《生产设计总复习》PPT课件.ppt

船体生产设计 总复习 船舶重量估算 船体分段划分 船体施工要领 生产设计计划准备 生产设计标准 绘制船体工作图 零件图 部件图 组件图 分段装配图 设绘管理图表 编制生产设计编码 托盘的概念 了解船装 舾装 管装 涂装生产设计的概念 编制设绘造船装网络图 学习情景 生产设计准备 船体生产设计 编制生产设计编码 舾装生产设计与托盘管理 工作任务 主要复习思路 一 船体重量重心的估算方法 船体重量估算主要是为订购材料及船体分段划分提供依据 校核分段重量与车间或船台起重能力是否相适应 其步骤是先根据船体结构的特点 粗略划分各分段 然后按分段估算重量重心 分段重量重心表是以分段为单位 汇集各零部件的重量及重心位置计算得到的 它只考虑分段各零部件的理论重量 而不计及余量 减轻孔 临时加强材和临时吊环等重量 1 校核分段重量与车间或船台起重能力是否相适应 为分段的划分提供依据 2 提供分段重心坐标 以便进行吊转计算和确定起吊环的安转位置 3 为船台 滑道或船坞内墩木的布置提供重量分布依据 4 校核和修正详细设计阶段提供的船体结构重量重心数据和绘制沿船长分布的重量分布曲线 分段重量重心计算的作用 总段是在活络铁搁墩上建造 进行分段重量重心计算时 应注意下列事项 1 结构左右对称或基本对称的分段可免除计算重心的横坐标 2 计算前应根据分段特点 选定坐标基准面 3 计算出各分段按自己的坐标基准面计数的重心坐标位置后 应根据需要换算成全船的基准面坐标 4 对规格 形状 尺寸相同或基本相同 分布均匀的零件 可归纳为一项计算 以缩短计算时间 2 当提供了船体图纸资料后 一般采用重量矩的方法计算 如下表 分段划分原则如下 1 吊车最大起重量原则 2 原材料最佳利用率原则 3 组织均衡生产原则 4 船体结构强度合理性原则 5 施工工艺合理性原则 6 安全施工原则 7 扩大预舾装原则 现代造船分段划分一般分为二个阶段 粗划分阶段 细划分阶段 二 分段划分 建议用板宽度 1800 2000 2500 3000 3500 4000 建议长度 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 船用钢板及型材选用原则 分段划分设计准则 一 结构特点与强度1 环形接缝应尽可能避免布置在船体总强度或局部强度的受力位置 如船舯 船梁剖面突变处 以及每一肋骨间距的中点 2 结构应力集中的区域 如甲板大开口 货舱口 的角隅 上层建筑的末端 主机基座纵桁末端 双层底向单底结构过渡的部位 与分段接缝距离应超过一档肋距或纵桁间距 机舱海水箱 应避免布置分段接缝 3 对纵骨架式的船体 应尽可能减少横向分段接缝的数目 为保持一定的长度 必要时可将分段作纵向划分 对横骨架式的船体 一般尽可能减少纵向划分 以保持结构的连续性 4 对同类型结构 如横向封闭型结构 如边水舱 双层底 甲板或舷侧的平面板架结构等 应尽可能采用同一的划分方法 5 分段接缝应尽可能选择在结构原有板缝或节点零件 如肘板 的连接部位 尽量采用优化设计使分段的长度与结构强度要求的分布区域相匹配 达到减少钢板拼缝的目的 6 分段应具有足够的刚性 使不致因焊接 火工校正及翻身吊运而引起较大的变形 二 生产计划和劳动量 分段划分的分段数量应考虑工厂的劳动组织及场地面积 尽量使装配工序作业量的变动要少 三 起重运输能力公司的起重运输能力是决定分段尺寸和重量的主要因素 所谓起重能力 是指平直中心和曲面中心装配焊接区域的起重能力 制造部运出分段时的输送条件和方法 船坞起重能力 在决定分段的重量时 还应考虑到分段的临时加强材料和预舾装的重量 总结 分段划分 应充分熟悉产品图纸 掌握产品特点 熟悉船厂生产条件和船体建造方法 按照分段划分原则准确各项要求之间的矛盾 经过初步划分 反复分析和修改 确定最终划分方案等步骤 得到满意的分段划分方案 并绘制成分段划分图 下图为某船分段划分示意图 该船为横骨架式结构 舷侧 甲板组成两个 L 型分段 舯部各分段长为16米 已知钢板规格为8000 1800 试述该分段划分方案是否合理 为什么 图29 三 施工要领内容如下 一 船体施工要领15条 C施工程序 装焊示例 回导航 四 生产设计计划准备 1 计划准备的含义和内容 其种类分为工程计划 工程控制和生产检查 其中最重要的就是工程计划 工程计划所包含的内容有三个部分即建造程序计划 负荷计划和日程计划 2 建造程序计划和负荷计划的内容 负荷计划 即工程量的测算计划 是船厂承受生产负荷程度的计划 也就是船厂所具有的生产能力和预想的工作量之间的对比 通过检查调整成为切实可行的建造计划 它主要由以下三部分组成 1 工厂生产负荷计划它是在订货计划阶段编制 同时 也在建造程序计划中的建造法研究时进行 在签订合同前 应该根据船东对该船的交货期日程 以及主要节点周期和工厂同期建造的船舶工程量进行核算 是否在能承受的范围之内 核算的项目有船体 舾装和涂装 负荷计划的内容有 工时负荷和物量负荷 工时负荷以工时为单位核算一年或二年中 工厂主要车间和工种的负荷额度 它是依据工厂以往建造过的典型船种和船型的工时实际统计数据绘制的工程管理标准S曲线来进行计算的 见图6 6 将一年及各个时期各种船舶的S曲线的负荷值叠加 就可以得出年内各月工厂主要车间的负荷分布累计图见图6 7 若超过工厂8小时能力线以及加班2小时超负荷线时 则必须和船东谈判调整日程和计划 再签定合同 或者将负荷向其他企业转移 或作出相应的决策 同时应该对建造程序计划作出相应的修正 并提出在新的均衡情况下的建造方法 2 日程计划的含义和内容 日程计划是船厂在建造船舶时进行日程管理和控制的实施计划 是生产计划管理人员和作业人员完成建造任务的努力目标 它从船体完工交船日期倒推到加工开始和钢材到厂交货日期为止 在这一系列生产过程中把各个施工周期相互联系起来 并定好施工日期 其步骤是首先决定上船台日 由船台吊装网络图为依据 对分段装配工作进行负荷统计 平衡后确认上船台日期 主要的日程计划表有以下三个内容 日程计划的计划期限是从船体完工交船日期倒推到加工开始和钢材到厂交货日期为止 所包含的日期有 合拢日期 分段装配开始和完成日期 船体结构图和舾装图的发放日期 钢材请购日期 请购材料所需的图纸资料发放日期 大型舾装件安装日期等 工厂建造计划线表它是订货阶段 经过建造法验证工厂负荷后 所确定的日程总计划表 这种线表仅反映加工开始 分段制造 上船台 下水和交船等主要节点 作为各阶段线表的编制依据 见表6 2 船台计划船台计划应反映基准分段名称和各分段上船台的次序以及日程计划 该日程计划从基准分段上船台起 以图表结合的方式依次表示各分段吊装日期和下水计划 以及下水后所有分段 主要是上层建筑分段或总段 的吊装计划 综合日程表它是一种工程管理大日程计划阶段的日程计划表 在船舶自建造方针确定后 经过各建造工艺阶段的负荷测算 即可着手编制综合日程表 它是在工厂建造计划线表的基础上 按建造方针所确定的建造原则所编制的产品建造总划表 日程表在进入中日程计划阶段 编制施工要领时 施工程序和作业方法都巳详细确定 因此在各个分阶段工时和物量负荷巳经平衡的情况下 应编制全船的详细日程计划表 作为各车间进行生产活动的直接依据 主要内容有以下几个方面 1 船台吊装主日程表2 船体舾装主日程表3 平台周期表整个船舶建造工程管理中 分段制造是最关键的工程 该工艺阶段所占的工时量达40 左右 月度计划表月度计划表也是小日程表 它是以主日程表为依据 编制具体作业项目的完工日程 作用 月度计划表是各工作部门生产的依据 它是某个车间某个班组某个场地一个月内所要做的具体工作的开工日期及完工日期 编制特点 它不是以一艘船舶作为编制对象 而是综合所有建造船舶来编制的 主要内容 具体的作业项目 详细的人员配备 工时预估 完成日期等 五 生产设计标准 船舶专业技术标准 生产设计标准内容 一 基础 综合性 标准 1 造船生产设计图样与技术文件的基本要求 2 造船生产设计工作流程 3 造船生产设计与初步设计 详细设计的衔接要求 4 造船生产设计编码 5 建造方针书的编制要领等 二 船体生产设计标准 1 基础标准 1 船体建造工艺符号 2 补偿量 余量符号 3 船体结构通用件符号 4 船体结构焊接坡口型式等 企业规定 2 设计标准 1 船体分段工作图设绘要领 2 板缝排列要领 3 工艺孔型式与布置要领 4 船体结构的管子 电缆开孔及其补强规则 5 船体分段吊点布置与补强要领 6 板材余量 补偿量发放及修正要领 7 分段余量 补偿量发放及修正要领 8 船体零件表编制规则等 3 作业 加工 装配 标准 1 船体放样技术要求 2 船体结构变形的加热矫正 3 船体零件加工技术要求 4 分段装配要领 5 船体总装要领 6 脚手架架设要领等 4 质量标准 1 船体建造精度标准 包括船长L 90m与20m L 90m 2 造船施工中船板表面质量评定及表面缺陷整修标准 3 民用船舶钢焊缝超声波探伤评级标准 4 民用船舶钢焊缝射线照相评级标准 5 船体焊缝表面质量检验标准等 企业标准 六 设绘船体分段工作图及管理表 2 1绘制零件图 船体零件是指经号料 加工后可供装配的船体构件 零件图主要作为号料的依据 零件图主要有板材零件图与型材零件图 型材零件因为是在钢材生产成形的 施工时只需按所需的长度现场下料就行了 没有更多的几何要素需要表达 因此只需用表格表达 不用出图 零件图的图面设计深度零件图应表达 零件编码 材料规格 零件的坐标方位 尺寸 切口 加工符号 对合要求 余量 补偿量以及边缘加工要求 零件编码 坐标方位 余量 补偿量 设绘步骤a 认真熟悉分段结构图 分析分段有哪些零件 图9 1的分段结构图中板材零件有 甲板板 甲板T型纵桁的腹板与面板 甲板机舱口围板 甲板强横梁的腹板与面板 肘板及加强板 型材零件有甲板普通横梁 梯口短纵骨 甲板板零件可以在甲板拼板图中表达 型材零件只需用表格表达 不用出图 因此该分段零件图要表达的是甲板T型纵桁的腹板与面板 甲板机舱口围板 甲板强横梁的腹板与面板 肘板及加强板零件 b 选择图幅与比例 图幅用A3 A4图纸 比例选用1 100或1 50 c 绘制零件图 绘制出零件的几何形状并标注尺寸 有线型的肘板参照肋骨型线图确定形状及尺寸 或注明由放样定 横梁穿过纵桁的切口型式按CW 3型式 切角为 10 10 焊接收缩补偿量按每个肋位0 5mm放 分段余量一端放50mm 肘板与纵桁及强横梁面板连接端要放包角焊位5mm 尺寸形状相同或相似的零件只需绘制一个 在标注上注明对称或相似即可 在编码时再将每个零件分别编出 绘制零件图时要特别注意理论线的位置及板厚的处理 d 编制零件明细表按照教材所介绍的格式编制 对零件的编码要采用任务书要求的代号 在明细表中代号栏里编出 2 2绘制部件图 船体部件是指两个或两个以上的船体零件装焊成的船体构件 部件工作图是描述零件组合最初始的工作图 也是为最初始组合工位的需要而提供的 它的组合虽非常简单 但由于单独画出 使零件的组合处于最有利的施工状态 否则无法体现其优越性 部件工作图的种类一般有 T 形部件图 拼板图 简单板件型材组合图等 一般按一次装焊的原则划分 部件图的图面设计深度部件工作图的图面一般应包括零件编码 部件编码 零件数量 部件数量 理论线 零件相对位置 对合线 坐标方位 尺寸 焊接工艺 余量 补偿量 切割边缘要求以及管理量 定额等 设绘步骤a 认真分析分段结构图 确定分段有哪些零件要组成部件 图9 1的分段结构图中板材部件有 甲板T型纵桁的腹板与面板组成的部件 甲板强横梁的腹板与面板组成的部件 T型肘板 b 选择图幅与比例 图幅用A3 A4图纸 比例选用1 100或1 50 c 绘制部件图 注意部件图只提供给部件装配工位 如 T 形部件的装配 就是要明确该工位的工作就是把零件装配成T形梁 至于零件如何切割而来 零件的尺寸 该部件与其它零 部件的关系则不必提供 因此图9 1分段的部件图主要要反映出部件由哪两个零件组成及零件怎样组成部件 即图上要注明用什么样的焊接方法 采用什么焊接规格 c 标注对合线 坐标方位 尺寸 焊接工艺 余量 补偿量等要求 d 编制材料明细表 2 3绘制组合件图 组合件 简称为 组件 是指零件和部件或者是部件与部件装焊成的船体结构 组合件一般由零件和已经装配好的部件组成 在组合件工作图上 只需表示该安装的零件与部件 而组成部件的零件无需表达 该图作为组合件施工的依据 要求明确简单 便于阅图 组合件装配有拼板 组合型材 肋骨框架 平面板架 曲面板架的装配等 组合件工作图图面的设计深度包括 拼扳图 板的排列形式 位置尺寸 板的规格 板的边缘要求 余量 补偿量 切割时机 坡口等 基准线 板架图 划线尺寸 零件编码 材料 焊接要求 部件编码 检验要求等 板的排列形式 位置尺寸 板的规格 板的边缘要求 余量 补偿量 切割时机 坡口等 划线尺寸 焊接要求 检验要求 设绘步骤a 分析分段结构图 确定分段有哪些组件 图9 1所示的甲板分段较简单 组件只有甲板拼板 b 选择图幅与比例 图幅用A3 A4图纸 比例选用1 100或1 50 c 绘制组件图 该分段的组件图为甲板拼板图 拼板图在绘制时要注意 1 平直的板材一般在平台上采用埋弧自动焊的方法先拼焊好再吊上分段安装 埋弧自动焊时 板厚大于或等于14mm的钢板要开焊接剖口 焊接要加引弧板及止弧板 2 拼板时尽量利用船厂所订钢材规格 减少加工工作量 提高钢材利用率 图9 1甲板分段钢板规格按1500 6000来拼 机舱大开口可以空出来不拼但要注意角隅出的圆弧要考虑进去 3 拼板时特别要注意错缝 对接焊缝的平行距离不效益100mm 对接焊缝与角焊缝之间的距离不小于50mm 尽量避免板缝与内部构件焊缝成小角度相交 若相交时 其交角应不小于15 d 编制材料明细表 2 4绘制分段装配图 分段装配图是在已经完成详细设计的分段结构图的基础上进一步绘制的工作图 它包括分段装配的全部工艺和管理信息 专门为分段装配提供依据 其它则不予提供 它的出图特点是 只表示在本分段安装的零件 部件和组合件 而对于组成部件的零件以及组成组合件的部件和零件均不表达 分段装配图的工作内容由零 部件和组合件组成的分段装配图图面内容有 a 定位草图 或划线图 及一般说明 应把构成分段的零件 部件 组合件的定位依据表达清楚 b 分段装配图 详细表达零件 部件 组合件之间的装配焊接细节 而部件 组合件本身的装焊细节则不表达 c 分段建造说明 1 该分段属于49 9米货船 船的主尺度如下 总长 49 9m垂线间长 45 0m型宽 8 5m型深 4 00m设计吃水 2 80m最大吃水 3 1m肋骨间距 全船 0 55m梁拱 0 17m型排水体积 580 20m2 分段的相关数据 该甲板分段从 5 350 15 100 总长5 400m 15 100 肋位半宽为4 256m 5 350 肋位半宽为 740m 总重量2976 82kg 3 分段建造方式 以甲板板为基面反造 4 胎架形式 支柱式胎架 该胎架选用L90 56 7角钢做立柱 选用100 8的扁钢做撑板 在树立柱时要确保立柱垂直水平面并且垂直肋骨剖面 在取胎架立柱高度时要根据甲板横梁曲线来确定并要计算反变形量其值取2 L 5 施工程序 胎架准备工作 将预制好的甲板板列吊到台架上定位 划纵 横骨架安装线 安装舱口纵围板 安装舱口横围板 安装 6 7 8 10 14 15普通横梁 安装梯口短纵桁 安装 11 12普通横梁 安装 9 13强横梁 安装旁纵桁 安装中纵桁 先骨架间焊接 后骨架与板列焊接 拆除拉马 矫正变形 焊接和结构检验 划分轮廓线 装配检验线 割除分段余量 分段舾装 分段完工检验 分段临时加强及吊运 6 工艺要求 放样时零件加放 mm余量 分段完工后切除 焊接收缩量按每个肋位0 5mm取 反变形量取 通过孔 通焊孔 见 船体结构与制图 P228附录六 切角10 10 d 焊接说明 包括焊接规程 焊接材料规格等 1 焊接规格按图示标注的规格焊 2 拼板焊接要领 甲板板内场地焊接采用单面焊双面成型埋弧自动焊 每条焊缝的两端需设置引弧板和止弧板3 构架焊接要领 甲板构架焊接前应先将分段与胎架刚性固定 甲板分段构架具有均匀对称性 构架焊接时可安装双数焊工施焊 同时施焊焊工不可密集集中 应由中间向四周分散对称焊接 分段构架焊接时 应按先对接 后立角焊的顺序进行 船体辅助性作业的设计吊环 加强材 脚手架 以及工艺孔 通道 安全设施等方面的设计 是施工过程中工艺 安全上所需要的船体辅助性作业 一般只发生在生产过程而不体现于产品本身 船体工程复杂 辅助性作业很多 如果对这些作业能在设计上周密考虑 将会大大缩短船体建造周期 提高生产效率 八 设绘辅助生产设计图纸 例 正切胎架制造方法与工艺过程如下 1 根据胎架设计图表 在平台上划出胎架型线图 2 制作各档模板桁架并划线 3 在胎架布置场地上划线 划出胎架中心线 角尺线 桁架立柱位置线 直剖线 根据肋距以角尺线为中间肋位线划出各档肋骨位置线 4 竖立各档模板桁架 注意使模板处于铅垂位置且使各档模板桁架上的水平线处在同一水平面内 5 安装纵向牵条 6 用白漆标明胎架名称及代号 中心线 肋骨检验线 各肋位号 水平线符号等 甲板分段胎架型值表 脚手架脚手架 以前都是现场施工需要时临时架设的 处于舱内高空位置 脚手架的架设是项艰巨的工程 开展船体生产设计 要求在设计图纸上 通过周密的考虑 使脚手架的架设作业处于最佳的位置 如舷侧脚手架 最好在分段卧装时架设 此外 还要设计成拆卸工作量最少的形式 如图6 4所示 工艺孔工艺孔是指施工过程中对船体结构临时开孔 待工程完毕后再封合的孔洞韵统称 孔包括手孔临时人孔 临时通风孔等 对于船体密闭 狭窄的部位无法施焊而临时开的圆孔 让手伸进去作业 圆孔封合时一般采用垫板焊接 临时通道临时通道的作用一是便于工人登船作业 二是便于全船贯通行走还可便于太平疏散 对于建造大吨位的船舶 临时通道的设计尤为必要 安全设施安全设施一般应考虑如下内容 大开口四周的临时栏杆 人孔的临时护盖临时梯子 通风道进出口 图6 9是一种既可作为船台大合扰的依托 又可作为临时梯子的辅助安全设施 图6 10介绍了一种既可作为通风 又可作为安全进出口的设施 滑移门的启闭控制着风机的电源开关 目前 各个造船企业都有着很多独特的辅助作业设施 这样为生产设计的开展提供了很有利的条件 1 船体结构编码一般结构的举例 ZS144 1911H1T10 101 12 二 船体结构编码的一般结构形式 ZS144 1911H1T10 101 12 船体建造有很多工序 工位 其主要工序可分为号料 加工 部件装配 组合件装配 分段装配 船体总装等工序 而每一个工序又包括若干个工位 例如号料工序就有草图号料 样板号料 光学号料等工位 加工工序有手工切割 数控切割 光电跟踪切割 机械剪切 机械弯曲 水火弯板 型材冷弯等工位 部件 组合件装配有拼板 组合型材 肋骨框架 平面板架 曲面板架的装配等工位 分段装配又有平面分段装配流水线 曲面分段 立体分段的装配等工位 各工序工位的施工所需要的信息 也不外乎零件流经的工序及其组合范围施工工艺以及管理方面的要求等几方面 怎样用符号和编码来表达出这些施工信息呢 下面分两个方面介绍其表达方法1 零件流经的工序及其组合范围的表达方法一 凡本工序或本工位所需要的施工信息 都分别详细画图 以工序工位图的形式提供给该工序或工位 例如 某一 T 形部件的装配 要画出部件图 提供给部件装配工位 明确该工位的工作就是把零件装配成T形梁 至于零件如何切割而来 该部件与其它零 部件的关系则不必提供 方法二 用编码来表达例如 某船厂对某一 T 形部件的编码是 030 31 32 其中 030表示腹板 31 32分别表示两块面板 这三个零件的编码放在一起 说明该T形部件是由这三个零件组成 并以前面一个零件030为基础进行装配而成的 030前面的 0 表示基准零件 亦称母材 前面不带 0 的编码零件为从属材 这样 通过零件编码表明了该部件是由哪些零件组成的 装配的顺序如何 同时 也表明这三个零件要先装配成部件之后 才能参与下一个工序的装配 因此 推行零件编码后 工序图就不再是表达各工序零件组合状态的唯一形式 2各工序所需工艺及管理信息的表达 1 以 T 形部件为例要求提供的信息如下 焊接规格 边缘加工要求以及管理量 如工时 重量 长度等 表达的方法有两个 方法一 通过上述部件图将部件装配的工艺细节及管理量清楚地表达在工序工位图纸上 方法二 在详细设计提供的分段结构图中以及零件明细表内 详细表达上述信息 而不需要单独出部件图 2 以船体总装为例对于船体总装 施工者需要的信息是 分段与分段的对接与哪些结构有关 如何进行对接定位 对接边缘如何处理 焊接有何要求以及反变形要求 管理方法的要求等 表达的方法有 方法一 按船体总装施工要求单独出图 如绘制船台装配图 将该分段与相邻分段对接的零件号 零件形状 对接边缘 焊接要求以及分段吊装对合线等表示清楚 而分段非对接边缘的情况则不表达 这就是按工序出图的模式 方法二 对于对接边缘零件的表达以及焊接要求 对合线等一系列工艺要求 可在详细设计提供的分段结构图上通过深化设计给予表达 而船台散装件可以编码的形式来表达 对于反变形 定位要求等以及有关管理方面的要求 可以在分段划分图上表达 这就要对传统的分段划分图进行深化设计 也就是说 船体总装所需的施工工艺和管理要求信息 一部分内容可在分段工作图上表达出来 另一部分可在分段划分图上表达 不需要单独绘制船台装配图 这就是按分段出图的模式 2 船体结构编码举例的详细说明 ZS144 1911H1T10 101 12 ZS144 2 举例船体结构编码的详细说明 ZS144 1911H1T10 101 12 1911 19 表3 1 表3 2 2 举例船体结构编码的详细说明 ZS144 1911H1T10 101 12 H1 P 不装骨架的平板如1911P1H 安装骨架的平面板架如1911H1C 曲面板架如1941C1 1942C2V 小立体分段如5501V1R 肋骨框架如5501R1M 板厚小于6mm或骨架方向的长度或宽度小于4 6