造船技术复习

一 造船工程概论 1 船舶建造工艺 释义 船舶建造工艺就是船舶建造的施工方法和建造过程 在采用现代先进科技和科学管 理条件下 研究船舶建造过程及其工艺的实践和理论联系的应用科学 属制造业范畴 内容 船体建造工艺 壳 舾装工艺 舾 涂装工艺 涂 船舶下水 试航交货 主要 任务 a 根据现有技术条件 为造船生产制定合理的工艺方案和工艺措施 以缩短造船周 期 降低生产成本 提高质量和改善生产条件 b 研究和发展新工艺 新技术 不断提高 造船工艺水平 以适应高新技术密集的新型船舶产品的需要 2 造船模式的发展 三个阶段四个模式 系统导向 系统和区域导向 区域 中间产品导向 整体制造模式 分段制造模式 分道制造模式 集成制造模式 传统造船模式与现代造船模式的对比 现代造船模式的含义 从组织生产采取的分解原则和组合方式 所谓现代造船模式 可理解为 以统筹优化理论为指导 应用成组技术原理 以中间产品为导向 按区域组织生产 壳 舾 涂作业在空间上分道 时间上有序 实现设计 生产 管理一体化 均衡连续地总装 造船 成组技术 将具有相似特征或相似信息的事物按照一定的准则分类成组 族 用相同的方法进行处理 以使单件或中 小批量生产获取大批量生产的高效率的生产技术和管理技术 它贯穿于包 括产品设计 生产准备 加工制造 计划管理 经济核算在内的整个生产过程 成组技 术是促成现代造船模式形成的主要技术基础之一 理解现代造船模式的要点 应用成组技术的制造原理进行产品作业任务分解 以及应用相似性原理按作业性质 壳 舾 涂 区域 阶段类型分类成组 必须通过生产设计加以规划 其中按区域分类成组 建立 区域造船的生产组织形式是形成现代造船模式的 基础和必要条件 统筹优化理论是协调现代造船生产作业体系相互关系的准则 可概括为两个 一体化 是 组织 系统 运行极为重要的一种 管理思想 现代造船模式是通过科学管理 特别是通过工程计划对各类中间产品在船舶尽早过程中的 人员 资料 任务和信息的强化管理 以实现作业的空间分道 时间序道 逐级制造 均 衡 连续地 总装造船 总之 现代造船模式的基础是区域造船 按区域 阶段 类型组织生产 目标是以中间产品为向导 实现两个 一体化 区域造船 3 超大型总段建造技术 含义 并行建造 提高预舾装和预涂装率 大幅度减少船台周期 提高生产效率 主要优势 1 扩大预舾装和涂装 2 减少分段堆放等待时间 3 减少对大型龙门吊车资源的占用 4 大幅度缩短船坞内建造周期 5 在不增加船坞 船台的情况下大幅度提高造船产能 4 平地建造技术 含义 围绕除船台或船坞外的平地区域为中心 以船舶或海洋工程结构物的分段 总段为单元 进 行整体建造合拢和舾装工作 再通过专用拖移和滑动设备 结合半潜驳船 浮船坞等下水 设施下水 核心思想 减少或不占用船台或船坞资源 结合整船 半船高效建造和合拢技术的利用 拖移装备和专用工装设备设计 半潜驳船 的技术开发 等 下水方式 半潜驳 临时滑道 气囊 专用下水设备 平地拖移设备 卷扬机 同步性人工 控制 安全性差 跟进式液压顶推 同步性好 造价高 5 精益造船技术 含义 就是追求精益求精 是企业保持持续改进 持续发展 持续提升的精神渊源 所谓 精益 就是要消除一切生产过程中的浪费 零库存 零浪费 传送带式生产 不提前不拖后 JIT 生产和无缺陷施工 是精益生产模式的两个最重要的理念 是保证质量 成本和周期目标实现的根本 JIT 生 产 在需要的时候 按照需要的数量 生产需要的产品 不允许出现任何人员和物料的等 工现象 大大减少人工和物资的浪费 没有库存 没有闲置劳动力 无缺陷施工 把所有施工质量问题都消除在源头 消除在萌芽状态 不允许有次品流入下 道工序 把质量问题消除在源头 节约大量人工检验和缺陷返修的成本 大大缩短生产周 期 造船精度管理是精益造船的重要特征 精度造船使精益造船的内容更加丰富 极大地减少了造船生产过程的浪费 6 虚拟建造技术 目标 船舶及其建造系统的全局最优化 前提 计算机支持的仿真技术 方法 对船舶产品及其建造过程进行统一的建模 在船舶设计阶段 模拟船舶未来建造的 全过程及其对舰船产品设计的影响 目的 预测船舶性能 造船成本 可制造性 从而更敏捷地组织造船生产 使船厂和车间 的资源得到更合理的配置 以达到船舶产品的研制周期和成本最小化 船舶性能最优化和 建造效率最高化 二 船体型线放样 一些概念 船体型线放样 求得准确的船体外形 船体结构线放样 是船体构件成形加工 胎架制作以及船体装配的施工依据 船体构件展开 求取构件的真实形状和尺寸 或者是近似的平面形状 目的是检验工艺性 和为号料提供施工依据 放样地目的 设计部门提供的型线图 结构图等图纸一般是小比例绘制 船体的某些局部结构及众多内 部构件不能在型线图上一一表示 放样的过程就是设计意图的体现和完善 是产生后续工 序施工依据的重要环节 放样方法 手工放样和数学放样 需要的基本资料 船体型线图 表达船的主体形状 是型线放样的主要依据 肋骨型线图 表达外板排列和构 件位置 是绘制外板展开图和其他结构图的原始资料 也是外板接缝线和构件放样的主要 依据 外板展开图 表示外板布置的图纸 用于决定船体纵骨及外板配置的 艏艉结构图 表达首尾柱形状的图纸 用于绘制首柱 尾柱架的详细型线图 中横剖面图 表示船长中部范围内横剖面情况的图纸 用于船体中部构件位置的确定 基本结构图 表示全部构件分布情况的图纸 用于决定双层底 纵桁 甲板等位置的型线 图及其与外板配置的关系 船体理论线图 表明船体理论线选取位置的图纸 使施工各方面统一 1 格子线的绘制 格子线的要求 直线性 垂直性 间距正确性 绘制方法 角尺法 弹线法 线垂法 激光经纬仪法 最常用 2 粱拱曲线的绘制 常用的粱拱曲线 抛物线型 圆弧型 折线型 绘制方法 作图法 抛物线型 计算法 圆弧型 3 甲板中线的绘制 绘制方法 以甲板边线为基准 利用梁拱曲线作出 粱拱高度 甲板中线处相对于甲板边线 处的甲板高度差 4 型线的光顺 型线的光顺性指各型线的曲度应缓和地变化 不允许有凹凸现象存在 修改原则 船体的主 要尺度的型值 原则上不能改动 根据船舶的类型 性能和用途不同进行修正 修改点 和改动量尽量少 水上水下区别对待 检验方法 斜剖线 具体步骤 a 外型线的绘制和光顺 b 绘制并光顺各站横剖线 c 绘制并光顺水线和纵剖线 d 在横剖线图上作一根或多根斜剖线进行光顺性检验 再次修顺型线 5 肋骨型线放样 定义 在理论型线放样完成的基础上 对光顺好的船体表面做肋骨剖面而获得各肋骨型线的过程 作用 1 直接为船体横向构件提供型线 2 是船体曲面的具体实现的保证 3 为船体外板和其他构件的放样 展开 制作样板 下料 加工和装配等提供依据 4 为首柱 轴出口等局部复杂型线的放样及光顺提供方便 方法 1 在纵剖线图和半宽水线图上 根据设计规定的肋骨位置 作各肋骨剖面的投 影直线 2 通过投影直线与水线和纵剖线的交点 得到各肋骨的高度和半宽型值 3 用样 条分别将各肋骨的高度和半宽型值转录到横剖线图上 4 用样条连接各肋骨相应的型 值点 绘出光顺的肋骨型线 5 绘制横梁曲线 3 艉轴出口处型线的放样 原因 1 尾轴穿出船体 破坏该处船体表面的光顺性和内部结构 2 开孔引起流体性能恶 化 影响船舶航行性能 3 船体强度受到影响 弥补方法 1 加大尾轴通过处肋板尺寸 2 对该处肋骨型线进行修改 使其成为圆弧形的轴毂 3 轴毂与船体曲面组合 形成光顺过渡的封闭曲面 光顺要求 1 轴毂本身光顺 2 轴毂与船体表面过渡光顺 纵向斜剖面要求 1 在横剖线图上 纵向斜剖面的投影直线 斜剖线 应通过尾轴的轴心 2 在横 剖线图上 斜剖线应垂直与轴壳开始凸起处的原肋骨线 3 在横剖线图上 斜剖线应 贯穿整个轴壳板 尾轴出口处型线放样的已知条件 1 尾部肋骨型线图 2 尾轴中心线布置位置和布置形式 3 开始凸起的肋骨号 4 出口处尾轴半 径 三 船体结构线放样 定义 依据肋骨型线图 外板展开图和结构图提供的信息 绘出全部船体结构的理论线 放样对象 船体纵向构件 横向构件在肋骨型线图上形状和位置已经确定 纵向构件放样 放样原因 肋骨型线图上仅有投影且沿船长变化 放样目的 确定纵向构件位置 方向和尺寸 放样内容 在肋骨型线图上绘出纵向构件与船体型表面及各肋骨剖面相交的投影 放样步骤 1 已知条件 腹板高度 或宽度 L 及结构布置图 2 步骤 1 根据结构布置在指定剖面图上绘出构件与板材的交线 上口线 下口线 外口线 2 将此交线投影到横剖面图上 3 作肋骨剖线 垂直肋骨线或垂直基线 4 在肋 骨剖线上以 L 截得腹板与面板的交点并光顺连接 上口线下口线确定原则 按照相对位置 在上位上口线 在下为下口线 在内为内口线 在外为外口线 纵向构件垂直于肋骨线和垂直于基线的区别 肋骨剖线垂直于肋骨线的 相互不平行 既有纵弯又有扭曲 焊接相对简单 安装麻烦 肋骨剖线垂直于基线的 相互平行 有纵弯无扭曲 焊接麻烦 安装简单 外板接缝排列原则 充分利用原料 使外板便于加工 避免外板纵缝线之间及与内部构件小角度相交 便于装 配和焊接 尽量平行甲板边线 保证美观 四 船体构件的展开 展开的含义 将空间曲面摊开在平面上 并对空间曲面以及在肋骨型线图上只有投影的平面构件求实形 的过程 展开的目的 绘制号料草图或样板 计算全船所需的钢板数量及规格 便于在平直钢材上 号料 可展曲面 舾装件 平行中体处外板 大部分纵向构件 不可展曲面 复杂曲度外板 展开方法 准线法和撑线法两大类 1 展开三要素 求投影线实长 型线图上的投影线 外板纵缝 纵向构件的理论线 求肋骨弯度 肋骨与 外板交线展开后的拱度 确定准线 为保证四边形唯一性而设的确定各边相对位置的线 求投影线实长 确定准线 原因是构件多为四边形 确定边长不能唯一确定四边形 所以要怎增加一根能确定四条边 相对位置的准线 对准线的要求 做法便捷 贯穿整个构件 保证展开精度 常用准线 垂直线 测地线 旋转线 2 求肋骨弯度 定义 展开图上肋骨曲线与过其弦线的法面展开线 呈直线 间的最大 拱度 条件 将船体表面近似看成可展曲面 圆柱面 注意点