Предприятию, специализирующемуся на изготовлении гофротары, зачастую приходится сталкиваться с определёнными трудностями при выборе наиболее подходящей для короба конкретного назначения марки гофрокартона.
Поэтому цель этой статьи – ознакомление с основами порядка действий, которые необходимо предпринять для решения подобной задачи.
Сразу следует оговориться, что предлагаемые подходы полностью применимы лишь к выбору гофроматериала для четырёхклапанных коробов. Также будем исходить из предположения, что искомый гофрокороб необходимо изготовить из трёхслойного гофрокартона.
(Существует и ряд других методик подбора марок гофроматериалов и их композиционных составов, о чём, в частности, упоминает в своей статье автор, и о которых пойдёт речь в других статьях на эту тему, — Прим. Ред.)
Выбор марки гофрокартона для несущих нагрузку коробов
Отметим, что подбор требуемой марки гофрокартона в случаях, если короб является несущим компонентом в штабеле (он не содержит жёстких, способных выдержать внешнюю нагрузку упаковок), осуществляется на основе величины его сопротивления торцевому сжатию вдоль гофров (ECT, Edge Crush Test).
Выбор такой марки производится с помощью второй части таблицы 3 ГОСТ Р 52901-2007 (Рис. 7), в которой представлены требования к физико-механическим характеристикам марок гофрокартона 2-го класса.
Для определения величины ECT сначала необходимо выяснить, каково должно быть сопротивление сжатию непосредственно самого гофроящика. Вычисляется оно по ниже приведённой формуле, согласно ГОСТ 9142-2014 «Ящики из гофрированного картона. Общие технические условия»:
Где, согласно рекомендациям ГОСТ*:
К – коэффициент запаса прочности, учитывающий характер транспортировки и хранения короба. Для ящиков с высеченными элементами значение коэффициента равно 0,6, для ящиков, несущих полноценную нагрузку в штабеле – 3.0;
К0 = 1,86 – коэффициент запаса прочности, учитывающий относительную влажность в помещении, равную 75-80%;
m – масса гофроящика с продукцией (брутто), кг;
n – количество слоев в штабеле.
*Примечание. На практике, производители гофротары используют и подбирают собственные коэффициенты, учитывающие различные факторы, влияющие на гофрокороб: способ штабелирования, срок хранения, дальность транспортировки, способность продукта в коробе нести нагрузку, использование разделителей в коробе и т.д. В частности, значение коэффициента запаса прочности К, учитывающего характер транспортировки и хранения короба, принимают равным 4.0.
Как видим, прочность гофроящика зависит от его массы и высоты его штабелирования в паллете, а также от ряда коэффициентов, учитывающих характер его нагружения и условий хранения.
Выполнив необходимый расчёт, с помощью таблицы 1 приложения «Д» ГОСТ 9142-2014 (рис. 1), переходим к определению искомой величины ECT**.
**Примечание. Ниже описан метод определения ECT по ГОСТ, на самом деле мало употребляемый на практике. Наиболее часто используемый подход — подстановка полученного значения сопротивления сжатия короба (P) в формулу McKee и последующее вычисление ECT.
Краткая запись формулы выглядит следующим образом: BCT (P) = 5.87 x ECT x √(T x Z) (кН/м), где:
T – толщина гофрокартона, мм; Z – периметр основания короба, мм;
Как правило, значение ECT, полученное из формулы McKee выше, чем в ГОСТ и является более надёжным, поскольку в отечественном ГОСТ указаны достаточно широкие диапазоны ECT для каждой марки гофрокартона. Такой подход может привести к плачевным последствиям при изготовлении промышленной партии изделий: короб может не выдержать требуемой нагрузки. Поэтому у каждой фабрики имеется своя классификация марок гофрокартона, предусматривающая более дискретный шаг значений ECT.
Для этого необходимо также найти значение второго аргумента этой таблицы, а именно, вычислить поправочный коэффициент К1, учитывающий геометрию гофроящика по формуле:
Где:
F — площадь основания гофроящика, см2;
L – периметр основания гофроящика, см;
l,b, h – внутренние размеры гофроящика (ДхШхВ), см.
Полученное значение коэффициента необходимо округлить до ближайшего целого. В случае, если оно оказалось меньше 6 или больше 20, необходимо присвоить коэффициенту соответствующую минимальную или максимальную граничную величину (рис. 2).
Требуемое значение ECT находим в ячейке, место расположения которой определяется по вычисленным значениям P (сопротивления гофроящика сжатию) и коэффициента К1 (Рис. 3).
Когда в искомой ячейке указаны два значения, то следует выбирать верхнее из них, если в гофрокоробе не предусмотрены дополнительные перегородки, вкладыши или рёбра, и нижнее, если вышеперечисленные комплектующие используются.
Выяснив значение ECT, переходим непосредственно к выбору соответствующей марки гофрокартона 2-го класса, который, как уже было сказано, производится с помощью второй части таблицы 3 ГОСТ Р 52901-2007 (Рис. 7), где представлены требования к физико-механическим характеристикам конкретного типа материала.
При промежуточных значениях ECT, если есть разница между значением сопротивления торцевому сжатию из таблицы «Д1» ГОСТ 9142-2014 и значениями в таблице 3 ГОСТ Р 52901-2007, значение ECT округляется до ближайшего (в меньшую или большую сторону), (рис. 4).
Выбор марки гофрокартона для коробов, не несущих нагрузку в штабеле
Если гофрокороб не будет воспринимать нагрузку в штабеле, поскольку размещённая в нём жёсткая упаковка, такая как консервные или стеклянные банки, способна нести нагрузку самостоятельно, то выбор типа гофрокартона осуществляется по первой части таблицы 3 ГОСТ Р 52901-2007 для его марок 1-класса.
В этом случае расчёт параметра ECT уже не требуется, так как при изготовлении таких коробов более важную роль начинают играть величины сопротивления гофрокартона продавливанию и удельного сопротивления разрыву по линиям рилёвки. Поиск этих значений производится в таблице «Д2» ГОСТ 9142-2014 (рис.5).
Исходными данными в этом случае будут предельная масса продукта в коробе (значение по строкам) и минимальный размер одной из сторон короба (значения по столбцам). На пересечении этих значений находим требуемое значение сопротивления продавливанию (в МПа и кгс/см2 в скобках) в числителе и соответствующее ему удельное сопротивление разрыву в знаменателе (кН/м).
Зная величину любого из указанных параметров, с помощью первой части таблицы 3 ГОСТ Р 52901-2007 для гофрокартона 1-го класса (рис. 6). находим его искомую марку.
Основная задача при проектировании такого короба – исключить его разрыв в процессе транспортировки и обеспечить защиту содержащейся в нём продукции от повреждений.
Автор: Лидия Кузнецова, инженер-конструктор компании «ВДеталях»
