纸箱尺寸设计比例方式及价格差异对比

纸箱尺寸设计比例方式及价格差异对比

纸箱长：宽：高=1：1：1时最浪费材料

纸箱长：宽：高=2：1：2时最节约材料

纸箱长：宽=1.414：1时纸箱抗压强度好

纸箱长：宽=1.618：1时纸箱看起来最观

纸箱长与宽的比例至少要满足：长：宽<2.5，0.15<高：宽<2

堆码强度指仓库储存的瓦楞纸箱包装在静态压力之下堆垛，即将坍塌之前所能承受的载荷。堆码强度可通过堆码强度实验进行测试，也可根据测试的抗压强度进行推算。堆码强度中所指的载荷均指最低层的纸箱承受载荷，即最低层箱的堆码强度。堆码强度的表达式：

Pw＝（H－h）/h×K×W（公式一）

式中：Pw——堆码载荷kg

h——瓦楞纸箱外部高度cm

W——商品重量（产品加箱重）kg

H——箱体堆码高度cm

K——瓦楞纸箱的疲劳系数，与堆码时间有关

表1 疲劳系数与堆码时间的关系

堆码时间（天）疲劳系数

<301.6

30～1001.65

>1002

当箱体的堆码高度H受运输工具、仓库以及气候条件的制约。如水运时，在船舱内的箱体堆码高度一般不超过6米。箱体的堆码强度与堆码高度可由堆码实验得出，比理论计算的结果更为准确。还有一些其他的方法也可以用来确定在堆码强度允许的范围内最大的堆码层数。

安全系数法

安全系数指瓦楞纸箱在实际堆码情况下所具有的安全程度。用公式表达就是纸箱的抗压强度与其最大堆码负荷之比。

纸箱的抗压强度是在瞬时动态使纸箱损坏的负荷，而堆码强度则是指纸箱在持久静态下所能承受的符合，所以前者比后者大的多。两者之间有一定的比例关系，即为安全系数。

K＝P/Ps （公式二）

式中，K——安全系数

P——空箱抗压强度kg

Ps——最大堆码符合kg

因为在堆码的过程中，只有最下层的纸箱承受最大的堆码负荷，故最下层纸箱的承载能力就是我们所要求的，最大的堆码负荷为

Ps＝G（Nmax－1）（公式三）

式中，Ps——最大堆码符合kg

G——单个纸箱重量kg

Nmax——最大堆码层数

经实践证明，安全系数一般为2～5当安全系数为2时，说明最下层纸箱可堆码其抗压强度为50％的负荷。我们可以通过安全系数秋初纸箱的承载能力或最大堆码层数。即有：Ps＝P/K（公式四）Nmax＝P/KG＋1（公式五）

安全系数取决于堆码时间、堆码尺寸、印刷方式、箱体开孔状况、产品特性、环境条件、装卸与搬运次数及其工作行为文明程度等、一般安全系数K有下列表达式：

K＝1/（1－α）（1－β）（1－γ）（公式六）

式中，α——箱体开孔强度降低率，一般取值10％～20％

β——运输过程强度降低率，一般取值20％

γ——仓储过程强度自然降低率，一般取30％～50％

将公式六代入公式四和公式五便可计算出纸箱的承载能力（最大堆码负荷）和最大堆码层数。

瓦楞纸箱抗压强度的计算公式很多:

常用的有凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式、马丁荷尔特（Maltenfort）公式、沃福（Wolf）公式、马基（Makee）公式、澳大利亚APM公司计算公式，等等。

其中，凯里卡特公式常被应用于0201型瓦楞纸箱抗压强度的计算。

凯里卡特公式表达式:

美国的凯里卡特根据瓦楞纸箱的边压强度和周长提出了计算纸箱抗压强度的公式

BCT＝ECT×(4aXz/Z)2/3×Z×J

式中 BCT——瓦楞纸箱的抗压强度（lb）

ECT——瓦楞纸板的边压强度（lb/in）

Z ——瓦楞纸箱的周长（lb）

aXz——瓦楞常数

J ——纸箱常数

相应的瓦楞纸箱常数见表1。

倘若知道瓦楞纸箱的外尺寸和楞型,可根据瓦楞纸板的边压强度ECT推测瓦楞纸箱的抗压强度BCT，或者根据瓦楞纸箱的抗压强度BCT推测瓦楞纸板的边压强度ECT。

例如，29英寸彩电包装纸箱采用AB型瓦楞纸板

Ø 纸箱外尺寸为904×644×743mm；

Ø 毛重G=48Kg；

Ø 经多次使用修正确定安全系数为K＝6.5；

Ø 堆码层数为N＝300/74.3＝4(堆码限高为3米, 堆码层数取整数)；

因为1磅（lb）＝0.454千克（Kg）＝4.453牛顿（N），1英寸（in）＝2.54厘米（cm），

所以空箱抗压强度为:

BCT＝KG（N−1）

＝6.5×48×9.81×（4－1）

＝9182.16（N）

＝2061.67（lb）

因为瓦楞纸箱的周长Z＝（90.4＋64.4）×2＝309.6（cm）＝121.89（in），

瓦楞常数aXz＝13.36，

纸箱常数J＝0.54，

故瓦楞纸板的边压强度:

ECT＝BCT/【（4aXz/Z）2/3×Z×J】

＝2061.67/【（4×13.36 /121.89）2/3×121.89×0.54】

＝54.27（lb/in）

＝95.2（N/cm）

＝9520 （N/m）

表1 瓦楞纸箱常数

单 位 英 制 公 制

楞 型 aXz J aXz J

A 8.36 0.59 8.36 1.10

B 5.00 0.68 5.00 1.27

C 6.10 0.68 6.10 1.27

AA 16.72 0.50 16.72 0.94

BB 10.00 0.58 10.00 1.08

CC 12.20 0.59 12.20 1.09

AB 13.36 0.54 13.36 1.01

AC 14.46 0.55 14.46 1.02

BC 11.10 0.58 11.10 1.08

AAA 25.08 0.48 25.08 0.89

BBB 15.00 0.55 15.00 1.02

CCC 18.30 0.55 18.30 1.03

AAB 21.72 0.50 21.72 0.93

AAC 22.82 0.50 22.82 0.94

ABB 18.36 0.53 18.36 0.98

BBC 16.10 0.55 16.10 1.02

ACC 20.56 0.53 20.56 0.98

BCC 17.20 0.55 17.20 1.02

ABC 19.46 0.53 19.46 0.98

应用上述公式时，须将公制单位转化为英制单位，比较麻烦。

实际上，将公式两边单位转化为公制，只需将瓦楞常数aXz扩大2.54倍，或将纸箱常数J扩大1.86161189倍（2.542/3）即可。

若瓦楞常数aXz不变，将纸箱常数J扩大，可得到如表1所示的公制下的瓦楞常数aXz和纸箱常数J。此时，瓦楞纸箱抗压强度单位为牛顿（N），瓦楞纸板的边压强度单位为牛顿/厘米（N/cm），瓦楞纸箱的周长单位为厘米（cm）。

凯里卡特公式简化式:

上述凯里卡特公式显得比较繁琐，事实上纸箱一旦成型，其外尺寸、瓦楞常数和纸箱常数都已确定，所以F＝（4aXz/Z）2/3×Z×J可看作一个常数，此时凯里卡特公式可简化为

BCT＝ECT×F

不同楞型、不同外尺寸的瓦楞纸箱，其简易常数F均可从相关技术参数表中获取。不过，一旦身边没有相关技术参数表，将无从下手，非常不便。

如果分析凯里卡特公式，我们会发现尽管不同楞型纸箱其瓦楞常数aXz和纸箱常数J不同，但是每种楞型纸箱其瓦楞常数aXz和纸箱常数J是相同的，将其合并为常数f，则凯里卡特公式可表示为:

BCT＝ f×ECT×Z1/3

通过一系列的计算，可得到不同楞型纸箱相关常数f，如表2所示。

表2 瓦楞纸箱常数f

楞 型 英 制f 公 制f 楞 型 英 制f 公 制f

A 6.13 11.42 BBB 8.40 15.63

B 5.03 9.36 CCC 9.68 18.02

C 5.74 10.68 AAB 9.80 18.24

AA 8.32 15.49 AAC 10.24 19.06

BB 6.79 12.63 ABB 9.23 17.19

CC 7.82 14.56 BBC 8.80 16.39

AB 7.70 14.33 ACC 9.96 18.53

AC 8.19 15.26 BCC 9.20 17.13

BC 7.27 13.54 ABC 9.60 17.87

AAA 10.32 19.22 — — —

例如，AB型瓦楞纸箱凯里卡特公式可表示为

BCT＝ 7.70×ECT× Z1/3(英制）

BCT＝14.33×ECT×Z1/3 （公制）

上例彩电包装纸箱

ECT＝BCT/（14.33×Z1/3）

＝9182.16/（14.33×309.61/3）

＝94.7（N/cm）＝9470(N/m)，

或:

ECT＝BCT/（7.70×Z1/3）

＝2061.67/（7.70×121.891/3）

＝54.0 （lb/in）

＝94.7（N/cm）

＝9470（N/m）。