淺談軍品運輸包裝的鋼木結合設計與應用

文/中包包裝研究院有限公司 杜雨芳

一、引言

我國現(xiàn)代化技術發(fā)展迅速，當前信息化條件下現(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的同時，物資包裝在保護、存儲、運輸?shù)确矫娴囊蟾摺Ｓ绕渥鲬?zhàn)現(xiàn)場的軍品物資運輸，傳統(tǒng)的人工搬運難以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場高速作戰(zhàn)要求，需要依靠現(xiàn)代機械如吊車、叉車甚至機器人等快速、準確的運輸?shù)角熬€，如此方式，物資的運輸包裝[1]需要滿足能夠使用機械搬運，結實耐用、可循環(huán)。

傳統(tǒng)的物資運輸包裝材料單一，如木箱、鐵箱、滾塑箱、鋁箱等，難以滿足當下需求。軍品包裝不能僅停留在防潮、防霉、防銹、防震防機械損傷等基本保護功能上，需要開發(fā)一種多材質結合同時滿足快速機械搬運、可靠、重復使用要求的包裝箱，本文介紹一種鋼木結合的封閉式外框架包裝箱，由鋼質底座和木質側面、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、鋼木結合包裝箱的使用環(huán)境與優(yōu)勢

鋼木結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），運輸振動、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、飛機發(fā)動機振動等過程的振動與沖擊），軍隊特殊場景（戰(zhàn)場環(huán)境復雜，部隊機動頻繁，消耗巨大，保障要求高難度大[2]，部分軍品及包裝反復循環(huán)使用，地域多變等）。

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

三、鋼木結合包裝箱的設計

（一）鋼制底座的設計

根據(jù)內裝物的要求，分析重量的載荷分布方式，如圖1參考木箱標準《GB/T 7284-2016框架木箱》[3]的計算方法（表1），對木質底座用鋼質替代，確定底座橫梁、縱梁的結構。

圖1 載荷分布方式

圖2 實心和空心梁矩形截面

表1 實心構件的計算方法

舉例說明，設計一款內部均載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，設計鋼底座的方鋼使用數(shù)量。方法一可以直接計算方鋼的使用數(shù)量，方法二可以按照木方的計算方法，得到木方的使用數(shù)量，用方鋼替換木方，再根據(jù)CAE模擬分析校驗強度。計算得到短梁數(shù)量1根可以滿足強度要求，結合結構要求及經(jīng)驗，設置4～5根梁。表2為相同結構，相同尺寸木方和方鋼的底座CAE模擬承載2t靜壓力的強度結果對比，相同靜壓力下鋼制底座的應變小于木制底座，即鋼制底座的強度優(yōu)于木制底座。一般而言，因方鋼的強度大于木方很多，計算得到的底梁使用量，用方鋼替換后強度都可以滿足。

表2 相同結構的木底座和鋼底座CAE對比

此處用木制底座可以滿足計算強度要求，但若作為軍品物資的運輸包裝，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，尤其在嚴酷的作戰(zhàn)搬運環(huán)境中，鋼制底座在這個循環(huán)使用中則可以滿足使用要求，為此推崇使用鋼制底座。

（二）木制部分的設計

木制部分包括側板、端板、頂蓋，參考《GB/T 7284-2016框架木箱》設計和校準。

（三）包裝箱各部分的連接設計

包裝箱底座與側板、端板的連接以及頂蓋與側板、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）包裝箱外觀與內部設計

作為軍品的運輸包裝箱，外觀需要和一般包裝箱有區(qū)分，會有一些噴涂顏色、標識要求，根據(jù)軍方要求、《JB 1765A 軍用物資包裝標志》[4]要求進行外觀裝飾。對于內部，根據(jù)內裝物形狀、性質、性狀等分類，做不同的緩沖設計，如圖3。

圖3 包裝箱內部區(qū)域劃分

四、鋼木結合包裝箱的應用

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、搬運、裝卸、運輸、使用等，在高速化、智能化、一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的現(xiàn)代，包裝箱要求準確、快速的搬運到位，并能盡可能重復利用減少浪費，鋼木結合包裝箱的設計應用，可以對軍品物資做集合化運輸、集體化管理及包裝循環(huán)化利用。

舉例而言，對于軍隊集訓時期或周邊局勢緊張兩軍對峙時期，某些訓練裝備、設施、部件，需要遠距離、高強度、集中運輸，運輸?shù)侥康牡睾螅b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，包裝箱和產品需要重復回收使用，從而從運輸?shù)绞褂玫交剡\全方位的滿足使用要求，包裝箱盛裝如圖4。

圖4 鋼木結合包裝箱盛裝應用案例