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大 型 包 装 件 运 输 测 试 标 准
引 言
京东物流大型包装件测试标准基于国内的实际物流环境,借助专业物流属性采集设备,将大型包装 件经历的外界物流环境数据化。在京东物流体系中的物流环境情况,测试程序包括:温湿度预处理、跌 落、振动测试等程序。利用这些有效的方法,来验证包装是否能对内装物品达到保护作用, 同时有效降 低包装成本。
本标准的目的是为了更好地向京东供应链体系输出包装技术, 帮助产业链上下游的合作伙伴降低 供应链成本、提升流通效率,共同打造极致的客户体验。
大型包装件运输测试标准
1 范围
本文件提供了电商平台销售的大家电运输包装件的分类、试验样品的准备、试验方案、试验样品各 部位的标示方法、试验设备、试验程序、试验报告方面的指导原则,并给出了相关信息。
本标准适用于总重量30kg以上,或最长边尺寸在100cm以上且商品重量大于15kg的运输包装件。比 如电商平台销售的冰箱、空调器、洗衣机、平板电视等类似用途的大家电运输包装件。
2 规范性引用文件
GB/T 4122.1 包装术语 第 1 部分:基础
GB/T 4857.1 包装 运输包装件基本试验 第 1 部分:试验时各部位的标示方法 GB/T 4857.2 包装 运输包装件基本试验 第 2 部分:温湿度调节处理
GB/T 4857.4 包装 运输包装件基本试验 第 4 部分:采用压力试验机进行的抗压堆码试验方法 GB/T 4857.5 包装 运输包装件 跌落试验方法
GB/T 4857.11 包装 运输包装件基本试验 第 11 部分:水平冲击试验方法 GB/T 4857.22 包装 运输包装件 单元货物稳定性试验方法
GB/T 4857.23 包装 运输包装件基本试验 第 23 部分:垂直随机振动试验方法 GB/T 5398 大型运输包装件试验方法
3 术语定义
3.1 大型包装件:总重量30kg以上,或最长边尺寸在100cm以上且商品重量大于15kg的运输包装件 (以下简称大件) 。
4 试验样品要求
4.1 试验样品应是出厂的包装和产品, 试验前保证外包装及商品完好无损。
4.2 试验前将试验样品在实验室环境温湿度条件下至少放置12h。 4.3 试验样品(同一SKU的包装件)的数量一般不少于4件。
5 试验前准备
试验品各部位标示
5.1 按 GB/T 4857.1 的规定,对试验样品的各部位进行编号。
5.2 将试验样品按照规定的运输方向放置,转动试验样品使内装产品的前面面向标注人员,然后按 照图 1 所示对运输包装件进行标示。
5.3 用两个面的编号标示棱,例如 2-3 棱, 即由2 面和 3 面构成的棱。
5.4 用三个面的编号标示角,例如 2-3-5 角, 即由 2 面、3 面和5 面构成的角
图 1 试验样品部位标示示意图
6 试验方案顺序表
6.1 质量不大于 45kg 的包装件的试验方案见表 1。
表 1 质量不大于 45kg 的包装件的试验方案
试验 顺序 | 试验项目 | 参考标准 | 试验强度 | 说明 |
1 | 温湿度调节处理 试验 | GB/T 4857.2 | 温湿度调节处理试验条件见表 3 | 可选 |
2 | 倾斜/倾翻试验 | GB/T 5398 | 22°角倾斜 | 对于垂直高度≥1.2m 并且 底面 最小 尺 寸 小 于 高 度 1/2 或者高度≥0.76m 并且 重心位置位于高度的一半 以上的运输包装件为必选 |
3 | 自由跌落试验 (第一次) | GB/T 4857.5 | 9 次跌落,最大跌落高度 610mm | 必选 |
4 | 挤压夹持试验 | GB/T 4857.22 | 在可允许的夹持搬运面进行单个包装 件夹持和多个包装件夹持, 夹持力 1000kg | 必选 |
5 | 压力试验 | GB/T 4857.4 | 根据公式(1)计算压力载荷值 | 必选 |
6 | 垂直随机振动试 验 | GB/T 4857.23 | 堆码振动,振动强度 Grms 值和时间: 0.82g, 15min ;0.58g ,45min ;0.41g, 120min ;共 3h | 必选 |
7 | 自由跌落试验 (第二次) | GB/T 4857.5 | 8 次跌落,跌落高度最大 610mm,包括 跌落到垫块上 | 必选 |
8 | 集中棱冲击试验 | GB/T 4857.5 | 木箱跌落,跌落高度 410mm | 对于平板电视包装件必选 |
6.2 质量大于 45kg 的包装件的试验方案见表 2。
试验 顺序 | 试验项目 | 参考标准 | 试验强度 | 说明 |
1 | 温湿度调节处理 试验 | GB/T 4857.2 | 温湿度调节处理试验条件见表 3 | 可选 |
2 | 倾斜/倾翻试验 | GB/T 5398 | 22°角倾斜 | 对于垂直高度≥1.2m 并且 底面 最小 尺 寸 小 于 高 度 1/2 或者高度≥0.76m 并且 重心位置位于高度的一半 以上的运输包装件为必选 |
3 | 旋转跌落试验 | GB/T 5398 | 跌落高度 230mm | 必选 |
4 | 斜面冲击试验 (第一次) | GB/T 4857.11 | 冲击末速度 1.2m/s | 必选 |
5 | 挤压夹持试验 | GB/T 4857.22 | 在可允许的夹持搬运面进行单个包装 件夹持和多个包装件夹持, 夹持力 1000kg | 必选 |
6 | 压力试验 | GB/T 4857.4 | 根据公式(1)计算压力载荷值 | 必选 |
7 | 垂直随机振动试 验 | GB/T 4857.23 | 堆码振动,振动强度 Grms 值及时间: 0.82g,15min ;0.58g,45min ; 0.41g, 120min ;共 3h。 | 必选 |
8 | 斜面冲击试验 (第二次) | GB/T 4857.11 | 冲击末速度 1.2m/s | 必选 |
9 | 底面跌落试验 | GB/T 4857.5 | 跌落高度 230mm | 必选 |
10 | 集中棱冲击试验 | GB/T 4857.5 | 木箱跌落,跌落高度 410mm | 对于平板电视包装件必选 |
7 试验流程
7.1 温湿度调节处理试验
选择合理的包装件环境处理参数是以物流环境为依据。当无法确认环境条件时,可以在下表3中选 择条件。可以选择一项或多项温湿度条件预处理快递件。处理完成后, 立即进行运输试验。
表 3 温湿度处理条件
预期条件 | 时间 h | 温度 | 湿度 |
极端寒冷 | 24 | -29℃ | 不控制相对湿度 |
严寒 | 24 | -18℃ | 不控制相对湿度 |
寒冷、潮湿 | 24 | 5℃ | 相对湿度 85% ±5% |
标准温湿度 | 24 | 23℃ | 相对湿度 50% ±5% |
湿热 | 24 | 38℃ | 相对湿度 85% ±5% |
高温 | 24 | 50℃ | 不控制相对湿度 |
极端干热 | 24 | 60℃ | 相对湿度 15% ±5% |
7.2 倾斜/倾翻试验
7.2.1 将试验样品 3 面向下放置在刚性地面上。
7.2.2 从其中一个不稳定方向将试验样品缓慢从垂直位置倾斜至 22°,但倾斜过程中不应使包装件 滑动或在水平方向移动, 观察其移动方式(倾翻或回到初始位置) 。
7.2.3 如果试验样品在 22°角时未发生倾翻,则将试验样品轻轻放回至原来位置。
7.2.4 如果试验样品在 22°角或未到22°角之前发生倾翻,需要确定试验样品是否允许倾倒。如果允 许倾倒,则让试样倾倒并冲击到地面上;如果不允许倾倒,则将试验样品轻轻放回至原来位置,并记录 最大倾角。
7.2.5 重复 7.2.2 至 7.2.4, 在所有不稳定的方向上进行试验。
7.3 自由跌落试验(第一次)
7.3.1 跌落高度和跌落部位见表 4。
7.3.2 提起试验样品至所需的跌落高度位置,并按预定状态将其支撑住。其提起高度与预定高度之 差不得超过预定高度的±2%。跌落高度是指准备释放时试验样品的最低点与冲击台面之间的距离。
7.3.3 按下列预定状态,释放试验样品,使试验样品按预定状态自由落下与冲击台面相撞。
a)面跌落时, 使试验样品的跌落面与水平面之间的夹角最大不超过 2°;
b)棱跌落时,使跌落的棱与水平面之间的夹角最大不超过 2°, 试验样品上规定面与冲击台面夹角 的误差不大于±5°或夹角的 10%(以较大的数值为准), 使试验样品的重力线通过被跌落的棱;
c)角跌落时,试验样品上规定面与冲击台面之间的夹角误差不大于±5°或此夹角的 10%(以较大数 值为准), 使试验样品的重力线通过被跌落的角。
表 4 自由跌落试验(第一次)跌落高度和跌落部位
跌落顺序 | 跌落高度/mm | 跌落部位 |
1 | 300 | 3-4棱 |
2 | 300 | 3-6棱 |
3 | 300 | 4-6棱 |
4 | 300 | 3-4-6角 |
5 | 300 | 2-3-5角 |
6 | 300 | 2-3棱 |
7 | 300 | 1-2棱 |
8 | 610 | 3面 |
9 | 300 | 3面 |
7.4 旋转跌落试验
7.4.1 跌落高度
跌落高度为 230mm。在旋转跌落过程中, 如果面或棱在提升到预定跌落高度之前会发生倾翻, 则 该面或棱的旋转跌落试验无需进行, 并在报告中进行记录。
7.4.2 旋转面跌落试验
7.4.2.1 将试验样品 3 面向下放置在冲击台面上。
7.4.2.2 提升 3-5 棱至预定的跌落高度后迅速释放使其自由落下,产生冲击, 在跌落过程中防
止 试验样品产生倾翻。
7.4.2.3 重复 7.4.2.2,分别提升试样样品的 3-6 棱、2-3 棱和 3-4 棱进行试验。 7.4.3 旋转棱跌落试验
7.4.3.1 将试验样品 3 面向下放置在冲击台面上。
7.4.3.2 提起 3-6 棱放在垫木或其他支撑块上, 提升 3-5 棱至预定的跌落高度后迅速释放使其自由 落下,产生冲击。垫木或其他支撑块的高度为 90~100mm,长度至少比支撑的试验样品底面的最大尺 寸长 200mm, 在跌落过程中应防止试验样品产生倾翻。
7.4.3.3 重复 7.4.3.2,分别跌落试验样品的 3-6 棱、2-3 棱和 3-4 棱。
7.5 斜面冲击试验(第一次)
7.5.1 将试验样品 3 面向下放置在台车上。试验样品的冲击面应与台车前缘平齐,冲击面与挡板之 间的夹角不得大于 2°。
7.5.2 将台车沿钢轨斜面提升到可获得要求冲击速度的相应高度,然后释放。冲击末速度为 1.2m/s , 冲击速度误差应在预定冲击速度的±5%以内,依次冲击试验样品的5 面和6 面。对于允许躺放的试验样 品,还需冲击试验样品的 1 面。
7.5.3 对于平板电视包装件,冲击试验样品的 5 面(或 6 面)时,将 4 个试验样品并排放置, 并用 缠绕膜包裹试验样品的中部, 将 4 个试验样品固定在一起后进行冲击。缠绕膜最多缠2 层。
7.6 挤压夹持试验
7.6.1 试验类型
试验包括单个包装件夹持试验和多个包装件夹持试验。对于平板电视包装件,只进行多个包装件夹 持试验。
7.6.2 夹持力值
试验前要对夹板之间的夹持力用测力计进行测量, 夹持力为 1000kgf±50kgf。 7.6.3 单个包装件夹持试验
7.6.3.1 将试验样品 3 面向下放置在地面上,如果夹持方向样品尺寸太小,则使用两个试样并排进行 试验。
7.6.3.2 从允许的搬运面进车并进行夹持,夹持时夹板前端和下端与样品平齐,施加夹持力,将试 验样品提升距地面 305mm后放到地面上并释放夹持力。在所有允许的搬运面上各进行 1 次搬运。
7.6.3.3 从允许的搬运面进车并进行夹持,夹持时试验样品分别向前和向下探出夹板 76mm,施加夹 持力, 将样品提升距地面 305mm 后放到地面上并释放夹持力。在所有允许的搬运面上各进行 1 次搬 运。
7.6.4 多个包装件夹持试验
7.6.4.1 将试验样品按正常的运输方向进行放置并按照实际搬运方式进行堆码,宜采用两层两列堆 码。
7.6.4.2 多个包装件夹持共进行 20 次搬运。如有只有一个允许的搬运面, 则在该面上进行 20
次搬运;如有两个允许的搬运面, 则在每个面上进行 10 次搬运;如有三个允许的搬运面, 则在主要搬运面 上进行 10 次搬运, 在其他两个面上各进行 5 次搬运;如有四个允许的搬运面, 则在每个面上进行 5 次 搬运。样品夹起行驶一段距离后放到地面上并释放夹持力为 1 次搬运。
7.6.4.3 从允许的搬运面进车并进行夹持,夹持时夹板前端和下端尽可能与样品平齐,施加夹持力。 将样品提升距地面 305mm 并行驶一段距离, 将样品放到地面上并释放夹持力,完成所需的搬运次数。
7.6.4.4 重复步骤 7.6.4.3 在其他允许的搬运面上进行试验。
7.7 压力试验
7.7.1 试验压力值计算
压力试验压力值按式(1)计算
TF=Wt×(S-1)×K × 9.8 … … … … … … … …(1)
式中:
TF—试验压力值, 单位为牛顿(N) ;
Wt—试验样品的质量,单位为千克(kg) ; S —允许的最大堆码层数;
K —安全系数, 根据包装形式选择合适的安全系数,见表 5。 7.7.2 试验步骤
7.7.2.1 将试验样品 3 面向下放置在压力机的下压板中心。 7.7.2.2 设置压力值, 压力值计算根据式(1)。
7.7.2.3 设定一个预载荷作为测量变形量的基准点,预载荷对于单瓦楞纸箱选择 222N(23kg),对 于双瓦楞纸箱选择 445N(45kg), 对于三瓦楞纸箱选择 2220N(230kg)。
7.7.2.4 启动压力机, 压力机的上压板以 10mm/min±3mm/min 的速度均匀施加压力值, 直至压力 达到设定值。记录达到设定压力值时试验样品的变形量。移开压板卸除载荷。
表 5 安全系数
包装形式 | 安全系数 | |
产品不承压 | 外包装为瓦楞纸箱,角柱为瓦楞纤维板 | 4.5 |
外包装为瓦楞纸箱,角柱为刚性承压材质(非瓦楞纤维板) | 4.0 | |
外包装为瓦楞纸箱,内部带刚性的刨花板隔板,没有角柱 | 3.5 | |
产品承压或压力通过EPS传递到产品上 | 3 |
7.8 垂直随机振动试验
7.8.1 将试验样品按实际运输状态堆码放置于振动台台面上。如果试验样品在实际运输过程中有不 同的放置方式, 堆码放置时应对包装件合理分配, 包括所有可能的放置方式。
7.8.2 通常采用不固定放置,试验样品用护栏围住, 避免在振动过程中从台上坠落。调整保护设施 的位置,使试验样品的中心能在各水平方向 10mm 范围内无约束运动。
7.8.3 启动振动台,按照图 2 规定的公路随机振动频谱进行垂直随机振动试验。图 2 的功率谱密度 数据见表 6。等级 3 振动 120min,等级 2 振动45min,等级 1 振动 15min,总计振动 180min。
图 2 公路随机振动频谱 表 6 图 2 的数据表
频率 Hz | 功率谱密度 g2/Hz | ||
等级 1 | 等级 2 | 等级 3 | |
1 | 0.000036 | 0.000018 | 0.000009 |
3 | 0.06 | 0.03 | 0.015 |
4 | 0.06 | 0.03 | 0.015 |
8 | 0.007 | 0.0035 | 0.00175 |
12 | 0.016 | 0.008 | 0.004 |
30 | 0.006 | 0.003 | 0.0015 |
40 | 0.015 | 0.0075 | 0.00375 |
60 | 0.0014 | 0.0007 | 0.00035 |
100 | 0.001 | 0.0005 | 0.00025 |
200 | 0.00005 | 0.000025 | 0.0000125 |
Grms | 0.82g | 0.58g | 0.41g |
7.9 自由跌落试验(第二次)
7.9.1 跌落高度和跌落部位见表 7。
7.9.2 提起试验样品至所需的跌落高度位置,并按预定状态将其支撑住。其提起高度与预定高度之 差不得超过预定高度的±2%。跌落高度是指准备释放时试验样品的最低点与冲击台面之间的距离。
7.9.3 按下列预定状态,释放试验样品,使试验样品按预定状态自由落下与冲击台面相撞。 a)面跌落时, 使试验样品的跌落面与水平面之间的夹角最大不超过 2°;
b)棱跌落时,使跌落的棱与水平面之间的夹角最大不超过 2°,试验样品上规定面与冲击台面夹 角的误差不大于±5°或夹角的 10%(以较大的数值为准), 使试验样品的重力线通过被跌落的棱; c)角跌落时, 试验样品上规定面与冲击台面之间的夹角误差不大于±5°或此夹角的 10%(以较
大数值为准), 使试验样品的重力线通过被跌落的角。
表 7 自由跌落试验(第二次)跌落高度和跌落部位
跌落顺序 | 跌落高度/mm | 跌落部位 |
1 | 300 | 3-4棱 |
2 | 300 | 3-6棱 |
3 | 300 | 1-5棱 |
4 | 300 | 3-4-6角 |
5 | 300 | 1-2-6角 |
6 | 300 | 1-4-5棱 |
7 | 610 | 最脆弱面或易损面。对于平板电视包装件,如果 最脆弱面未知,选择包装件的右面(2面)。 |
8 | 300 | 3面(跌落到垫块a上) |
a垫块的材质为硬木或金属,高度为20mm~25mm,宽度为150mm。垫块长度应当比包装件的底面短 棱至少长200mm,垫块顶面的长棱倒圆角,圆角半径为垫块高度。 |
7.10 斜面冲击试验(第二次)
7.10.1 将试验样品 3 面向下放置在台车上。试验样品的冲击面应与台车前缘平齐,冲击面与挡板之 间的夹角不得大于 2°。
7.10.2 将台车沿钢轨斜面提升到可获得要求冲击速度的相应高度上,然后释放。冲击末速度为 1.2m/s,冲击速度误差应在预定冲击速度的±5% 以内,依次冲击样品的 2 面和 4 面。对于允许躺放的 试验样品, 还需冲击样品的 3 面。
7.11 底面跌落试验
7.11.1 跌落试验样品的3 面,跌落高度为 230mm。
7.11.2 提起试验样品至所需的跌落高度位置,并按预定状态将其支撑住。其提起高度与预定高度之 差不得超过预定高度的±2%。跌落高度是指准备释放时试验样品的最低点与冲击台面之间的距离。
7.11.3 按预定状态, 释放试验样品,使试验样品按预定状态自由落下与冲击台面相撞, 冲击 3 面 1 次。跌落时,使试验样品的 3 面与水平面之间的夹角最大不超过2°。
7.12 集中棱冲击试验
7.12.1 集中棱冲击木箱是外尺寸为 305mm×305mm×305mm 的木箱,毛重为 4.1kg,木箱至少 有一条底棱用角铁包住, 木箱内装沙袋并使用恰当的填充物保证沙袋固定不动。木箱宜足够坚固, 保证冲击后木箱没有变形或损坏。
7.12.2 将试验样品背面(6 面) 向下放置在刚性平整的地面上,确定包装件屏幕面(5 面) 的中 心位置。
7.12.3 将包有铁角的木箱的一条棱的中心对准包装件屏幕面的中心,并且这条棱平行于包装件 屏幕面的短棱。跌落高度为 410mm。冲击屏幕面(5 面) 1 次。
8 标准说明
本标准适用于当前快递行业的大型包装件运输模拟测试,后期将根据物流环境变化不定期进行 更新, 关于标准内容最终解释权归京东物流和阿米拉所有。
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