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중량물포장설계
- 중량물 포장설계 : 개요
1.나무 箱子用 木材
(1) 樹 種
나무箱子에 이용되는 木材는 1류, 2류의 樹種으로 분류하며 1류를 일반적으로 사하는데 비교적 부드러운 樹種(비중 0.5이하)이며, 2류는 비교적 단단한 樹種(비중0.5이상)이다.
KS규격에서는 가장 많이 사용하는 1류의 樹種을 기준으로 하여 필요한 部才의 수치를 산출하며 2류를 사용하는 경우는 壓縮 및 引張部材에 대해서는 斷面種을 그리고 횜部材에 대해서는 斷面係數를 10% 줄여서 사용하도록 하고 있다. 또한 樹種의 혼용에 대해서는 樹種에 따라서 강도 및 收縮率이 다르기 때문에 같은 부분에 사용할 경우에는 원칙적으로 혼용하지 않는 것이 좋지만 실제로는 별로 큰 영향이 없기 때 문에 앞뒷판, 옆판, 천정판, 밑판 등을 제외하고는 1류 및 2류의 범위 내에서 樹種을 심하게 혼용하지 않으면 사용해도 별로 지장이 없을 것이다.
(2)缺點의 許容範圍
① 板材 및 平 材의 옹이 또는 옹이의 板幅方상의 직경은 板幅의 1/3을 초과해서는 안된다.
② 못박을 부분 또는 板材의 양끝에는 옹이가 있어서는 안된다.
③ 角材의 옹이 또는 옹이 의 직경은 폭이 1/3이하로서 2면을 貫通해서는 안된다.
④ 板材에 1.2cm이상의 옹이구멍, 벌레구멍, 죽은 옹이 또는 옹이가 빠진 것이 있을 때는金 屬片, 나무 또는 合板 조각을 안쪽 또는 바깥쪽에서 보수한다.
⑤ 갈라진 것, 썩은 것, 變形등의 결점은 補强이나 補修해서 사용해도 무방하다.
⑥ 나무결의 傾斜度는 1/10을 超過해서는 안된다.
2.나무상자의주요부재치수결정
(1)輸出用 나무箱子(KS A 2151)의 板材두께 決定方法
앞뒷판, 마개판, 밑판의 板材 두께는 支持點間의 거리(상자의 안길이 또는 몸통 덧대기의 안간격)를 길이로 하여 실제로 荷重이 작용하는 板材폭의 총합을 폭으로 하는 단순 지지보로 간주하여 그것에 내용품 重量이 굼힘 荷重으로서 작용한다고 생각한다.
여기에서
W : 內容品 重量(kg)
L : 箱子의 안길이(cm)
t : 板材의 두께(cm)
b : 밑판의 폭의 총합계(cm)
fb : 목재의 許容使用굽힘强度(평방향)100kg/cm
로 나타낼 수 있다. 이때 C를 두께係數라 한다. 위와 같은 관계로부터 최소의 板材두께는 하중의 負荷狀態에 따라서 式의 C값이 0.0865 및 0.123을 下廻하지않으면 타당하다고 생각한다.
(2) 負荷床材의 치수決定 方法
(3) 보의 치수決定 方法
천정은 그 위에 화물을 積載하는 외에 기타 여러가지 요인으로 인한 직접 外力이 작용하는 횟수가 가장 많은 부분으로는 破損率도 제일 많기 때문에 충분한 强度設計를 해야 한다.
① 積上荷重
천정구조의 部材치수를 결정하는데 설계상 기본적인 요소로서 積上荷重을 적절하게 설명해야 한다. KS에서는 천정의 積上荷重 평균치를 500kg/m2로 보고 部材치수를 산출하고 있다.
② 幅 方向의 壓縮荷重
틀상자를 로프로 하여 작업을 할 경우에 幅 方向으로 壓縮荷重이 작용한다. 로프 2개로 들어 올릴 경우는 로프 1개당 총 중량 W는 1/4의 장력 a가 작용하고 그 分力 b = a. cosø 의 2배가 AA점의 幅 方向에 壓縮力으로서 작용한다.
③ 보의 치수
보에는 ①의 積上荷重에 대한 굽힘하중과 ②의 폭 방향이 壓縮荷重이 작용하는데 ①에대한 必要치수가 ②에 대한 必要치수보다 上廻한다고 보기 때문에 다음의 式으로부터必要치수를 산출한다.
이상과 같이 나무箱子의 주요 部材 치수를 결정하는데 사용하는 재료의 樹種 내용품의 形態, 重量, 크기 및 예상되는 외부로부터 받는 각종 外力을 종합적으로 검토하여 合理的인 計算方法을 選擇해야 한다.
- 중량물 포장설계 : 나무상자의 설계
1. 나무상자의 분류
나무箱子의 分類는 分類分流 方法에 따라서 여러 가지의 형태로 分類할수 있으나 여기 에서는 KS규격을 기준으로 하여 나무箱子를 分類하였으며 그 종류는 아래表 와 같다.
2.나무상자의 설계시 고려 할 사항
(1) 目 的
포장의 목적과 최소의 자재 및 비용으로써 안전하고 견고하여야 하며 장거리 해외 수송(육운,해운)및 보관,하역중 외력으로 인한 파손이 없어야 하며 물품의 보호임무를 완수하게 하는것이다
(2) 設計基準
우리는 흔히 包裝仕樣書에 (KS 規格에 準하여 包裝할 것)이란 말을 많이 보는데 이것은 KS規格書에 표시된 치수대로 포장 설계를 하라는 의미가 아니며 KS규격 의應用方法 및 그 근거를 잘 터득하여 合理的인 運用을 하라는 의미인 것이다.
KS규격에서는 각종 部材의 치수가 지정되어 있는데 이것은 일정한 조건하에서의 치수이다. 따라서, 그 조건이 바뀌면 같은 계산방식을 적용해서 산출된 것이라도 치수는 변하므로 반드시 KS규격에 지정된 치수와 다르다고 해서 잘못된 것이라고 단정할 수 없다.
또한 어떠한 理論도 항상 새로운 理論으로 진보하고 발전되기 때문에 KS규격도 과거의 理論에 근거하여 만들어 졌다면 당연히 새로운 理論을 이용하여 設計하는 것이 타당하다. 왜냐하면 KS규격의 改正作業은 항상 실제보다 늦게 때문이다
(3) 到着地 流通條件
到着地의 保管條件,氣候등에 적합한 포장을 해야 하며 荷役方法도 고려하여 설계 하면 파손으로 인한 클레임을 막을 수 있다. 到着地의 諸般條件을 고려하지 않고 發送則의 사정만을 고려하여 포장한 것은 파손되는 경우가 많다. 그러므로 현지의荷役方法, 荷役設備, 輸送手段, 氣候, 道路事情등을 면밀히 조사하는 것이 매우 중요하다. 후진국으로 수출하는 경우는 더욱 세심한 조사가 요구된다
(4)製品의 特性
製品의 機能, 物理的 强度, 荷重分布, 耐水性, 耐溫性, 녹스는 정도 등의 품질 유지에관련된 여러 가지의 성질을 조사하여 제품의 품질을 유지할 수 있는 구조의容器를 설계해야 한다
(5) 需要者의 要望 또는 輸入國의 諸般規制
수요자가 요구하는 去來 單立, 點檢 또는 상자의 解體에 대한 요구 사항, 表示등을 존중 해야하며 輸入國의 法規, 輸送機關 및 保管機關등이 규정하고 있는 包裝 條件을 준수해야 한다
- 중량물 포장설계 : 중량물의 고정
1. 유통중에 받는 화물의 충격
貨物의衝擊 流通 中의 重量物의 破損은 여러가지 장해 요인에 依한 衝擊, 輸送機關에依한 振動, 保管 中에 있어서 積上荷重 等에 依하는 경우가 大部分이다.
破損되기 쉬운 제품의 경우는 緩衝材를 사용해서 외력을 흡수하여 破損을防止하는 緩衝技法이 必要하지만 强性이 있는 제품 또는 대형 화물의 경우는 제품을 용기 내부에 확실히 고정하여 내부에서 이동함으로써 損傷이 발생하지 않도록 해야 한다.
重量品 또는 部品을 포장하는 경우 容器의 설계는 KS 기타 기준에 따라서 할수 있지만 내부의固定技法은 定說이 없고 거의 작업자의 감각에 의하는 경우가 많으므로 그것이 能熟 하느냐 未熟하느냐에 따라서 자주 손상을 초래하는 원인이 되고 있다.따라서, 여기에서는 固定技法의 고찰 방법에 대해서 설명하고자 한다.
2. 수송및 하역중의 충격치
지게車의 衝擊치 輸送중의 衝擊値를 보면 前後 방향에서는 트럭 輸送에서 최대 1.5G, 화차 輸送에서는 비상 제동의 경우가 최대 3-4G로 되어 있다 (左右 방향은 항상 이 보다 작다).상하방향에서는 최대 0.9 – 2G이다.
따라서 前後, 左右의 衝擊値를 3G, 上下를1G로 보면 대체로 타당하다고 생각된다.
(목재의 許容强度 산출에 衝擊荷重係數를 1/3로 보고 있으므로 누름목으로서 목재를 사용할 때는 1G로 하여 생각해도 좋다.)
3.해상운송중의 충격
해상수송 중에서의 振動, 衝擊은 陸上 輸送機關에 비하면 약간 작은데 Rolling, Pitching이 심할 때는 船底가 波頭를 때리는 Panting 현상을 생각해야 한다.
이중 Panting은 상당히 심할 때는 上下方向으로 2 – 3G 정도이다. Rolling, Pitching에 대해서는 貨物의 固定이 不充分할 때 화물이 밀리는 현상을 일으킬 위험이 있다. 이 Rolling, Pitching을 정량적으로 검토하면 다음과 같다.
(1) 바닥면이 傾斜져 있을 때 미끄러지려는 힘
바닥면이 傾斜진 경우 화물 W가 前後左右로 움직이려 하는 힘 즉 옆으로 미끄러져 떨어지려는 힘(橫分力)RH는 그림(생략) 에서 RH=W.sin?이다. 또한 바닥면을 누르는 힘 RV는 * Rv = W.cosø이다. 이 경우 화물과 바닥면 사이에 摩擦抵抗만큼 橫分力에서 빼야 하는데 바닥면의 상태가 일정하지 않으므로 이것을 무시해서 계산한다. 위의 내용은 바닥면 이 靜的인 상태에서 ø 만큼 기울어졌을 때의 靜的인 힘인데 실제로는 Rolling에 의한 가속도 가 가해지고 그것의 배의 種搖中心으로부터 화물까지의 거리 및 Rolling의 復元力의 크기에 좌우된다.
(2) Rolling에 의한 動的인 힘
이 動的인 힘은 接線力과 遠心力으로서 성립되는데 보통 遠心力은 대단히 작기 때문에 일반적으로 무시되고 接線力을 RC라 하면
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