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      紙箱尺寸大小與各制約因素之間的關(guān)系
      2017-10-18 10:26:49
      紙箱的尺寸應怎樣設計才能滿(mǎn)足上述五個(gè)方面的制約條件。
      
　　1）人機工程學(xué)方面的制約條件。人搬運物體的力量與人的姿勢（這主要涉及是彎腰搬，還是半蹲搬，兩手離開(kāi)身體正面的距離、兩手的開(kāi)距以及兩手搬放的高度等）和操作方式（這主要涉及是單手搬還是雙手搬，是提還是舉，是推還是拉，以及搬放時(shí)物體的重心是否落在雙手與身體組成的平面內，是否在雙手的連線(xiàn)上等等）均有關(guān)，具體應用時(shí)應查看相關(guān)的人機工程學(xué)方面的資料手冊。這里只是想簡(jiǎn)單地從一、二個(gè)因素出發(fā)，討論一下從人機工程學(xué)的角度應該怎樣來(lái)把握紙箱的尺寸大小。
      
　　圖1所示為手離開(kāi)膝的前向距離分別為25厘米（最佳膝前向距離）和50厘米時(shí)成年男子用雙手能提起物體的平均重量與高度的變化曲線(xiàn)。圖2為手高于膝的垂直距離為102厘米時(shí)成年男子用雙用能提起物體的平均重量與手離開(kāi)膝的前向距離之間的關(guān)系曲線(xiàn)。
      
　　由圖1可以看出雙手能夠舉起的重量與雙手所處的高度關(guān)系密切，同時(shí)還嚴重受到雙手離開(kāi)身體前方距離的影響。在本例的紙箱使用過(guò)程中，影響手的搬箱高度的工序有半年工序、碼垛工序和將衣物擺放到配貨架上去，這個(gè)因素直接影響到了紙箱的允許最大毛重，間接地也就影響到了紙箱的容積，即紙箱的三個(gè)尺寸。
      
　　圖2則清楚地表明了當雙手在離開(kāi)胸前50厘米內時(shí)舉力幾乎是保持不變的，而當超過(guò)這個(gè)距離之后，舉力就隨著(zhù)距離的增大而急劇地下降，這個(gè)因素實(shí)際限制了紙箱的寬度。根據這個(gè)限制，理論上紙箱可以做到1米寬，但由于在搬運過(guò)程中，雙手還需要將紙箱向前方送出一段距離，所以實(shí)際上紙箱的寬度要做得比這小得多。雙手的開(kāi)距與雙手的舉（提）力之間也有類(lèi)似于圖2所示關(guān)系曲線(xiàn)，這個(gè)因素將制約紙箱的長(cháng)度。
      
　　此外，還值得指出的是，一只手的負重能力比兩只手的負重力的一半還要小。在搬運過(guò)程中，除了雙手的開(kāi)距基本保持不變之外，雙手的高度和前向距離經(jīng)常是在不斷的變化，所以要動(dòng)態(tài)地分析問(wèn)題。
      
　　為了操作方便，除特殊情況外，應考慮1人搬運為宜。
      
　　從人的操作來(lái)說(shuō)，紙箱當然是小些好，但這決不意味著(zhù)越小越好。過(guò)小的紙箱無(wú)疑會(huì )增加包裝材料的使用，增加操作動(dòng)作，還會(huì )影響其它搬運工具（如托盤(pán)）的面積使用率。
      
　　2）托盤(pán)的制約條件。托盤(pán)是使靜態(tài)貨物轉變?yōu)閯?dòng)態(tài)貨物的媒介物，它能使許多物品堆放在一起并形成具有同樣大小與形狀的集裝單元，便于產(chǎn)品的流通和機械化裝卸，因此是一種常用的貯運包裝工具托盤(pán)有許多不同的種類(lèi)，但最影響到紙箱尺寸的因素還是托盤(pán)的尺寸和碼垛的方式，國際ISO組織已經(jīng)制定了托盤(pán)尺寸的國際標準，分別為800×1000mm、800×1200mm、1000×1200mm三種，與我國現行推廣使用的托盤(pán)尺寸有一定差別，如交通部推廣使用的托盤(pán)尺寸就為850×1250mm。顯然，出口商品應以國際標準為準。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，我們只取最接近的一種國際標準托盤(pán)（800×1200mm）為例，同樣，在碼垛方式上也只分析5件正反交錯式碼垛和4件旋轉交錯式碼垛為例進(jìn)行分析。至于采用重疊式碼垛或縱橫交錯式碼垛可以類(lèi)似地進(jìn)行分析。
      
　　圖3所示的碼垛方式，其截面可呈長(cháng)方形，能有效地利用托盤(pán)的表面積，而圖4所示的碼垛方式，其截面則肯定呈正方形，而且中央形成空穴，會(huì )降低托盤(pán)的表面利用率，但這種碼垛方式的穩定性好。
      
　　如果采用圖3所示的碼垛方式，則紙箱的寬度a應為120/3=4厘米，但由于實(shí)際碼垛時(shí)，物品允許超出托盤(pán)一些，理論上每邊可以超出5厘米，所以紙箱的寬度可以稍微大于40厘米。如果不留空隙，則紙箱的長(cháng)度b應為120/2＝60厘米。由于60＋40=100厘米已經(jīng)超過(guò)了托盤(pán)寬度80厘米較多（理論上允許超過(guò)每邊4厘米），所以長(cháng)度應為44厘米,但是如果不考慮允許適應各種車(chē)輛容積的話(huà),僅從碼垛的穩定性出發(fā),采用60厘米的長(cháng)度甚至更大一些也是可以的.如果采用圖4所示的碼垛方式,也只能采用只考慮碼垛穩定性的方式進(jìn)行設計,否則托盤(pán)的表面利用率就太低了。為了減少中央的空穴，應盡量減少紙箱的長(cháng)寬比，最小值就是上面的60（長(cháng)）×40（寬）厘米，最大值可達到70（長(cháng)）×50（寬）厘米。
      
　　3）運輸車(chē)輛車(chē)廂和集裝箱的約束條件。運輸車(chē)輛主要指的是廂式大貨車(chē)，目前車(chē)輛車(chē)箱的尺寸還沒(méi)有一個(gè)統一的標準。如果是采用隨托盤(pán)一起裝卸車(chē)，則紙箱的長(cháng)寬尺寸在考慮托盤(pán)的制約條件時(shí)就已經(jīng)分析討論了，而紙箱的高度卻應該根據車(chē)輛內部高度來(lái)確定，即紙箱高度=車(chē)輛內部高度-托盤(pán)厚度-作業(yè)間隙/紙箱碼放層數作業(yè)間隙一般取10厘米.
      
　　如果貨物是直接碼放在車(chē)廂內,則紙箱的長(cháng)、寬、高尺寸都必須與車(chē)輛的內部尺寸相適應，達到充分利用車(chē)廂容積，保證貨物碼放穩定，方便裝卸操作的目的。紙箱的長(cháng)寬尺寸之間以及與車(chē)廂長(cháng)寬尺寸之間要呈倍數關(guān)系。在這一點(diǎn)上與分析集裝箱的約束條件時(shí)類(lèi)似。集裝箱是目前常用的一種運輸包裝工具。我國已于1978年頒發(fā)了貨物集裝箱外部尺寸和重量的系列國家標準，它與國際ISO標準是基本對應的，設計時(shí)應參看相應的標準。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，下面以鐵路貨運1噸集裝箱為例來(lái)進(jìn)行分析討論。其尺寸如下：
      
　　外部尺寸：900×1300×1300mm
      
　　內部尺寸：830×1260×1144mm
      
　　自重：186kg
      
　　載重：814kg
      
　　總重：1000kg
      
　　顯然，紙箱的尺寸為620（長(cháng)）×570（寬）×400（高）mm為最佳，這時(shí)正好能放下八個(gè)紙箱，考慮到只是碼放二層，以及托盤(pán)的尺寸約束條件，紙箱的寬和高二個(gè)尺寸可以對換一下。還值得指出的是最后應檢驗是否滿(mǎn)足載重要求。而且國際運輸集裝箱一般都在20噸以上，這主要是為了便于用集裝箱船運輸。

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