張培德,林世龍,李國濤,張安勇,姜 可
(濰柴動力股份有限公司,山東 濰坊 261061)
在汽車發動機的出口中,發動機的包裝是重要的資源消耗之一,傳統的木材包裝成本高,木材消耗量大,不符合環保理念;包材的拆裝費時費力,影響高效率的工廠生產節拍;此外出口木質包裝需要經過整體熏蒸,綜合成本較高。因此開展以紙代木和高效率集合包裝的研究具有廣泛的應用前景。
重型瓦楞包裝在歐美日國家使用廣泛,在國內的使用也越來越廣。為響應綠色經濟的號召,將以出口發動機出口全散件組裝(Completely Knock Down,CKD)項目為例,針對重型瓦楞包裝的使用和高效率集合包裝設計展開,完成以紙代木的包裝研究,取代傳統的單體木質包裝模式,實現重型瓦楞包裝在發動機出口CKD 項目中的應用,達到降本增效目的。
發動機以CKD 模式出口發運時,零件需要打散且種類繁多,在進行包裝設計的時候,需要充分考慮到不同零件的特性,通常將發動機零件按照單件的體積、重量、材質、標準件等,大體可將主要零部件分為六大類,見表1。
發動機CKD 零部件按照是否需要重新設計包裝,可以分為三種:
(1)需經過二次加工,重新包裝的零部件,如機體加工完后需要裝配缸套、曲軸需要熱裝齒輪、氣缸蓋需要裝配噴油器襯套等;(2)供方已經完成初步包裝的零部件,需進行集合包裝,如增壓器、水泵等,需要重新設計重型瓦楞包裝;(3)供方供貨方式符合集合包裝要求,可以直接進行發貨的零部件,此類零件多為瓦楞包裝,如非金屬件、電氣等精密件、長管類件和標準件等,不需要重新設計包裝,可以直接集合發貨。

表1 發動機CKD零件分類
發動機以CKD模式發運,為集合包裝提供了優勢,同一種零件可以按照一定數量進行集合,然后設計統一包裝,提高了空間利用率和工作節拍。因此,在設計包裝的時候需要考慮到發動機CKD的訂貨臺套數量來設計包裝,同時在具體設計包裝箱時,也要考慮到零件本身的固有特性和集裝箱內部尺寸利用率。
本項目中出口發運的某型號發動機,綜合考慮訂貨臺套數量和包裝需求,確定最小包裝單元,如本項目中的六缸發動機最小包裝單元為6;總成類零件的集合包裝數量亦按照最小包裝單元的倍數進行設計。同時考慮到發運時采用的40尺普柜集裝箱內部空間的利用率((40尺普柜內寬2 330mm)),本方案采用1 200x1 100 的托盤,包裝箱使用七層重型瓦楞紙板。下面以曲軸和增壓器為代表,進行重型瓦楞包裝方案的設計。
1.2.1 曲軸重型瓦楞集合包裝方案。曲軸:曲軸由于其本身的特殊性,帶有曲拐,屬于異形件,因此需要充分考慮固定和防護,避免運輸過程的磕碰,對包裝的要求較高,傳統的單根木包裝的形式,無法將曲軸牢牢固定,也多次反饋磕碰問題。
對曲軸進行集合包裝設計,一箱內裝6 件,分兩層布局,內部使用插格方式組裝,對曲軸進行固定和支撐,曲軸軸向竄動量在10mm 之內,單體徑向竄動量幾乎為0,配合箱圍、天地蓋、木質底盤,完成曲軸集合包裝方案,如圖1所示。

圖1 曲軸集合包裝方案
曲軸瓦楞包裝箱結構組成:1:天地蓋;2:內部固定插格;3:中間隔板;4:箱圍;5:托盤;
包裝效果如圖2所示,包裝中使用的方式為氣相防銹,包裝完后總重約:680kg;外圍尺寸:1 200*1 100*650mm

圖2 曲軸集合包裝
1.2.2 增壓器重型瓦楞集合包裝方案。增壓器:增壓器與曲軸的不同之處在于,增壓器屬于總成件,采購來后無需加工,開箱即可裝配使用,因此需要考慮到發動機CKD 工廠的裝配節奏,高效取用的需求。按照集合包裝進行增壓器重型瓦楞紙箱的設計,以兩層3×·124模式布局,單箱24件容量,設計方案如圖3所示。

圖3 增壓器集合包裝方案
增壓器瓦楞包裝箱結構組成:1:天地蓋;2:內部固定插格;3:中間隔板;4:箱圍;5:托盤
將增壓器整齊放入重型瓦楞包裝箱中,包裝效果如圖4 所示。包裝完后整體重量約為:420kg;外圍尺寸:1 200*1 100*800mm。

圖4 增壓器集合包裝方案
針對發動機CKD包裝需要經過海運發送至海外某公司,因此對設計的瓦楞包裝進行相關測試,在經溫濕度處理后,進行斜面沖擊試驗、旋轉棱跌落試驗、壓力試驗、隨機振動試驗、起吊試驗、叉運試驗后,包裝箱外部完好,內部曲軸均無異常。曲軸重型瓦楞包裝的試驗檢測項目如圖5所示。

圖5 曲軸包裝箱試驗檢測項目
在發運到目的地后,零件檢測后無誤,未出現任何問題:零件表面沒有出現磕碰和銹蝕,防護完好,見圖6、7所示。

圖6 增壓器檢查

圖7 曲軸檢查
針對包裝改進前后,從材料成本、包裝工時、拆箱工時、集裝箱空間利用率四個方面綜合分析對比,表2 中展示了30 臺套發動機CKD的曲軸,使用單體木包裝和集合紙包裝的綜合成本,可以看出采用重型瓦楞的集合紙包裝方式均具有明顯優勢,具有節省包材成本,包裝和拆裝更快速,空間利用率更高等優點。

表2 曲軸包裝綜合成本對比
重型瓦楞包裝在發動機出口CKD項目中的成功運用,實現了以紙代木的目標,符合綠色包裝的理念;同時應用集合包裝設計,重新設計重型瓦楞包裝,包裝CKD零部件,提高了發運效率和工廠生產節拍,降低綜合使用成本,實現了降本增效的目的,具有更高的經濟效益和推廣價值,可以廣泛地應用到發動機CKD出口包裝項目中。