長期以來,我國機電行業(yè)在設(shè)計產(chǎn)品包裝箱時,與日本、美國等國家相同產(chǎn)品的包裝箱相比,滑木截面明顯偏大。特別是日本,滑木耗材僅為我國的35. 5%。造成這種差別的主要原因,一是把它作為純彎曲構(gòu)件,即內(nèi)裝物的載荷由以起吊點為支點的簡支梁滑木來承擔,二是把它作為拉壓組合構(gòu)件,即把滑木看作是側(cè)面桁架的下弦材,內(nèi)裝物的載荷由滑木與側(cè)框架共同承擔。
滑木是包裝箱的重要構(gòu)件,在承載中起著重要作用。因此我國大部分機電行業(yè)產(chǎn)品包裝采用的是前一種方法,這種方法是符合實際情況的。從結(jié)構(gòu)上看,滑木包裝箱是由底座、兩個端面、兩個側(cè)面和頂蓋組成的,底座、端面和側(cè)面及蓋板可以預制,到現(xiàn)場后將各構(gòu)件組裝合攏。組成底座的構(gòu)件有滑木、輔助滑木、端木、枕木、底板。
滑木包裝箱吊裝過程的力學模型,分析各構(gòu)件的剪力,軸力和彎矩按照木結(jié)構(gòu)的強度對包裝箱框架結(jié)構(gòu)有限元仿真分析,滑木包裝箱起吊時,內(nèi)裝物重量直接作用于枕木,并通過枕木傳遞給兩外側(cè)滑木和兩個心面框架。此外,繩索還對箱頂產(chǎn)生橫向水平擠壓力,使橫梁成為壓桿,使上框木產(chǎn)生彎曲變形。側(cè)面框架是通過箱板釘在兩外側(cè)滑木上的??蚣苣鞠淦鸬鯐r,滑木與相聯(lián)結(jié)的下框木可視為同一構(gòu)件,共同變形,共同工作。
滑木包裝箱中的框架通常稱為桁架,它是由一些直桿在兩端彼此連接而成的。這些連接的地方稱為節(jié)點。如果各桿位于同一平面,就稱為平面桁架。在對桁架進行受力分析時,一般假設(shè):①所有節(jié)點都是光滑鉸鏈,②各桿軸線都通過鉸鏈中心,③所有載荷都作用在節(jié)點上,④不計各桿自重,它們都是二力桿。桁架有簡單與復雜的區(qū)別,簡單的桁架為靜定結(jié)構(gòu),僅用平衡方程就能解出各桿內(nèi)力。
起吊用的繩索可以簡化為兩個鉸鏈支座,內(nèi)裝物重量可以簡化為作用在下框木各節(jié)點上的載荷。因為上邊左右兩角節(jié)點上沒有載荷,所以用虛線表示的各桿內(nèi)力為零,這些桿稱為零桿,為了清楚起見,去掉這些桿件,將所剩各桿另行畫出,它是個靜定平面桁架,求解這個靜定平面桁架的基本方法是節(jié)點法,其要點如下。①以每個節(jié)點為研究對象,畫出它們的受力圖。②以每個節(jié)點為原點取一個直角坐標系xy,并對每個節(jié)點列出平面匯交力系的兩個平衡方程。
滑木包裝箱是中型木包裝箱,其內(nèi)裝物質(zhì)量限于150-1500kg,外尺寸長、寬、高之和限于7m,寬、高在1.5m以下,主要用于機械產(chǎn)品的包裝,也可用于小件貨物的集裝。結(jié)合木包裝箱的強度與結(jié)構(gòu)力學基礎(chǔ) ,滑木包裝箱起吊部位設(shè)計掛繩扣,掛繩扣的位置一般在重心的兩側(cè)并對稱 ,與重心垂直平面。壓繩板:可以用普通的角鋼。為了防止吊繩滑脫,可以增加吊繩限位板或限位塊。如果框架木箱的寬度較大,吊繩對側(cè)上框木的擠壓力也很大,這時需要根據(jù)仿真分析結(jié)果適當加長壓繩板,將擠壓力分散出去,避免應力集中。