一、跌落試驗(yàn)

跌落試驗(yàn)作為沖擊測試中的一部分，旨在模擬紙箱在生產(chǎn)、運(yùn)輸和搬運(yùn)過程中可能經(jīng)歷的跌落情況，測試時(shí)將包裝件按規(guī)定高度跌落于堅(jiān)硬、平整的水平面上，評定包裝件承受垂直沖擊的能力和包裝對內(nèi)裝物保護(hù)能力的試驗(yàn)。跌落是導(dǎo)致運(yùn)輸包裝件發(fā)生破損最直接、最直觀的一種運(yùn)輸危害。跌落試驗(yàn)的參考標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國標(biāo)GB/T 4857.17-2017 規(guī)定，對于質(zhì)量不大于70kg包裝件，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4857.5《包裝 運(yùn)輸包裝件 跌落試驗(yàn)方法》；對于質(zhì)量大于70kg包裝件，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5398《大型運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)方法》。

圖1 跌落圖片

一般所說的瓦楞紙箱（簡稱紙箱）就是指運(yùn)輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱，內(nèi)裝物的最大質(zhì)量55kg，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 6543-2008。它屬于質(zhì)量不大于70kg小型運(yùn)輸包裝件，人工搬運(yùn)比較多，跌落方式采用自由跌落試驗(yàn)。對于質(zhì)量大于70kg瓦楞紙箱，機(jī)械搬運(yùn)比較多，跌落方式采用旋轉(zhuǎn)跌落試驗(yàn)。

跌落試驗(yàn)按放置方式，分為三種：角跌落、棱跌落和面跌落。自由跌落試驗(yàn)最常用，本文詳細(xì)介紹一下自由跌落的測試方法。

二、參考方法標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4857.5、ISO 2248、JIS Z0202-87

三、檢測原理

提起試驗(yàn)樣品至預(yù)定高度，然后使其按預(yù)定狀態(tài)自由落下，與沖擊臺面相撞，示意圖如圖2所示。

 圖2 自由跌落示意圖

四、檢測設(shè)備

檢測設(shè)備包括沖擊臺、提升裝置、支撐裝置和釋放裝置四個(gè)部分組成。跌落試驗(yàn)機(jī)（以PN-DT15機(jī)型為例）外形結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 PN-DT15 跌落試驗(yàn)機(jī)

1. 沖擊臺

沖擊臺面為水平平面，試驗(yàn)時(shí)不移動，不變形，并滿足下列要求：

a.為整塊物體，質(zhì)量至少為試驗(yàn)樣品質(zhì)量的50倍；

b.要有足夠大的面積，以保證試驗(yàn)樣品完全落在沖擊臺面上；

c.在沖擊臺面上任意兩點(diǎn)的水平高度差不得超過2mm；

d.沖擊臺面上任何 100mm²的面積上承受10 kg的靜負(fù)荷時(shí)，其變形量不得超過 0.1mm。

2. 提升裝置

在提升或下降過程中，不應(yīng)損壞試驗(yàn)樣品。

3. 支撐裝置

支撐試驗(yàn)樣品的裝置在釋放前應(yīng)能使試驗(yàn)樣品處于所要求的預(yù)定狀態(tài)。

4. 釋放裝置

在釋放試驗(yàn)樣品的跌落過程中，應(yīng)使試驗(yàn)樣品不碰到裝置的任何部件，保證其自由跌落。

五、測試過程

（一）試驗(yàn)樣品的準(zhǔn)備

按GB/T 4857.17《包裝運(yùn)輸包裝件編制性能試驗(yàn)大綱的一般原理）》的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。一般用正常運(yùn)輸包裝件作為試驗(yàn)樣品?？紤]到包裝件內(nèi)裝物的特性和價(jià)值時(shí)，可以采用模擬內(nèi)裝物。模擬內(nèi)裝物尺寸及物理性質(zhì)，均應(yīng)接近預(yù)定內(nèi)裝物的尺寸及物理性質(zhì)，并按發(fā)貨運(yùn)輸前的正常程序?qū)Πb件進(jìn)行封裝。

（二）試驗(yàn)樣品各部位的編號

 按照國標(biāo)GB/T 4857.1《包裝 運(yùn)輸包裝件 試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法》的規(guī)定，對試驗(yàn)樣品的各部位進(jìn)行編號，如圖4所示。 

 圖4 樣品各部位標(biāo)識示意圖

a. 面：上表面表示為1，右側(cè)面為2，底面為3，左側(cè)面為4，近端面為5，遠(yuǎn)端面為6。

b. 棱：棱是由組成該棱的兩個(gè)面的號碼表示（如紙箱上表面1和右側(cè)面2相交形成的棱用1-2表示）。

c. 角：角是由組成該角的三個(gè)面的號碼表示（如2-3-5是指紙箱的右側(cè)面2、底面3和近端面5相交組成的角）。

（三）試驗(yàn)樣品的預(yù)處理

按GB/T 4857.2《包裝 運(yùn)輸包裝件 基本試驗(yàn) 第2部分：溫濕度調(diào)節(jié)處理）》的規(guī)定，選定一種條件對試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。

（四） 試驗(yàn)時(shí)的溫濕度條件

試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到預(yù)處理?xiàng)l件，則應(yīng)在盡可能接近預(yù)處理溫濕度條件下進(jìn)行試驗(yàn)。

（五） 試驗(yàn)強(qiáng)度值的選擇

按GB/T 4857.17《包裝 運(yùn)輸包裝件 編制性能試驗(yàn)大綱的一般原理》的規(guī)定選擇試驗(yàn)強(qiáng)度值。GB/T 4857.18-1992被GB/T 4857.17-2017代替。依據(jù)包裝件運(yùn)輸環(huán)境條件，試驗(yàn)強(qiáng)度分為下面3個(gè)等級：等級1，非常長距離運(yùn)輸（大于2500km）或預(yù)期運(yùn)輸路況較差；等級2，長距離運(yùn)輸，公路、鐵路設(shè)施較為完備，氣候溫和；等級3，短距離國內(nèi)運(yùn)輸（小于200km），預(yù)期沒有特殊的危害。包裝件跌落執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 4857.5，試驗(yàn)方案見表1。

表1 跌落高度

也就是說，質(zhì)量不大于30kg的瓦楞紙箱數(shù)量至少需要11個(gè)：底面3、右側(cè)面2、近端面5、底上的4條棱（3-2、3-4、3-5、3-6）與底面上的4個(gè)角（3-2-5、3-2-6、3-4-5、3-4-6）。質(zhì)量大于30kg不大于70kg的瓦楞紙箱數(shù)量至少需要9個(gè)：底面3、底面上的每條棱（3-2、3-4、3-5、3-6）和底面上的4個(gè)角（3-2-5、3-2-6、3-4-5、3-4-6）。

（六）試驗(yàn)步驟

(1) 提起試驗(yàn)樣品至所需的跌落高度位置，并按預(yù)定狀態(tài)將其支撐住。提起高度與預(yù)定高度之差不超過預(yù)定高度的±2% 。跌落高度是指準(zhǔn)備釋放時(shí)試驗(yàn)樣品的最低點(diǎn)與沖擊臺面之間的距離。

(2) 按下列預(yù)定狀態(tài)，釋放試驗(yàn)樣品：

a.面跌落時(shí)，使試驗(yàn)樣品的跌落面與水平面之間的夾角最大不超過2°；

b.棱跌落時(shí)，使跌落的棱與水平面之間的夾角最大不超過2°，試驗(yàn)樣品上規(guī)定面與沖擊臺面夾角的誤差不大于士5°或夾角的10%（以較大的數(shù)值為準(zhǔn)），使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的棱；

c.角跌落時(shí)，試驗(yàn)樣品上規(guī)定面與沖擊臺面夾角的誤差不大于士5°或夾角的10%（以較大的數(shù)值為準(zhǔn)），使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的角。

d.無論何種狀態(tài)和形狀的試驗(yàn)樣品，都應(yīng)使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的面、線、點(diǎn)。

 (3) 實(shí)際沖擊速度與自由跌落時(shí)的沖擊速度之差不超過自由跌落時(shí)的士1%。

 角跌落                棱跌落                面跌落

圖5 面跌落 棱跌落和角度示意圖

六、結(jié)果分析

試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況。并分析試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)后檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況。

七、可能的錯(cuò)誤操作及誤差來源

（一） 可能的錯(cuò)誤操作

（1）測試完沒把跌落臂落下

每次測試完畢，須把跌落臂落下，以免長時(shí)間復(fù)位的跌落臂把彈簧拉變形，影響測試效果，每次跌落前請先復(fù)位置電機(jī)停止轉(zhuǎn)動后方可按跌落鍵。

（2）機(jī)油加錯(cuò)

新機(jī)到廠安裝完成后，須在滑動圓桿處加適當(dāng)?shù)蜐舛葯C(jī)油，嚴(yán)禁加入防銹油或高濃度機(jī)油及積壓中帶有腐蝕性油類。

（二） 主要誤差來源

主要是儀器的精度，支撐裝置和釋放裝置的中心是否對齊，無論何種狀態(tài)和形狀的試驗(yàn)樣品，都應(yīng)使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的面、線和點(diǎn)。另外，試樣的放置也有影響。棱跌落時(shí)，試樣上面的棱卡在釋放裝置的卡槽內(nèi)，試樣下面的棱卡在支撐裝置的卡槽內(nèi)；角跌落時(shí)，試樣上面的角卡在釋放裝置的卡槽內(nèi)，試樣下面的角卡在支撐裝置的卡槽內(nèi)。

本文2024年10月，發(fā)表于《紙箱世界》雜志