商品在流通中的震动,特别是有损商品质量的震动(有害震动)主要表现在商品运输和非正常装卸(如野蛮装卸)作业中。所谓防震包装,是指为减缓或降低内装商品受到的冲击和振动,保护其免受损坏而采取一定防护措施的包装。
防震包装又称缓冲包装,是流通包装中的主要形式之一。商品从产出到开始使用前的整个流通过程中,要经过一系列的移动,被置于不同的流通环境之中。在任何环境中,都会有不同的“力”作用于商品之上,并使商品发生机械性震动甚至损坏。为了防止商品遭受由震动带来的损坏,就要设法减小外力的影响。
1.商品移动中的震损环境
商品被包装后形成包装件。从包装到顾客拆除包装,主要经过堆积、运输和装卸等流通过程。从物理环境看,堆积过程主要受静压力作用,运输过程主要受震动力作用,装卸过程主要受冲击力作用。克服静压力对商品的影响主要靠包装容器、包装材料的强度,克服振动和冲击的影响主要靠包装内外的防震措施。
(1)振动环境。在运输中自然产生的振动环境最为典型。运输振动环境十分复杂,并且具有随机的特性。外界振动通过包装传到内装物上,当振动中的主频率等于内装物中某一部分的固有频率时,这一部分就发生共振,这时最易发生商品损坏。
(2)冲击环境。不管采用什么运输方式,在发货、到货、移动等作业中常遇到的冲击大多来自装卸操作,这是由于包装件掉落、磕碰、重放在地坪上、码头上或站台上引起的。掉落的形式有多种,如平直落地、角隅落地、棱边落地等。形式不同,所传输的冲击力也不同,其中以包装物平直落在无弹性的水平面上时所传导的冲击力最严重。
另外,造成流通中商品震损,从事件的起因看,可以归结为人为因素和偶发因素两种。在实际作业中这两种情况都是不可避免的,只能是尽量减少。
2.商品所受外力的衡量
使用量化指标分析流通中商品的震损,主要包括以下两个方面。
(1)包装物下落震损。包装件从某个高度下落时,由于重力加速度的作用,速度不断增加,与地面碰撞时,在极短的瞬间速度就会由最大变为零,造成商品的损毁。(2)冲击力的大小。包装物未掉落之前所具有的能量仅是位能。
3.不同运输方式的加速度系数
在运输中,路况及交通环境很复杂,振动和冲击交替或同时发生,对商品的危害,从理论上归结为所产生的加速度值的大小。下面分述不同运输方式的情况。
(1)铁路运输。装载货物的列车不是均速由起点到终点的,如火车的启动和停车、急刹车、道轨的不合格、车辆编组作业、通过道叉、甩车等。产生的加速度方向,有前后、上下、左右,各种情况下加速度系数G的可能值分别如下。
•车辆编组紧急刹车时G值为5~4;正常行驶,列车上下振动频率为3—5Hz进行摇动,
车体弹性振动频率为6—10Hz时,G值为0.1~0.6,最大可达1。
•列车左右振动频率为1—2Hz进行摇动,车体弹性振动频率为4~6Hz,正常行驶,一般G值为0.1~0.2,最大可达1.2。
(2)汽车运输。汽车运输情况比铁路运输远为复杂,因为车型、行车速度、公路路面状况等,都对振动和冲击产生很大影响,特别是路面的好坏影响最大。包装货物在车厢上固定情况不同,所产生的影响也不同,如固定不牢,受到颠簸后会产生跳动式振动,G值可达1,相当于从5~30cm高度自由落下时的冲击。特别不平的道路,会产生G值为3~5的冲击,若路面不平,货又未捆好,甚至能产生G值为5~20的冲击。
(3)船舶运输。船舶振动主要是波浪引起的,一般形成纵摇和横摇两种形式,前者为上下,后者为左右。船载包装货物的振动除了受船体本身振动大小的影响外,还受船舱位置、船只大小、动力装置位置的影响。一般船头上下振动最大,G值在0.3以下,在外海最大可达2。而万吨级海洋货船,上下振动,G可试0.2~0.8,左右振动G可达0.2,前后振动G值在0.1之下。
(4)飞机运输。飞机在飞行中产生振动的大小,主要受机种、空中气流的影响。一般飞行振动,G值为0.05一0.6,恶劣气流条件时,G值可达1—2。振动频率范围很宽,为5—120Hz。
4.包装物的允许落下高度
包装物在装卸作业过程中,最易遭受外力,产生冲击损失,但机械装卸作业和人工装卸作业所产生的冲击有很大差异。
机械装卸作业时,如果用叉式升降机进行粗暴作业,能产生G值为1的冲击加速度;
在传送带上移动商品时,G值一般小于1。在起重机、吊车进行装卸时,包装物如垂直下落和横移与其他商品撞碰时,会产生G值大于几十甚至上百的冲击力。人工装卸时,对于包装物的不同重量、体积、形状和操作环境,所产生的冲击是不同的。在衡量时一般以允许落下高度为准,即经防震包装后,能保证在适宜落下高度范围内跌落时,不损坏内装商品。
包装件越重,允许落下高度越低。但是,不能因为商品轻而忽视防震包装。对于防震包装件进行落下冲击试验的落下高度,各国都有规定。
5.允许加速度系数
商品的允许加速度是指商品遭受机械性损坏时所能承受的最大加速度值。此值大小可以表示所能承受的冲击力大小。允许加速度同样以重力加速度的倍数表示,记为Gm,称为允许加速度系数。对于同一商品来说,当遭受最大加速度作用时,破坏程度也不一样,所以一般把一批商品的95%所能承受的最大加速度值视为允许加速度。
以下几种破坏都是由于加速度所造成的。
•均质商品的变形和破裂。由均一材料构成的商品,下部受加速度的作用,在任意瞬间所受的作用力是商品的重量W与瞬间加速度系数c的乘积,即P=W*G
当G≥Gm时,下部就要遭到破坏,主要形式是变形或脆性破裂。
•外壳破坏。包装物中的容器和商品的外壳受到超过允许加速度的加速度作用时,会产生变形和破裂。
•应力集中。由于商品或包装结构的不合理,当受到超过允许加速度作用时,作用力就集中于某一局部,如超过材料强度时,就会产生变形和破裂。
•部件移动。有的商品,其部件是用黏合剂黏着的或是能滑动的,当受加速度作用时,作用力超过黏合力或滑动摩擦力后,部件就产生移动,造成部件的脱落或损坏。
•振动破坏。若外力以某个频率作用于商品,当这个频率和商品的本身固有频率相同时,就发生共振现象,造成商品的损坏。
为了防止上述原因造成商品损坏,在采用防震包装时,按商品允许加速度的大小,将防震包装分为三个等级。
第一级:脆弱商品,Gm≤40。
第二级:较弱商品,Gm在4l~90之间。
第三级:一般商品,Gm≥91。