质及强度; e)封缄材料的特性; f)包装的工艺性; g)其他防护包装方法,如防潮、防水、防锈、防尘等; h)缓冲包装的经济效益。 4.3 缓冲材料的选择 4.3.1 选择的缓冲材料,其性能应符合有关标准的规定。 4.3.2 考虑下列有关因素,并根据使用目的选择缓冲材料: a)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)在冲击和振动作用下,不易发生破碎; e)可耐受一定程度的弯折; f)在冲击和振动作用下,与产品直接接触的材料不应擦伤产品的表面; g)材料的使用温湿度范围宽; h)材料在较湿的环境中与产品直接接触时不发生腐蚀; i)长期在高湿环境中存放,材料不发生霉变; j)材料不因吸湿、吸水而使缓冲性能发生较大变化; k)材料与产品的涂覆层、表面处理层等不发生化学反应; 2GB/T8166—2011 l)材料与油脂类接触时,不应发生变质; m)材料易于制造、加工、运输及进行包装作业; n)材料对环境的影响尽可能小; o)其他有关性能。 5 设计程序 5.1 确定所有有关的要素,包括产品的特性、质量、脆值、尺寸及其他特点(如凸起部分或非支撑表面 等)、产品的数量、预计的运输环境条件(尤其是跌落高度、包装容器冲击部位、大气条件以及运输方式 等)。 5.2 确定防护产品最经济的缓冲包装材料及方法,包括: a)确定哪种缓冲材料及应用方法能提供足够的保护; b)确认所考虑的材料是否满足最起码的性能要求,如压缩强度、拉伸强度、恢复能力、破碎粉化 性、温湿度稳定性等; c)计算最经济的缓冲材料及应用方法。 5.3 计算或估算需要用来补偿蠕变的缓冲衬垫的厚度余量。 5.4 如果在步骤5.2)的c)中没有计算,则利用应力-应变曲线计算缓冲材料的变形量进而计算包装容 器的内尺寸。 5.5 用试验设备对装有实际产品或模拟产品的完整包装件进行冲击和(或)振动试验。如果使用了实 际的产品,则要在试验前后分别进行产品的外观检查和功能试验,用以确认包装的合理性。 6 设计方法 6.1 缓冲包装设计方法,一般包括冲击防护设计方法和振动防护设计方法。首先应进行冲击防护设 计,再进行振动防护设计,并根据实际情况考虑其他因素进行适当修正。 6.2 冲击防护设计方法 6.2.1 缓冲系数-最大应力曲线的应用 6.2.1.1 计算缓冲材料所受到的最大应力,见式(1): σm= []GW A×106…………………………(1) 式中: σm ———最大应力,单位为帕(Pa); [G]———产品的许用脆值,单位为重力加速度的倍数; W———产品的重力,单位为牛(N); A———缓冲材料的受力面积,单位为平方毫米(mm2)。 6.2.1.2 在缓冲系数-最大应力曲线上找出对应的最大应力值的点。如果在该值附近选择缓冲系数最 小的材料,则所需要的材料厚度为最小。 6.2.1.3 若已选定某种缓冲材料,而要求该缓冲材料的厚度为最小,则在该材料的缓冲系数-最大应力 曲线上找出缓冲系数为最小值时的最大应力,由此确定缓冲材料的受力面积。 6.2.1.4 计算缓冲材料的厚度,见式(2): T=CH [G]…………………………(2) 3GB/T8166—2011 式中: T ———厚度,单位为毫米(mm); C———缓冲系数; H———等