《包装容器结构设计与制造》实验指导书

包装与材料工程学院包装工程系编制

《包装容器结构设计》实验指导书目录

实验一   钢提桶气密液压性能的测定      （选修）

实验二   金属罐罐体耐压强度的测定      （必修）

实验三   金属罐罐盖耐压强度的测定      （选修）

实验四   喷雾罐耐压强度的测定          （选修）

实验五   喷雾阀泄漏试验的测试          （选修）

实验六   金属容器表面漆膜附着力的测定  （必修）

实验七   纸包装容器结构设计实验        （必修）

实验八   饮料瓶瓶体垂直度的测定        （选修）

实验九   饮料瓶盖扭矩的测定            （选修）

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金属包装容器主要包括饮料罐、食品罐、喷雾罐、金属软管、方便桶、钢桶等。如按结构分则可分为二片罐和三片罐。
金属容器的检测包括两个方面：

（一）、常规检验：即对全部产品进行外观质量和不渗漏检验。

1、外观质量检验又包括缺陷检验、损坏检验、漆膜附着力检验等。

2、不渗漏检验一般在封口工序后，外喷涂工序前进行。

（二）、鉴定性检验：即对选用材料或制造工艺的可靠性和适用性进行鉴定。

1、液压试验

2、灌装试验

3、跌落试验

4、耐气候试验

实验要求

1. 在申请实验之前，应做好预习，对实验目的与内容应了如指掌，并做好实验预习报告。
2. 自由组合申请并完成实验，组合人数最多2人。申请实验时应上交实验预习报告。
3. 预约实验时间后，不得更改，没有按时来做实验的做旷课论处。
4. 实验过程中应注意安全，不浪费实验材料，人为损坏仪器需照价赔偿。
5. 实验结束后，必须在检查仪器完好，清理干净实验室后方可离开。
6. 及时上交实验报告。

以上步骤全部完成后才能得到实验成绩。

实验预习报告应包括以下内容：

1. 实验内容与目的
2. 实验原理与仪器结构
3. 实验各仪器组装过程与样品准备过程
4. 实验步骤与应纪录的实验原始数据
5. 实验数据处理的方法
6. 可能出现的实验误差分析

实验报告应包括以下内容：

1. 实验名称与目的
2. 实验人姓名与实验时间
3. 实验设备名称、型号与实验条件
4. 实验原始数据纪录
5. 实验数据处理与结果
6. 实验误差分析
7. 实验思考题

附录

1. 实验预约申请表
2. 实验预习报告格式
3. 实验报告格式

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实验一  钢提桶气密液压性能的测定

一、实验内容：

学习钢提桶进行气密、液压两项实验的基本方法

二、实验目的：

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握气密、液压试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保金属容器质量的实际意义

三、实验原理作实验步骤：

1. 实验原理及仪器结构：

气密试验是用于测试试验样品的密封性能的；液压试验是用于测试试验样品的承压能力的。

实验仪器是由支架、密封盖、气压控制仪等组成。

2．实验步骤：

(1).气密试验：a.按运输包装试验时的规定对试件各部位进行编号；

b.打开空压机，调好肥皂水；

c.将金属钢桶放在支架上，旋转手轮丝杠，使密封盖向下运动将钢桶完全封闭；

d.将气源的压缩空气压力调至20KPa，然后打开左阀门将压缩空气输入钢桶，达到预定压力时关闭阀门，保压2min ；

e.将肥皂水涂在钢桶的焊缝，卷边和封闭部分,检查钢桶是否有气泡吹起,从而判断是否有气体渗漏。

f.试验结束后,慢慢旋松丝杠,释放桶内压缩空气。

(2) 液压试验：a.如气密试验的(1)a、(1)b；

b.在钢桶中注入满桶水，其余如(1)c；

c.将气源的压缩空气压力调至100KPa，然后打开左阀门将压缩空气输入钢桶，达到预定压力时关闭阀门，保压5min；

d.仔细观察是否有水渗漏出来；

e.试验结束后,慢慢旋松丝杠,释放桶内压缩空气，倒出桶内的水。

四、实验仪器：

(1)空气压缩机(输出压力≥200 KPa)

(2)压力表(精度为1.5级，量程为0～1MPa)

五、思考题：

1．为什么要进行钢提桶的气密和液压试验？

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实验二    金属罐罐体耐压强度的测定

一．实验内容

掌握金属罐罐体耐压强度的测定方法。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握耐压试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保金属容器质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1. 实验原理及仪器结构：

罐体耐压试验是用于测试试验样品承受内压力的程度，由于金属容器特别是两片罐的内容物为充气饮料，所以对于金属容器而言耐压强度是一个非常重要的技术指标。

试验仪器的工作原理是由空气压缩机提供达到要求压力的压缩空气，经双向阀门之后，进入安装且密封好的试验样品和带有敏感压力传感器的数显表，保压，从而判定试验样品的耐压能力。

本仪器是由机体、测试胎具、夹紧机构、压力数显表、安全罩等部件组成。

2．实验步骤：

1、接通电源和气路，打开电源开关，在未加气压前，数显表的显示为零。

2、打开空压机，观察气源压力是否达到0.6～0.8MPa的要求。

3、取一端未封口的试样，如未封口处有缩口或口端不平的现象，应将口端切平整，尽量避免有毛刺，以免划伤密封圈和漏气。

4、推开有机玻璃安全罩，将试样倒扣在胎具上，压到底。

5、用螺旋手柄将试样在胎具上夹紧，一定要保证足够的夹紧力，防止试样在气压作用下升起。

6、盖好有机玻璃安全罩，打开管路阀门，使压缩空气进入测试仪。

7、用调压阀缓慢地增加试样内的气压，同时观察数显表示值的变化。

8、压力显示值升到一定程度时，可能由于试样底部变形，造成示值波动或停止测试，此时可暂缓加压，待稳定后继续加压。

9、当压力表的显示数值达到国标所规定的数值时（两片罐为≥610KPa，三片罐为≥150KPa，保压1分钟），即可判定该试样为合格。

10、当需测试爆破压力时，则应继续缓慢加压直至试样爆破，注意观察压力表数值，当压力再次下降时，记住最高压力值即为爆破压力。

11、停止加压，关闭加压阀，打开放气阀。

12、打开有机玻璃安全罩，取出试样。

13、全部试验结束后，关闭电源和气源。

四．实验仪器

金属罐罐体耐压测试仪    空气压缩机

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实验三    金属罐罐盖耐压强度的测定

一．实验内容

掌握金属罐罐盖耐压强度的测定方法。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握耐压试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保金属容器质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1. 实验原理及仪器结构：

罐盖耐压试验是用于测试试验样品承受内压力的程度，它的实验原理和要求大体与罐体耐压试验一致。

试验仪器的工作原理是由空气压缩机提供达到要求压力的压缩空气，经双向阀门之后，进入安装且密封好的试验样品和带有敏感压力传感器的数显表，并利用压缩空气夹紧试验样品，保压，从而判定试验样品的耐压能力。

本仪器是由机体、测试胎具、夹紧机构、压力数显表等部件组成。

2．实验步骤：

1、接通电源和气路，打开电源开关，在未加气压前，数显表的显示为零。

2、打开空压机，观察气源压力是否达到0.6～0.8MPa的要求。

3、取下花形压板。

4、将试样装在测试胎具内，带拉环的一端在上面，切勿装反。

5、扣上花形压板，并将压板凸边旋到压头之下。

6、打开进气阀，用夹紧系统调压阀压紧试样。

7、用测试系统调压阀缓慢向测试腔及传感器加压，同时注意观察数显表的示值变化。

8、当压力表达到国标所规定的数值时（两片罐为≥610KPa，三片罐为≥150KPa，保压1分钟），即可判定该试样为合格。

9、如需测试爆破压力时，可继续缓慢加压，注意观察压力表的示值，当示值突然下降时，记住其最高压力值即是爆破压力。

10、打开放气阀（包括夹紧系统的放气），取出试样。

11、全部试验结束后，关闭电源和气源。

四．实验仪器

易拉罐盖耐压测试仪    空气压缩机

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实验四    喷雾罐耐压强度的测定

一．实验内容

掌握喷雾罐耐压强度的测定方法。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握耐压试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保金属容器质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1. 实验原理及仪器结构：

喷雾罐耐压试验分为罐体的耐压和喷雾阀的耐压两种。因为喷雾罐所装的内容物多为有毒或有较高内压的，所以它的耐压检测犹为重要。

试验仪器采用检测压力表装置的结构设计而成，通过对试验样品加入带有一定压力的水，使其内压达到国标所要求的范围，从而达到检测的目的。

本仪器由三个阀门、注水口、液压缸、手动轮等组成。

2．实验步骤：

1、用手轮旋出丝杠，使液压缸的容量最大。

2、在储存罐中注满水。

3、用测头上的螺母将测头上有倒体的舌旋出。

4、将试验样品与测头吻合，同时旋转测头的螺母，使倒锥体的舌缩回，挤压密封唇环，使唇外翻封住喷雾罐的口。

5、从上部注水口给系统补水，应使全部系统均充满水，避免局部窝存气泡。

6、打开通压力表的阀门，关闭其他两个阀门，使整个系统呈封闭状态。

7、旋转加压手柄，让丝杠推动活塞在液压缸内推进。

8、注意观察压力表是否达到国标要求（当罐体变形时，压力表可能不会继续上升），已达到即可判定该试样为合格。

注：压力为0.8MPa，保持1分钟，放在水中观察是否罐体有气泡冒出；

压力为1.2MPa，保持10秒钟，观察罐体有无永久性变形现象；

升压至1.4MPa，保持10秒钟，观察是否有爆裂现象

9、当要求测试试样的爆破压力时，继续旋转手柄加压，注意观察压力表的示值，当示值突然下降时，记住其最高压力值即是爆破压力（如测爆破压力，应在测头部位准备好遮挡物，以防试样爆破时有水喷射而出）。

10、旋松手柄拉出丝杠，旋松螺母取出试样，将试验用水倒空。

11、试验结束后，将仪器及周围的水擦拭干净。

四．实验仪器

喷雾罐耐压测试仪

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实验五    喷雾阀泄漏试验的测试

一．实验内容

掌握喷雾阀泄漏试验的测试方法。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握泄漏试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保金属容器质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1. 实验原理及仪器结构：

喷雾阀泄漏试验是用于检测喷雾阀门的通道畅通性和加压状态下是否泄漏的试验。

其试验原理是将压缩空气通过喷雾阀，达到预定压力，观察喷雾阀顶端是否有气体泄漏，同时观察喷雾阀上气管是否有气体溢出。

本仪器由气压表、夹持器、压力阀开关等组成。

2．实验步骤：

1、接通气路。

2、将试样放入测试仪内。

3、调整气压至预定值（0.8MPa）。

4、将上气管扫入水中，观察是否有气泡冒出。（泄漏实验）

5、打开气路开关，调整气压至预定值（0.5MPa）。

6、将上气管扫入水中，观察是否有气泡冒出。（通道畅通实验）

7、关掉开关，泄掉气体。

8、切断气路。

四．实验仪器

喷雾阀泄漏测试仪

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实验六    金属容器表面漆膜附着力的测定

一．实验内容

掌握金属容器表面漆膜附着力的检测方法（GB/T1720—79）。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握漆膜附着力试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保金属容器表面印刷质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1. 实验原理及仪器结构：

漆膜附着力试验用于对底材粘合的牢度进行评定。其工作原理是通过划针按一定压力在底材上划出螺线形的花纹，再根据花纹情况判断该漆膜的附着力等级。

本仪器由荷重盘、升降杆、试验台、摇柄等组成。

2．实验步骤：

① 准备好大小约50mm×100mm的试验样品；

② 装上新钢针，调整好针尖与试验样品的压力，然后用调整螺钉紧固；

③ 将准备好的试验样品漆膜朝上放在试验台上，用压板压紧；

④ 提起可动半螺母将工作台移至外端，然后放下；

⑤ 拨动压杆，使针尖与膜面接触，摇动手轮，让针尖在试验样品上划出螺线形的花纹；

⑥ 取出试验样品，观察漆膜表面划痕的情况：

选择10个观察部位，其中的70%以上部位完好时，判定附着力最好——为一级，；60%完好为二级，以此类推，七级为最差。

四．实验仪器

漆膜附着力试验仪

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实验七    纸包装容器结构设计实验

一、实验内容：

a、对所要包装的物品进行包装盒的设计和选材。

b、 运用GRAPHTEC平板切割机所配备的设计软件对实验的设计方案进行电脑输入

c、学习和掌握GRAPHTEC平板切割机的使用，将纸包装容器切割成型

二、实验目的：

1. 学习和掌握产品设计的技巧
2. 了解产品设计的方法和步骤
3. 学习和掌握GRAPHTEC平板切割机所配备的设计软件的使用方法
4. 了解GRAPHTEC平板切割机所配备的设计软件的操作界面
5. 熟悉仪器的原理及使用方法；
6. 了解纸包装成型所需的技能和方法。

三、实验原理及实验要求

1、实验原理与仪器结构

本仪器是一台多功能的切割机，当刀架上装上笔时，它就是一台绘图仪，当刀架上安装了刀具时，它就是一台平板切割机。其原理是利用电脑进行纸包装的成型设计，然后在切割机上切出成品。

本仪器是由静电板、刀架、笔、刀具等组成。

1. 实验要求：

Ⅰ、请同学们根据设计题目，自行设计实验方案，编写实验计划书，内容包括实验目的、实验要求、实验步骤以及验证方法；

Ⅱ、利用计算机绘制设计图用以制作样品，选择250g以下纸板材料的用CorelDraw软件绘图；选择250g以上纸板材料以及瓦楞纸板的用AutoCAD软件绘制设计图。

Ⅲ、用CorelDraw软件绘制的设计图应按以下要求进行：

⑴ 将所有的折痕线画在折痕层上，然后将所有的切线画在切线层上。各层不得混淆。（注意不要反复画同一条直线）

⑵ 将所有的折痕线组成一个块，切线组成一个块。

⑶ 设计图的保存格式为“*al”。（应使用“输出”方式进行保存为Illustrator10，不要直接“另存为”去改保存格式）

⑷ 带着已完成的电子稿到实验室进行实际切割实验。

Ⅳ、用AutoCAD软件绘制的设计图按以下要求进行：

⑴ 按实际尺寸画出图形。

⑵ 将所有的折痕线用一种线型，切线用另一种线型。

⑶ 设计图的保存格式为“*dxf”。

⑷ 带着已完成的电子稿到实验室进行实际切割实验。

4．实验仪器

GRAPHTEC平板切割机

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实验八  饮料瓶瓶体垂直度的测定

一．实验内容

掌握饮料瓶瓶体垂直度测定的方法。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握饮料瓶瓶体垂直度试验时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保塑料容器质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1．实验原理用仪器结构：

饮料瓶瓶体垂直度检测是为了更好的实现机械化灌装生产的需要而进行的，由于饮料瓶瓶体垂直度超出了机械灌装的误差要求，就可能导致生产停产。

试验仪器是由台架、表架、夹持器等组成。

2．实验步骤：

① 取出试验样品，将其装夹在夹持器中，旋紧手柄夹紧；

② 装好千分表，调整好检测角度，使千分表头压住饮料瓶瓶口的支撑环上；

③ 转动饮料瓶，找出测量的最小值点，将表针在此点处调为零位；

④ 再次转动饮料瓶，记录表针读数的最大值。

四．实验仪器

饮料瓶垂直度测定仪    千分表

五．思考题

1．为什么要进行饮料瓶瓶体垂直度的测定？其意义何在？

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实验九  饮料瓶盖扭矩的测定

一．实验内容

掌握饮料瓶盖扭矩的测定方法。

二．实验目的

1．熟悉仪器的原理及使用方法；

2. 学习掌握饮料瓶瓶盖扭矩测试时所使用的主要设备及测量装置；

3. 理解这些实验对确保塑料容器质量的实际意义

三．实验原理及实验步骤

1. 实验原理用仪器结构：

饮料瓶盖扭矩试验是用于测量扭开瓶盖所需的最大力。该仪器的工作原理是用精密扭矩传感器接收由专用夹头传来的扭开瓶盖的扭矩并显示在数显表上。

2．实验步骤：

1、接通电源。

2、在测试头不受任何力的情况下，打开电源开关，仪器显示自检状态数据后显示零位。

3、仪器需开机预热10分钟，达到热平衡以保证测试准确。

4、在空载状态下如零点飘移可按置零键，零位指示灯亮。

5、将试样卡在测试头上不有松动，并且不可过紧以影响试样状态。

6、逐渐加力扭转试样，读取仪器显示的扭矩值。

7、测量完毕后松开测试头，取下试样，以免传感器损坏。

8、关闭电源开关。

四．实验仪器

饮料瓶盖扭矩测试仪

五．思考题

1．为什么要进行饮料瓶瓶盖扭矩的测定？其意义何在？

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附件一：实验预习报告

姓名                  班级                 课程名称             

实验名称：                                                            

一、实验内容与目的：

二、实验原理与仪器结构：

三、实验方案：

四、试样要求：

五、设计需记录的原始数据表格：

六、数据处理方法：

七、可能出现的误差分析：

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附件二：实验报告

姓名          班级          课程名称          同组人姓名          实验时间       

实验名称：                                                            

一、实验仪器名称、型号：

二、试样尺寸：

环境温湿度：

试验条件：

三、实验数据记录：

四、数据处理：（一般精确至0.01mm）

五、分析产生误差的原因：

六、实验结论以及思考题：

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附件三：实验申请预约表

200  -200  学年第  学期）