《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》
第九篇 中國包裝技術標準選錄
第五章 運輸包裝件試驗方法
第十四節 包裝 運輸包裝件 可控水平沖擊試驗方法
(GB/T 4857.15-1992)
1 范圍
本標準規定了通過控制沖擊輸入等級進行水平沖擊試驗時所用試驗設備的主要性能要求、試驗程序及試驗報告。
本標準適用于評定運輸包裝件在受到水平沖擊時的耐沖擊強度和包裝對內裝物的保護能力。它既可以作為單項試驗,也可以作為包裝件系列試驗的組成部分。
2 引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB/T4857.1—1992 包裝 運輸包裝件 試驗時各部位的標示方法
GB/T4857.2—1992 包裝 運輸包裝件 溫濕度調節處理
GB/T4857.11—1992 包裝 運輸包裝件 水平沖擊試驗方法
GB/T4857.17—1992 包裝 運輸包裝件 編制性能試驗大綱的一般原理
GB/T4857.18—1992 包裝 運輸包裝件 編制性能試驗大綱的定量數據
3 定義
本標準采用下列定義。
3.1 止回載荷裝置 backload device
與試驗樣品相同或相似的模擬裝置。
3.2 止回載荷 backload
沖擊時,止回載荷裝置對試驗樣品所產生的擠壓力。以模擬在運輸車輛中包裝件后部所受到的載荷。
3.3 脈沖程序裝置 shock pulse programmer
控制沖擊試驗機產生的沖擊脈沖參數(如:脈沖的波形、峰值加速度和持續時間等)的裝置。
4 試驗原理
將試驗樣品按預定的狀態,以一定的沖擊速度沖擊,使試驗樣品承受脈沖程序裝置產生的預定沖擊脈沖(見圖1)。
圖1 試驗原理示意圖
5 試驗設備
5.1 沖擊試驗機
用于本試驗的沖擊試驗機由臺車、沖擊座和脈沖程序裝置組成。
5.1.1 臺車
5.1.1.1 臺車臺面應平整,具有足夠的尺寸,以滿足放置試驗樣品和止回載荷裝置的要求。
5.1.1.2 臺面上應有直立隔板,隔板與臺面成90°±0.5°。臺車臺面與隔板應具有一定的強度和剛度,在試驗時保持剛性。
5.1.1.3 隔板與試驗樣品相接觸的表面應平整,且其尺寸應大于試驗樣品受沖擊部分的尺寸。
5.1.1.4 需要時,可在隔板上安裝障礙物,以便對試驗樣品某一特殊部位做集中沖擊。
5.1.1.5 臺車應有導向裝置,使臺車向脈沖程序裝置沖擊面作單一方向運動。
5.1.1.6 采取適當措施,使試驗樣品與臺車從靜止到沖擊前的運動過程中無相對運動,并有沖擊后限制臺車運動、防止二次回彈的裝置。
5.1.2 沖擊座和脈沖程序裝置
5.1.2.1 沖擊座應有足夠的尺寸以承受臺車的沖擊。
5.1.2.2 在沖擊座和臺車隔板之間應安裝脈沖程序裝置,在臺車隔板撞擊沖擊座時能產生需要的沖擊脈沖。
5.2 止回載荷裝置
5.2.1 可采用特殊的止回載荷裝置(參見附錄A),也可以采用與試驗樣品相同的包裝件作為止回載荷裝置,以獲得需要的載荷質量。
5.2.2 止回載荷裝置與試驗樣品相接觸的面積應相等。
5.2.3 應規定每個試驗過程中止回載荷裝置的質量與摩擦特性。
5.3 測試系統
5.3.1 測試系統由加速度傳感器、信號放大器、顯示和記錄裝置組成。要求能顯示并記錄試驗樣品所承受沖擊加速度-時間歷程。
5.3.2 測試系統要有足夠的加速度量程,在任何沖擊點上不得出現過載現象。
5.3.3 測試系統的頻率響應至少為20倍的測量頻率。在測量范圍內,測試系統的精度應在±5%之內測試系統的各項技術指標應符合有關規定。
5.3.4 需要時,應有附加測試儀器,附加測試儀器包括光學計或機械式計數裝置以測定臺車的沖擊速度變化。該系統的響應精度應為實際值的±2.5%。測量的速度變化精度應在±5.0%以內。
6 試驗程序
6.1 試驗樣品的準備
按GB/T4857.17標準的要求準備試驗樣品。
6.2 試驗樣品各部位的編號
按GB/T4857.1標準的規定,對試驗樣品各部位進行編號。
6.3 試驗樣品的預處理
按GB/T4857.2標準的規定,選定一種條件對試驗樣品進行溫、濕度預處理。
6.4 試驗時的溫濕度條件
試驗應在與預處理相同的溫濕度條件下進行,如果達不到預處理條件,則必須在試驗樣品離開預處理條件5min之內開始試驗。
6.5 試驗強度的選擇
按GB/T4857.18的規定選擇試驗強度值或參照附錄B的規定確定試驗強度。
6.6 試驗步驟
6.6.1 將試驗樣品放置在臺車的軸向中心的位置上,接受沖擊的面或棱穩定地靠著隔板。止回載荷裝置放在試驗樣品的后部,緊靠著試驗樣品。
注:如果試驗樣品為托盤包裝時,則不必附加止回載荷裝置。
6.6.1.1 試驗樣品進行面沖擊時,其沖擊表面與隔板之間的夾角應不大于2°。
6.6.1.2 試驗樣品進行棱沖擊時,其沖擊棱與隔板之間的夾角應不大于2°,并應使組成該棱的兩個面中的一個面與隔板的夾角為預定角,其角度誤差不大于±5°,或在預定角的±10%以內(兩者取較大值)。
6.6.2 根據要求的沖擊加速度值、沖擊波形和脈沖持續時間選擇合適的脈沖程序裝置,按預定的沖擊速度進行沖擊。沖擊速度誤差應不大于預定水平沖擊速度的±5.0%。
6.6.3 試驗后按有關標準規定檢查包裝及內裝物的損壞情況,并分析試驗結果。
7 試驗報告
試驗報告應包括下列內容:
a)內裝物的名稱、規格、型號、數量、性能等,如果使用模擬物應加以說明;
b)試驗樣品的數量;
c)詳細說明包裝容器的名稱、尺寸、結構和材料規格;附件、緩沖襯墊、支撐物、封口、捆扎狀態及其他防護措施;
d)試驗樣品與內裝物的質量,以千克計;
e)預處理時的溫度、相對濕度和時間;
f)試驗場所的溫度和相對濕度;
g)試驗所用設備、儀器類型;
h)試驗時,試驗樣品的預定狀態;
i)試驗樣品、試驗順序與試驗次數;
j)沖擊速度、沖擊加速度、沖擊波形、脈沖持續時間及止回載荷裝置與臺面的摩擦特性;
k)脈沖程序裝置的形式;
l)記錄試驗結果,并提出分析報告;
m)說明所用試驗方法與本標準的差異;
n)試驗日期、試驗人員簽字、試驗單位蓋章。
附錄A 止回載荷的確定
(提示的附錄)
A1 止回載荷裝置的重量由運輸工具的性能和運輸環境條件決定。
A2 如果包裝件為均質,一個特定的載荷裝置減速產生的力與該載荷裝置的質量成正比。實際上,在正常情況下這個相互關系可以以式(A1)表達:
P=ρgF……………………………………(A1)
式中:P———止回載荷裝置對試驗樣品單位面積上的擠壓力,Pa;
ρ———試驗樣品密度,kg/m3;
g———重力加速度,9.8m/s2;
F———比例因子,m。
比例因子F決定于車輛牽引裝置、脈沖持續時間和包裝件與車廂底板面的摩擦系數,經驗上,取F=0.89m。在無特殊要求的條件下,止回載荷裝置的重量可由式(A2)決定:
W=WpF/L……………………………………(A2)
式中:W———止回載荷裝置質量,kg;
Wp———試驗樣品質量,kg;
L———試驗樣品在平行沖擊方向的長度,m。
A3 如果用斜面沖擊試驗機做試驗,為適應非水平面,止回載荷裝置重量應適當減少。
附錄B 試驗強度值的選擇
(提示的附錄)
按本標準要求進行試驗的試驗樣品數量、試驗順序、試驗次數及沖擊速度、脈沖持續時間等由試驗目的、內裝物特點、運輸裝卸環境條件等因素決定,如無特殊規定,可參考GB/T4857.11—1992附錄A中A1~A4,也可參照下述內容:
B1 沖擊速度變化在(0.5~5.0)m/s范圍內選擇。對于公路運輸,其沖擊速度基本值為1.5m/s;對于鐵路運輸其沖擊速度基本值為1.8m/s。
B2 在鐵路運輸中,其沖擊加速度一般在(0.1~6)g范圍內變化,最大可達18g。脈沖持續時間從幾毫秒到300ms。
B3 在公路運輸中,其沖擊加速度一般在(0.1~15)g范圍內變化,脈沖持續時間從40ms~800ms,有時可達1s。
B4 當托盤包裝用叉車裝卸時,托盤包裝將經受水平沖擊力的作用。最大沖擊強度為10g、50ms和40g、10ms的脈沖。
B5 對于四面均能插入的托盤,試驗時,托盤應旋轉90°在第二面上也需進行水平沖擊試驗。
B6 包裝件在運輸中可能經受的沖擊次數應視具體流通環境而定。一般沖擊次數為2~15次。如果需要,建議進行一系列較低值沖擊試驗或一系列逐步增加沖擊強度的試驗,而不是進行單一的高值沖擊試驗。這種試驗可在二個沖擊值之間分出損壞點。
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