Деревянная тара. Технические требования, конструкторские  решения и используемые материалы

          Деревянная тара в основном используется как транспортная и подразделяется на бочечную и ящичную. Воспринимает внешние климатические и механические воздействия, обеспечивает возможность транспортировки продукции, защищая ее от потерь и создает возможность выполнения погрузочно-разгрузочных операций. Ящичная тара также создает возможность штабелирования при складировании.

Ящичная тара предназначена для упаковки, транспортировки и хранения штучных грузов (банок, бутылок, коробок, пакетов и др.), а  бочечная – для транспортировки и хранения жидких грузов.

По конструктивному исполнению деревянная тара подразделяется на плотную, решетчатую и обрешетки; по габаритным размерам – на малогабаритную и крупногабаритную.

Малогабаритные дощатые ящики наиболее широко применяются во всех отраслях промышленности. Изготавливаются, обычно, специализированными предприятиями и тарными цехами; поставляются потребителям в виде комплектов деталей для сборки на местах потребления.

Сборка ящиков производится на гвоздевых или проволочных соединениях. В зависимости от размеров ящиков, массы упаковываемой продукции и условий транспортировки доски плотных ящиков соединяются по кромке  в четверть  (соединение досок перекладинами с помощью гвоздей), шпунт и гребень (гребень – продольный выступ на кромке доски, вставляемый в продольный паз (шпунт) соседней доски) (рис. 4. 1), а ящики, как плотные так и решетчатые, по торцам обвиваются стальной упаковочной лентой или обтягиваются по периметру поясами из стальной или полимерной ленты .

Для изготовления деталей ящиков применяются пиломатериалы хвойных и мягких лиственных пород. В связи с использованием в производстве тары преимущественно из низкосортной древесины существенное значение имеют нормы пороков, предусматриваемые в в нормативно-технической документации на тару.

                  а                                                       б

                Рис. 4. 1. Соединения досок по кромке

                а – в четверть; б – в шпунт и гребень

При изготовлении ящичной тары используются пиломатериалы из березы, ивы, ольхи, осины второго и третьего сортов длиной не менее 0,6 м, толщиной не менее 0,12 м. Пиломатериалы из кедра, ели, пихты и сосны – длиной 2 – 6,5 м, толщиной не менее 0,13 м.

Показатели качества древесины для деталей тары должны обеспечивать ее достаточную прочность при погрузочно-разгрузочных работах, штабелировании и транспортировке на всем пути от изготовителя продукции до ее потребителя, но не должны завышаться, так как при этом снижается выход деталей из древесины.

Для изготовления ящичной тары также применяется низкосортная древесина, которая должна перерабатываться в технологических потоках, сберегающих лесные ресурсы. Объемы производства деревянной тары при этом остаются высокими, затраты на сырье в себестоимости продукции составляют 65 – 75 %, поэтому при выборе технологического процесса изготовления комплектов деревянной тары необходимо руководствоваться принципом рационального использования древесины.

Норма расхода лесоматериалов на ящик определяется по формуле

                                        H = V × K × K1,                                      (4. 1)

где H – норма расхода, м3;

       V – объем древесины для деталей ящика в чистоте, м3;

       K – общий расходный коэффициент, учитывающий отходы и потери при производстве дощатых ящиков;

       K1 – коэффициент, учитывающий технологические потери при сборке дощатых ящиков (K1 = 1,02).

Основные нормируемые пороки древесины, влияющие на прочность деталей тары – сучки всех видов диаметром свыше 10 мм, трещины пластевые глубокие и сквозные, кромочные глубокие и сквозные, наклон волокон, грибные поражения (ядровая, мягкая заболонная и наружная трухлявая гнили; плесень), повреждение насекомыми.

Влажность древесины деталей тары влияет как на сохранность многих видов упакованной продукции, так и на прочность соединений деталей деревянных ящиков. Влага из стенок может передаваться упакованной продукции и тем самым снижать ее качество и портить товарный вид. Соединения деталей тары повышенной влажности после подсыхания древесины теряют прочность более, чем в два раза .

Ящики из листовых древесных материалов могут применяться для грузов массой до 200 кг.

Под листовыми материалами в данном случае имеются в виду фанера и древесно-волокнистая плита (ДВП).

Материал для изготовления ящиков и сорт фанеры выбирают по нормативно-технической документации на ящики для конкретных видов продукции. Фанерные ящики являются традиционным видом, применяемым наравне с дощатыми малогабаритными ящиками.

Фанерные ящики по прочности не уступают дощатым, поэтому они широко применяются для упаковки многих видов продукции разных отраслей промышленности, включая пищевую.

При совершенствовании структуры применяемой тары немаловажную роль в тарном производстве играет использование листовых древесных материалов и в первую очередь ДВП вместо деловой древесины. Кроме того, ДВП относится к экономичным и перспективным видам материалов для производства тары. Переработка низкокачественных и низкосортных лесоматериалов и отходов производства в детали тары требует больших трудовых затрат. При этом нерационально используется оборудование. В результате производство тары становится низкорентабельным или даже убыточным.

При использовании ДВП для изготовления малогабаритных ящиков со стенками толщиной не менее 13 мм и высоте ящиков не менее 200 мм экономия древесины составляет 17 – 20 %, себестоимость изготовления снижается на 10 %. Чем больше толщина стенки и высота ящика, тем больше экономический эффект.

Особенно эффективно использование ДВП при производстве крупногабаритной тары вместо обшивки из пиломатериалов. Использование ДВП в качестве обшивки крупногабаритных ящиков позволяет снизить расход пиломатериалов на 25 – 30 % .

Один из главных недостатков ДВП как тарного материала – сравнительно   высокий   коэффициент   водопоглощения  (30 %)   для

твердой плиты.

Так как ДВП не влагостойка, необходима ее защита от прямого попадания влаги, если предусматривается длительное хранение ящика с продукцией или без нее на открытой площадке. В ящики из ДВП не рекомендуется упаковывать продукцию с повышенным содержанием влаги (дрожжи, рыбу, мясные и молочные продукты, ягоды и т. д.). Кроме того, из-за сравнительно высокой стоимости ДВП в некоторых случаях ящики из этого материала получаются дороже дощатых и фанерных. Поэтому рекомендуется изготавливать ящики из ДВП в первую очередь взамен материалоемких дощатых ящиков с толщиной стенок не менее 13 мм и в тех случаях, когда можно использовать деловые отходы при раскрое плиты на другие изделия, а также применять ДВП для производства крупногабаритной тары вместо обшивки из пиломатериалов .

Крупногабаритная тара из древесины и древесных листовых материалов применяется в основном для упаковывания продукции машиностроительных отраслей промышленности.

В отличие от малогабаритных ящиков массового применения крупногабаритные ящики производятся малыми сериями на участках или в тарных цехах промышленных предприятий, которые и являются потребителями этих ящиков .

Прогрессивные виды тары по сравнению с традиционными видами тары аналогичного назначения обладают преимуществами по стоимости, материалоемкости, технологичности изготовления, возможностям многократного применения; в целом их применение дает наибольший экономический эффект. Основными показателями экономической эффективности применения тары являются ее себестоимость и степень влияния на стоимость упаковываемой продукции.

К наиболее экономичным видам деревянной тары относятся многооборотная тара и тара из тонких деталей на проволочных соединениях. Многооборотная тара применяется для упаковывания продукции производственно-технического назначения и товаров народного потребления.

Применение многооборотной тары целесообразно при перевозке сравнительно быстро реализуемой и сезонной продукции, кроме ящиков для транспортировки плодоовощной продукции на промышленную переработку. Поставка продукции в многооборотной таре должна осуществляться на пункты, с которых она может быть возвращена и на которых имеются условия накопления и хранения этой тары.

В эксплуатации многооборотной тары ящики должны выдерживать как минимум 10 оборотов.

Многооборотную тару делают из древесины лиственных и хвойных пород более высокого качества, чем древесина для производства разовой тары.

Многооборотные неразборные ящики со съемными или откидными крышками применяются, как правило, для внутригородских и внутриобластных перевозок продукции, а разборные и разборно-складные – для кооперированных перевозок на более дальние расстояния.

Применение, наряду с многооборотной тарой, ящиков из тонких деталей на проволочных соединениях является одним из резервов сокращения потребления древесины для изготовления тары и снижения затрат на упаковку продукции.

В традиционных конструкциях дощатых ящиков на гвоздевых соединениях снижение толщины деталей возможно до определенных значений: боковых стенок, дна и крышки – до 9 мм; торцевых стенок – до 13 мм. Толщина досок в ящиках на проволочных соединениях может быть уменьшена до 2 – 3 мм при сохранении достаточной прочности, например у проволокоармированных ящиков (рис. 4. 2).

Проволокоармированные ящики состоят из одного расстила и двух торцевых щитов (расстил – часть проволокоармированного ящика, состоящая из боковых стенок, дна и крышки, собранных на проволочных поясах). Из расстила с планками, армированного проволочными поясами, формируют дно, боковые стенки и крышку. Число поясов на расстиле устанавливается в зависимости от длины ящика и массы упаковываемого груза, но не менее трех.

Для изготовления проволокоармированных ящиков применяется древесина мягких лиственных пород, березы и хвойных пород. Толщина дощечек в зависимости от массы груза в ящике составляет 2 – 9 мм. Для изготовления торцевых стенок вместо дощечек из натуральной древесины может применяться твердая ДВП толщиной 3,2 – 4 мм. Дощечки могут быть получены пилением, лущением или беспилочным резанием.

Проволочные пояса ящиков изготавливаются из стальной светлой термически обработанной проволоки диаметром 1,6 – 2,5 мм в зависимости от массы груза и числа поясов. Диаметр проволоки для скоб составляет 1 – 1,4 мм.

                                                                h-4  4   b-4     6   h-4  4   b-4

                                                       h-6       b-6     6   h-6        b-6

                         а

                                                                                      б

Рис. 4. 2. Проволокоармированный ящик из тонких дощечек

                           а – общий вид; б - расстил

Проволокоармированные ящики имеют ряд преимуществ перед традиционными ящиками на гвоздевых соединениях. Конструкции этих ящиков за счет армирования тонких стенок проволокой по прочности не уступают толстостенным ящикам на гвоздевых соединениях. При этом их материалоемкость уменьшается более, чем в два раза.

Разборно-складная конструкция проволокоармированных ящиков позволяет перевозить их в сложенном виде на дальние расстояния, поэтому можно организовать производство таких ящиков вблизи лесосырьевых баз .

Соединение деталей и узлов тары. Основные факторы, влияющие на прочность соединений деревянной тары – выбор вида и размеров гвоздей или скоб и их размещение; породы древесины; начальная влажность соединяемых деталей; изменение свойств древесины в процессе эксплуатации тары; формы и размеры острия и шляпки гвоздей, состояние поверхности гвоздей, характер и периодичность нагрузки .

При сколачивании ящичной тары на гвоздезабивных станках используются проволочные тарные гвозди по ГОСТ 4034 – 63; при ручном сколачивании можно применять и строительные гвозди по ГОСТ 4028 – 63. Сборка тонкостенных дощатых и фанерных ящиков производится с помощью стальной светлой термически необработанной низкоуглеродистой проволоки по ГОСТ 322 – 76. Корпус дощатого ящика оснащается дополнительным креплением из стальной упаковочной ленты или листовой и угловой стали. Крепление из листовой стали выполняется в виде поясов на корпусе и торцах, а также угольников на соединениях боковых стенок, дна и крышек с торцевыми стенками ящиков.

Сечение ленты для всех видов креплений выбирают в зависимости от массы упаковываемого груза. Для поясов применяют проволоку по ГОСТ 17305 – 71 и ГОСТ 3282 – 74; стальную упаковочную ленту для поясов и угольников по ГОСТ 3560 – 73 и ГОСТ 503 – 81; ленту из полимерных материалов для поясов по соответствующей нормативно-технической документации. Допускается использование поясов и угольников из листовой стали по ГОСТ 19903 – 74 .