包装设计制造技术及标准应用大全

第四篇 包装设计基础

第三章　包装容器结构设计

第四节　金属包装容器结构设计

　　三、金属桶的结构设计

　　（一）钢桶

　　钢桶主要由桶身、桶底和桶盖三个部分组成，桶身和桶盖（底）是分别加工，再经封口而成钢桶。

　　1．桶身

　　钢桶桶身有圆形桶和异形桶，其特点和作用各不相同。由于圆形桶制造容易，使用方便，故在应用上最普遍。

　　图4－3－147为圆形闭口钢桶的结构，桶身上主要有环筋、波纹和翻边，它们是经机械滚压或胀型形成的。桶身上的环筋和波纹的作用在于加强薄壁钢桶的刚性和强度，并使之易于滚动，方便使用。桶身翻边是为了便于与桶顶（底）封口组合而预先压制的。

　　图4－3－148a为全开口桶桶身结构；图4－3－148b为开口缩颈桶桶身结构。与闭口桶桶身的区别在于桶身上端向内卷边，下端翻边。

图4－3－147　圆形闭口桶桶身结构

图4－3－148　圆形开口桶桶身结构

　　2．桶顶盖（底）

　　图4－3－149是圆形闭口桶桶顶盖结构形式。根据开口大小有两种即小开口桶和中开口桶，见图4－3－149中的a图和b图。

　　图4－3－150是圆形开口桶桶顶盖结构型式。其中图4－3－150a为全开口钢桶桶顶盖形式；图4－3－150b为缩颈开口钢桶顶盖形式。

　　桶底是钢桶下端的盖板，是由钢板冲压出的带翻边的圆形坯料，结构形状见图4－3－151。

　　3．卷边结构

　　（1）卷边结构形式。钢桶桶顶盖（底）与桶身组装时，在卷边压辊的作用下将它们的翻边咬合，压制出二重卷边或三重卷边，见图4－3－152。

　　二重卷边结构及尺寸见图4－3－152。

　　三重卷边结构主要用于闭口钢桶的卷封封口。它与二重卷边封口比较有以下特点。

　　①具有较好的密封性。与二重卷边相比，多了两层卷边，使钢桶在卷边处又多了一道防渗漏的防线，从而大大提高钢桶的密封性能。

　　②具有较高的抗冲击强度。图4－3－153为三重卷边结构在跌落试验后卷边的变形情况。一般地三重卷边钢桶跌落后还具有二重卷边结构（五层卷边）钢桶的性能，而二重卷边钢桶一经跌落，则只剩下三层卷边了，很容易产生开裂而出现渗漏。

图4－3－149　圆形闭口钢桶桶顶盖结构

图4－3－150　全开口钢桶桶顶盖结构

　　③具有较高的工艺要求。首先在制造工艺上，三重卷边比二重卷边对桶身、桶底半成品要求更高，其次在成型上需三道压辊加工才能成型，对设备和技术要求较高。

图4－3－151　桶底毛坯

图4－3－152　卷边结构
a．二重平卷边；b．二重圆卷边；c．三重卷边

图4－3－153　跌落后七层卷边的变形剖视图

　　（2）卷边组合尺寸计算，二重卷边结构尺寸计算参见公式（4－3－39）～式（4－3－43）。

　　三重卷边，为保证卷边结构的成型，桶身与桶顶盖（底）接合边缘组合尺寸设计至关重要，其计算公式如下：

L＝(π－1/2)T－[(8π＋3)/2]t＋W＋√{[(T－7t)/2]2＋（W－T＋t）2}　　　　　　（4－3－46）

L＝[(3π－2)/2]T－[(19π＋8)/4]t＋2W－(π/2)R＋√{[(T－7t)/2]2＋（W－T＋t）2}　　　　　　（4－3－47）

　　式中L′———桶身坯板翻边边缘尺寸，mm；

　　　　L———桶顶盖（底）凸缘尺寸，mm；

　　　　T———三重圆卷边厚度，mm；

　　　　W———三重圆卷边宽度，mm；

　　　　t———桶身及桶顶盖（底）的坯板厚度，mm；

　　　　R———桶顶盖（底）转角半径，mm。

　　L′、L的含义见图4－3－154。

图4－3－154　三重圆卷边组合尺寸

图4－3－155　全开口钢桶结构尺寸

　　T和W的计算公式如下：

T＝7t＋Km　　　　　　（4－3－48）

W＝7t＋Km　　　　　　（4－3－49）

　　式中T———三重圆卷边厚度，mm；

　　　　W———三重圆卷边宽度，mm；

　　　　t———桶身及桶顶盖（底）的坯板厚度，mm；

　　　　Km———修正系数，一般取0．25～0．5，mm。