Целью работы является поиск таких форм гофрирования кар-тона, которые позволили бы эффективно амортизировать ударную нагрузку на картонный лист — как вертикальную, так и горизонтальную. Предмет исследования — эффективность амортизации кар-тонной упаковки с сотовой структурой и альтернативной (с MS-профилем) под действием ударной нагрузки поперек и вдоль соты. В качестве задач проведенных изысканий рас-сматривались измерение и сравнение скорости деформации, а также способности поглощения ударной нагрузки образцов картонной упаковки со стандартным и альтернативным MS-гофрированием. Образцы находились под ударным воздей-ствием. Амортизирующие свойства многослойной картонной упаковки размером 127×127 мм оценивались при следующих условиях: высота падения — 610 мм; скорость падения — 3,5 м/с; падающий вес — 12,5 кг; усилие сжатия — 340 H. При этом регистрировались: сила сжатия; энергия удара; величина деформации. В результате проведенных экспериментов было установлено, что трех- и пятислойный образец с MS-профилем обладает лучшими амортизирующими свойствами (по сравнению с картоном со стандартной сотой такой же толщины). Применение семи- и девятислойного картона с MS-профилем нецелесообразно, ввиду незначительного преиму-щества по сравнению с трех- и пятислойным образцом.
картонная упаковка, сотовая структура, энергия удара, MS-профиль, амортизация, деформация.
Одно из важных условий сохранности упакованных продуктов — хорошие амортизирующие свойства тары. К упаковке предъявляются и такие требования, как технологичность изготовления, доступность, дешевизна и экологичность. Всем перечисленным требованиям удовлетворяет картон. Амортизирующие свойства такой тары зависят не только от толщины картонных листов, но и от их внутренней структуры [1]. Гофрированные картонные листы склеиваются в виде пчелиных сот, что позволяет компоновать плиты различной толщины [2, 3]. К перечисленным достоинствам такой упаковки следует добавить хорошую амортизацию нагрузки, которая действует вертикально картонному листу вдоль соты [4, 5].
Недостатком картонной упаковки с сотовой структурой является ухудшение амортизирующих свойств, если вектор нагрузки направлен не вдоль соты, не перпендикулярно листу. Из-за многочисленных, не поддающихся учету факторов воздействие нагрузки на упаковку строго вдоль соты — редкий случай, чаще всего нагрузка действует под углом к соте. В этом случае упаковка может разрушиться и не защитит от удара продукты [6]. Приходится ограничивать полезную массу контейнера, чтобы при транспортировке или кантовании не повредить защищаемый продукт [7].
1. Упаковка пищевых продуктов / под ред. Р. Коулза. — Санкт-Петербург : Профессия, 2008. — 416 с.
2. Heimbs, S. Honeycomb sandwich material modeling for dynamic simulations of aircraft interior components / S. Heimbs, P. Middendorf, M. Maier // Proceedings of the 9th international LS-DYNA users conference. — Dearborn, 2006. — P. 201–206.
3. Elsayd, E.-A. A Continuous Folding Process for Sheet Materials / E.-A. Elsayd, B.-B. Basily // International Journal of Materials & Product Technology. — 2004. — № 21 (1/2/3). — P. 217–238.
4. Антибас, И. Р. Сравнение амортизирующих свойств гофрированной картонной упаковки разной структуры при действии вертикальной нагрузки / И. Р. Антибас, С. А. Партко // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : сб. статей 8-й междунар. науч.-практ. конф. 3—6 марта 2015 г. в рамках 18-й междунар. агропром. выставки «Интерагромаш-2015». — Ростов-на-Дону, 2015. — С. 232–234.
5. Антибас, И. Р. Демпфирующие свойства гофрированного упаковочного картона сотовой структуры / И. Р. Антибас, С. А. Партко // Инновационные технологии в машиностроении и металлургии : сб. статей VII науч.-практ. конф. — Ростов-на-Дону, 2015. — С. 65–71.
6. Basily, B.-B. Developments in sheet folding technology and applications / B.-B. Basily, E.-A. Elsayd // Proceed-ings of 2004 the NSF Design, Service and Manufacturing Grantees and Research Conference. — Birmingham, Alabama. — 2004. — January. — P. 6–10.
7. Хенлон, Дж.-Ф. Упаковка и тара: проектирование, технологии, применение / Дж.-Ф. Хенлон, Р.-Дж. Келси, Х.-Е. Форсинио ; под общ. науч. ред. В.-Л. Жавнера. — Санкт-Петербург : Профессия, 2006. — 632 с.
8. Torre, L. Impact testing and simulation of composite sandwich structures / L. Torre, J.-M. Kenny // Composite Structures. — 2000. — Vol. 50, is. 3. — P. 257–256.
9. Impact response of integrated hollow core sandwich composite panels / U. K. Vaidya [et al.] // Composites. Part A : Applied Science & Manufacturing. — 2000. — № 31. — P. 761–772.
10. Ванчаков, М. В. Технологическое оборудование для производства картонной и бумажной тары / М. В. Ванчаков, П. М. Кейзер, В. К. Дубовый. — Санкт-Петербург : ГТУРП, 2014. — 133 с.
11. Bangay, S. From virtual to physical reality with paper folding / S. Bangay // Computational Geometry: Theory and Applications. — 2000. — № 15. — P. 161–174.
