浅谈军品运输包装的钢木结合设计与应用

文/中包包装研究院有限公司 杜雨芳

一、引言

我国现代化技术发展迅速，当前信息化条件下现代战争联合作战对军用物资保障要求高速化反应的同时，物资包装在保护、存储、运输等方面的要求更高。尤其作战现场的军品物资运输，传统的人工搬运难以满足现代战场高速作战要求，需要依靠现代机械如吊车、叉车甚至机器人等快速、准确的运输到前线，如此方式，物资的运输包装[1]需要满足能够使用机械搬运，结实耐用、可循环。

传统的物资运输包装材料单一，如木箱、铁箱、滚塑箱、铝箱等，难以满足当下需求。军品包装不能仅停留在防潮、防霉、防锈、防震防机械损伤等基本保护功能上，需要开发一种多材质结合同时满足快速机械搬运、可靠、重复使用要求的包装箱，本文介绍一种钢木结合的封闭式外框架包装箱，由钢质底座和木质侧面、端面、顶盖通过采用卡扣、蝴蝶扣等金属件连接组合而成，同时可以拆卸为六部分，折叠后堆码能使占地面积最小化。

二、钢木结合包装箱的使用环境与优势

钢木结合的包装箱可满足等等使用环境，包括恶略的气候条件（如气温骤冷或骤热，湿度非常高（凝露）或非常低（干燥），气压可能骤降，盐雾侵蚀，淋雨、浸水等），运输振动、冲击频次多，概率大（如路面颠簸、急刹车、水浪冲击、气流及轮船、飞机发动机振动等过程的振动与冲击），军队特殊场景（战场环境复杂，部队机动频繁，消耗巨大，保障要求高难度大[2]，部分军品及包装反复循环使用，地域多变等）。

钢木结合的包装箱强度高，可承受重型载荷，尤其底部强度高，钢托盘承载能力在托盘中是最强的，质量轻而钢性强；具备稳定的包装性能，而且环保，钢质底拖和木质箱体均可以回收再利用，资源不浪费。钢托盘与塑料托盘相比有强度、耐磨、耐温及价格优势。

三、钢木结合包装箱的设计

（一）钢制底座的设计

根据内装物的要求，分析重量的载荷分布方式，如图1参考木箱标准《GB/T 7284-2016框架木箱》[3]的计算方法（表1），对木质底座用钢质替代，确定底座横梁、纵梁的结构。

图1 载荷分布方式

图2 实心和空心梁矩形截面

表1 实心构件的计算方法

举例说明，设计一款内部均载2t，长2500mm×宽1200mm的包装箱底座，采用厚度为3mm，截面规格80×80的方钢，设计钢底座的方钢使用数量。方法一可以直接计算方钢的使用数量，方法二可以按照木方的计算方法，得到木方的使用数量，用方钢替换木方，再根据CAE模拟分析校验强度。计算得到短梁数量1根可以满足强度要求，结合结构要求及经验，设置4～5根梁。表2为相同结构，相同尺寸木方和方钢的底座CAE模拟承载2t静压力的强度结果对比，相同静压力下钢制底座的应变小于木制底座，即钢制底座的强度优于木制底座。一般而言，因方钢的强度大于木方很多，计算得到的底梁使用量，用方钢替换后强度都可以满足。

表2 相同结构的木底座和钢底座CAE对比

此处用木制底座可以满足计算强度要求，但若作为军品物资的运输包装，需要满足几十次甚至上百次的循环使用要求，木制底座的使用寿命不一定能满足，尤其在严酷的作战搬运环境中，钢制底座在这个循环使用中则可以满足使用要求，为此推崇使用钢制底座。

（二）木制部分的设计

木制部分包括侧板、端板、顶盖，参考《GB/T 7284-2016框架木箱》设计和校准。

（三）包装箱各部分的连接设计

包装箱底座与侧板、端板的连接以及顶盖与侧板、端板的连接，通过使用通用的金属件如搭扣、卡簧等固定在一起，组装后成完整的包装箱。

（四）包装箱外观与内部设计

作为军品的运输包装箱，外观需要和一般包装箱有区分，会有一些喷涂颜色、标识要求，根据军方要求、《JB 1765A 军用物资包装标志》[4]要求进行外观装饰。对于内部，根据内装物形状、性质、性状等分类，做不同的缓冲设计，如图3。

图3 包装箱内部区域划分

四、钢木结合包装箱的应用

军品包装作为承载军事装备和军用物资载体，直接影响军品的存储、搬运、装卸、运输、使用等，在高速化、智能化、一体化联合作战的现代，包装箱要求准确、快速的搬运到位，并能尽可能重复利用减少浪费，钢木结合包装箱的设计应用，可以对军品物资做集合化运输、集体化管理及包装循环化利用。

举例而言，对于军队集训时期或周边局势紧张两军对峙时期，某些训练装备、设施、部件，需要远距离、高强度、集中运输，运输到目的地后，包装箱需要原地拆装后做隐蔽处理，并且能在拆卸后占地空间小容易掩饰，包装箱和产品需要重复回收使用，从而从运输到使用到回运全方位的满足使用要求，包装箱盛装如图4。

图4 钢木结合包装箱盛装应用案例