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纸箱抗压强度计算中凯里卡特公式的应用和影响纸箱抗压强度的原因
点击次数：2995 发布时间：2010/7/22 21:23:44
瓦楞纸箱抗压强度计算中凯里卡特公式的应用:瓦楞纸箱抗压强度的计算公式很多:常用的有凯里卡特（K.Q.Kellicutt）公式、马丁荷尔特（Maltenfort）公式、沃福（Wolf）公式、马基（Makee）公式、澳大利亚APM公司计算公式，等等。其中，凯里卡特公式常被应用于0201型瓦楞纸箱抗压强度的计算。凯里卡特公式表达式:美国的凯里卡特根据瓦楞纸箱的边压强度和周长提出了计算纸箱抗压强度的公式BCT＝ECT×（4aXz/Z）2/3×Z×J式中 BCT——瓦楞纸箱的抗压强度（lb）ECT——瓦楞纸板的边压强度（lb/in）Z ——瓦楞纸箱的周长（lb）aXz——瓦楞常数J ——纸箱常数相应的瓦楞纸箱常数见表1。倘若知道瓦楞纸箱的外尺寸和楞型,可根据瓦楞纸板的边压强度ECT推测瓦楞纸箱的抗压强度BCT，或者根据瓦楞纸箱的抗压强度BCT推测瓦楞纸板的边压强度ECT。例如，29英寸彩电包装纸箱采用AB型瓦楞纸板
Ø纸箱外尺寸为904×644×743mm；
Ø毛重G=48Kg；
Ø经多次使用修正确定安全系数为K＝6.5；
Ø堆码层数为N＝300/74.3＝4（堆码限高为3米, 堆码层数取整数）；因为1磅（lb）＝0.454千克（Kg）＝4.453牛顿（N），1英寸（in）＝2.54厘米（cm），所以空箱抗压强度为:BCT＝KG（N−1）＝6.5×48×9.81×（4－1）＝9182.16（N）＝2061.67（lb）因为瓦楞纸箱的周长Z＝（90.4＋64.4）×2＝309.6（cm）＝121.89（in），瓦楞常数aXz＝13.36，纸箱常数J＝0.54，故瓦楞纸板的边压强度:ECT＝BCT/【（4aXz/Z）2/3×Z×J】 ＝2061.67/【（4×13.36 /121.89）2/3×121.89×0.54】＝54.27（lb/in）＝95.2（N/cm）＝9520 （N/m）表1 瓦楞纸箱常数单 位 英 制 公 制楞 型 aXz J aXz JA 8.36 0.59 8.36 1.10B 5.00 0.68 5.00 1.27C 6.10 0.68 6.10 1.27AA 16.72 0.50 16.72 0.94BB 10.00 0.58 10.00 1.08CC 12.20 0.59 12.20 1.09AB 13.36 0.54 13.36 1.01AC 14.46 0.55 14.46 1.02BC 11.10 0.58 11.10 1.08AAA 25.08 0.48 25.08 0.89BBB 15.00 0.55 15.00 1.02CCC 18.30 0.55 18.30 1.03AAB 21.72 0.50 21.72 0.93AAC 22.82 0.50 22.82 0.94ABB 18.36 0.53 18.36 0.98BBC 16.10 0.55 16.10 1.02ACC 20.56 0.53 20.56 0.98BCC 17.20 0.55 17.20 1.02ABC 19.46 0.53 19.46 0.98应用上述公式时，须将公制单位转化为英制单位，比较麻烦。实际上，将公式两边单位转化为公制，只需将瓦楞常数aXz扩大2.54倍，或将纸箱常数J扩大1.86161189倍（2.542/3）即可。若瓦楞常数aXz不变，将纸箱常数J扩大，可得到如表1所示的公制下的瓦楞常数aXz和纸箱常数J。此时，瓦楞纸箱抗压强度单位为牛顿（N），瓦楞纸板的边压强度单位为牛顿/厘米（N/cm），瓦楞纸箱的周长单位为厘米（cm）。凯里卡特公式简化式:上述凯里卡特公式显得比较繁琐，事实上纸箱一旦成型，其外尺寸、瓦楞常数和纸箱常数都已确定，所以F＝（4aXz/Z）2/3×Z×J可看作一个常数，此时凯里卡特公式可简化为 BCT＝ECT×F不同楞型、不同外尺寸的瓦楞纸箱，其简易常数F均可从相关技术参数表中获取。不过，一旦身边没有相关技术参数表，将无从下手，非常不便。如果分析凯里卡特公式，我们会发现尽管不同楞型纸箱其瓦楞常数aXz和纸箱常数J不同，但是每种楞型纸箱其瓦楞常数aXz和纸箱常数J是相同的，将其合并为常数f，则凯里卡特公式可表示为:BCT＝ f×ECT×Z1/3通过一系列的计算，可得到不同楞型纸箱相关常数f，如表2所示。表2 瓦楞纸箱常数f楞 型 英 制f 公 制f 楞型 英 制f 公 制fA 6.13 11.42 BBB 8.40 15.63B 5.03 9.36 CCC 9.68 18.02C 5.74 10.68 AAB 9.80 18.24AA 8.32 15.49 AAC 10.24 19.06BB 6.79 12.63 ABB 9.23 17.19CC 7.82 14.56 BBC 8.80 16.39AB 7.70 14.33 ACC 9.96 18.53AC 8.19 15.26 BCC 9.20 17.13BC 7.27 13.54 ABC 9.60 17.87AAA 10.32 19.22 — — —例如，AB型瓦楞纸箱凯里卡特公式可表示为BCT＝ 7.70×ECT× Z1/3（英制）BCT＝14.33×ECT×Z1/3 （公制）上例彩电包装纸箱ECT＝BCT/（14.33×Z1/3）＝9182.16/（14.33×309.61/3）＝94.7（N/cm）＝9470（N/m），或:ECT＝BCT/（7.70×Z1/3）＝2061.67/（7.70×121.891/3）＝54.0 （lb/in）＝94.7（N/cm）＝9470（N/m）。
影响纸箱抗压强度的原因
1）原材料质量
原纸是决定纸箱压缩强度的决定性因素，由kellicutt公式即可看出。然而瓦楞纸板生产过程中其他条件的影响也不允许忽视，如粘合剂用量、楞高变化浸渍、涂布、复合加工处理等。
2）水分
纸箱用含水量过高的瓦楞纸板制造，或者长时间贮顾在潮湿的环境中，都会降低其耐压强度。纤维是一种吸水性很强的，在梅雨季节及空气中湿度较大时，纸板中水分与大气环境的湿平衡关系很重要。
3）箱型
箱型是指箱的类型和同种类型箱的尺寸比例，它们对抗压强度有明显的影响。有的纸箱箱体为双层瓦楞纸板构成，耐压强度较同种规格的单层箱明显提高；在相同条件下，箱体越高，稳定性就越差，耐压强度越低。
4）印刷与开孔
印刷会降低纸箱抗压强度。包装有透气要求的商品在箱面开孔，或在箱侧冲切提手孔，都会降低纸箱强度，尤其开孔面积大，偏向某一侧等，影响更为明显。
5）加工工艺偏差
在制箱过程中压线不当，开槽过深，结合不牢等，也会降低成箱耐压强度。
成品纸箱如需达到一定的强度，须做抗压（纸箱抗压试验机）、环压、坚压、边压、粘合（环压试验机）、耐破度（破裂强度试验机）等试验，来评定，所出纸箱是否符合客户要求或国家标准。
原纸是决定纸箱压缩强度的决定性因素，由kellicutt公式即可看出。然而瓦楞纸板生产过程中其他条件的影响也不允许忽视，如粘合剂用量、楞高变化浸渍、涂布、复合加工处理等。
2）水分
纸箱用含水量过高的瓦楞纸板制造，或者长时间贮顾在潮湿的环境中，都会降低其耐压强度。纤维是一种吸水性很强的，在梅雨季节及空气中湿度较大时，纸板中水分与大气环境的湿平衡关系很重要。
3）箱型
箱型是指箱的类型和同种类型箱的尺寸比例，它们对抗压强度有明显的影响。有的纸箱箱体为双层瓦楞纸板构成，耐压强度较同种规格的单层箱明显提高；在相同条件下，箱体越高，稳定性就越差，耐压强度越低。
4）印刷与开孔
印刷会降低纸箱抗压强度。包装有透气要求的商品在箱面开孔，或在箱侧冲切提手孔，都会降低纸箱强度，尤其开孔面积大，偏向某一侧等，影响更为明显。
5）加工工艺偏差
在制箱过程中压线不当，开槽过深，结合不牢等，也会降低成箱耐压强度。
成品纸箱如需达到一定的强度，须做抗压（纸箱抗压试验机）、环压、坚压、边压、粘合（环压试验机）、耐破度（破裂强度试验机）等试验，来评定，所出纸箱是否符合客户要求或国家标准。
原创作者：苏州市嘉腾检测设备有限公司
