第二章：船体型线放样.ppt

第四章 船体放样和号料 船体型线放样概述 船体理论型线放样 重点 首尾柱放样 重点 纵横结构线放样 重点 4 1 2 3 第四章 船体放样和号料 知识目标 1 能简述型线放样的主要目的2 能讲述型线光顺的三条件3 能讲述船体放样过程4 能讲述艏柱放样的内容和过程 第四章 船体放样和号料 能力目标 1 能用激光经纬仪作直线和垂线2 能绘制甲板中心线3 能进行船体型线放样4 能进行艏柱放样5 能利用型线图绘制肋骨型线图 第一节 船体型线放样概述 船体放样包括 船体型线放样 求得准确的船体外形 1 理论型线放样 2 肋骨型线放样 3 船体结构线放样船体构件展开放样资料提供 本节教学内容船体放样定义船体放样原因船体放样目的船体放样重要性船体放样常用方法船体放样内容手工放样的操作程序放样准备工作船体构件号料 第一节 船体型线放样概述 第一节 船体型线放样概述 1 船体放样的定义将图纸上按一定缩尺比例绘制的船舶型线图按照1 1 实尺放样 或1 5 1 10 比例放样 的比例放样 得到船体构件的真是形状和实际尺寸 然后将这些已经展开的零件在钢板或型材上进行实尺号料 2 船体放样的原因 1 设计部门提供的型线图 结构图等图纸一般都是小比例绘制的 1 50或1 100 2 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 如艏柱 肋板等 3 设计意图的体现和完善 不能满足生产的要求 第一节 船体型线放样概述 3 船体放样的目的 1 修改误差 获得精确光顺的船体型线 由于比例较小 又受人的视觉 绘图工具和图纸纸张质量等条件的限制 图中存在大量误差 不能作为施工的依据 2 结构放样 许多的细节也无法准确表示 必须通过放样 消除图中误差 使船体型线光顺合理 补充型线图中无法表示的构件 3 求取构件展开的真实形状和尺寸 4 为船体建造过程中的后续工序提供依据 样板 草图 零件切割程序等 第一节 船体型线放样概述 4 船体放样的重要性 1 船体建造的第一道工序 2 既是设计意图的体现与完善又是后续工序的重要施工依据 3 其工作质量是保证船体建造质量的重要依据之一 4 为后续工序 加工 装配 焊接等 提供施工资料 第一节 船体型线放样概述 5 船体放样常用方法手工放样 实尺1 1 比例1 5或1 10 数学放样用数学方程定义船体型线和船体型表面 建立数学模型 借助电子计算机完成放样 剖面线法 曲面法 数学船型 6 船体放样的内容 1 理论型线放样 2 肋骨型线放样 3 船体结构线放样 第一节 船体型线放样概述 4 船体构件展开 5 提供后续工序资料 样板 样棒 样箱7 船体手工放样操作程序8 船体放样准备工作 1 图纸准备 船体型线图 型值表 基本结构图 中横剖面图 肋骨型线图 外板展开图 首尾柱结构图等 2 场地准备 放样空间放样布置 工作环境 地板 采光 3 工具准备 钢卷尺 样条 压铁 曲线板 粉笔 经纬仪 4 材料准备 木板 铁钉 纸 笔 结构放样 后续工序 号料 准备型值表型值样杆等 拉基线 作格子线 连出理论型线 光顺三个投影面 绘制肋骨型线 内部结构线放样 外板接缝线放样 首尾柱放样 主船体以上结构放样 胎架放样 制作草图 样杆 样棒 样箱编制零件配套表和号料卡 第一节 船体型线放样概述 9 船体构件的号料船体构件号料 就是依据放样提供的构件样板 草图 样杆和数据 在平直的钢板和型材上划出构件的切割线及加工线等 同时 还要在材料上合理的排列各构件图样 以求省料省工 这一工作称为套料 第二节 船体理论型线放样 Ad理论型线放样简介 理论型线放样 本节教学内容 理论型线放样简介 二 第二节 船体理论型线放样 本节学习目标 船体理论型线图的概念 纵剖线 横剖线和水线的投影特征 第二节 船体理论型线放样 一 理论型线放样简介 1 船体理论型线的定义 理论型线 根据三向投影原理 用三组相互垂直的平行剖面 纵剖面 横剖面 水线面 与船体表面相交得到三组型线 纵剖线 横剖线 水线 绘制成三个投影图 纵剖线图 横剖线图 半宽水线图 来表示 船体理论表面 对于钢质船舶 是指船体骨架外缘所构成的曲面 不包括外板及甲板的厚度 第二节 船体理论型线放样 理论型线示意图 型线投影 第二节 船体理论型线放样 2 纵剖线 横剖线 水线的投影特征3 理论型线绘制和光顺的步骤 后讲 1 绘制基线和格子线 2 绘制及光顺外形线 影响比较大 决定了主尺度 其他型线的起点和终点 步骤 3 在横剖面图上画出各站横剖面线 站线 并光顺 4 在半宽水线图和纵剖面图上绘出水线和纵剖线并三向光顺 5 作斜剖线进行检查和修改 质量保证 1 理论型线光顺 图示为某船船首部分的型线图 试求 1 图中A B D各点在另外两个投影图上的投影位置 2 已知曲线EF在半宽水线图上的投影 试求出其在另外两个投影图上之投影 理论型线放样 二 第二节 船体理论型线放样 本节学习目标 如何利用激光经纬仪绘制格子线 调平 描点划线 格子线的检验 1 基线的绘制 理论型线放样 二 第二节 船体理论型线放样 3个投影图的布置 独立布置 比例布置 重叠布置 常用绘制方法 角尺法 弹线法 30m 线垂法 经纬仪法 用激光经纬仪绘制基线 1 5 2m A 大于船长1 5 2m 将激光经纬仪安置在基线端点O点激光经纬仪整平 粗平 精平 发射激光点至另一端点A固定水平度盘 旋转望远镜筒 扫描成点 连线 第二节 船体理论型线放样 2 放样格子线的绘制 格子线 纵剖线图中的横剖线和水线 横剖线图中的水线和纵剖线 水线图中的纵剖线和横剖线 分别组成相互垂直的直线条 格子线要求 直线性 垂直性 间距正确性 第二节 船体理论型线放样 2 放样格子线的绘制 常用绘制方法 经纬仪法作基线的垂线作水线和纵剖线作横剖面上的格子线 3 格子线的检验 检查内容 格子线间距在三个视图中是否相等格子线的等分 垂直 平行 L1 L2 L1 L2 0 5 第二节 船体理论型线放样 4 理论型线的绘制和光顺 外形线种类 甲板型线的特点梁拱曲线的绘制 why 甲板型线的特点梁拱曲线的绘制 已知条件 甲板自首至尾所有的横剖线曲率相同甲板自中心至两舷所有的纵剖线曲率相同对于多层甲板 各层甲板中心线具有完全相同的弯曲度 圆弧法 大R法 圆弧曲线作图法抛物线曲线作图法 第二节 船体理论型线放样 圆弧型梁拱曲线的绘制 简化为 第二节 船体理论型线放样 梁拱曲线 甲板型表面与横剖面的交线梁拱高度 H B 50 B 100 抛物线型梁拱曲线的绘制 例 抛物线型梁拱曲线的绘制 已知条件 型宽B和梁拱高度H 一般取B 50 B 100 作图步骤1 取直线OA B 2 作OC AD垂直于OA 且OC AD H 得矩形OCDA2 等分OA得d e f各等分点 等分AD得1 2 3各等分点 与OA上的等分数相同 3 过d e f各等分点分别作OA的垂线交CD于d e f 4 连C 1交dd 于d 连C 2交ee 于e 连C 3交ff 于f 5 用样条光顺地连接C d e f A各点 即得到所求得抛物线型梁拱曲线 O A B 2 C H d e f 1 2 3 d e f d e f D 例 利用梁拱曲线绘制甲板中心线 梁拱曲线 梁拱曲线样板 5 6 7 8 9 10 第二节 船体理论型线放样 求得梁拱曲线后即可钉制 求得梁拱曲线后即可钉制梁拱样板全船只需制作中横剖面处的一块梁拱样板梁拱样板的作用 绘制纵剖线图上的甲板中心线 绘制肋骨型线图上的横梁线 第二节 船体理论型线放样 甲板中心线的绘制和光顺 各站的梁拱高度 是甲板中线处相对于甲板边线处的甲板高度差在划有各对应站线的甲板边线交点之上 得各站甲板中线高度 用样条光顺地连接这些高度点 即得甲板中线 以甲板边线为基准 利用梁拱曲线作出 第二节 船体理论型线放样 例 利用梁拱曲线绘制甲板中心线 梁拱曲线 梁拱曲线样板 5 6 7 8 9 10 例 利用梁拱曲线绘制甲板中心线 5 6 7 8 9 10 梁拱曲线 梁拱曲线样板 5 6 7 8 9 10 甲板线放样步骤划纵剖线图上甲板边线 划水线图上的甲板边线 划横剖线图上的甲板边线 划纵剖线图上的甲板中心线 第二节 船体理论型线放样 第二节 船体理论型线放样 在纵剖面图上作艏艉轮廓线 甲板边线 折角线并光顺 在半宽水线图上作甲板边线 折角线并光顺 将纵剖面图和半宽水线上甲板边线 折角线的值转划到横剖面图上并三向光顺 绘制梁拱曲线并钉制梁拱样板 在纵剖面图作出甲板中心线 第二节 船体理论型线放样 3 型线光顺的原则和要求 光顺 一般情况下 不存在不应有得凹凸现象得曲线 曲面 称为光顺 或光滑 的曲线 曲面 使不光顺的曲线 曲面 成为光顺曲线的这一过程称为光顺 型线光顺 型线放样的过程就是型线光顺的过程 放样时按照型值表给定的型值绘制型线 对该型线进行修改 以求得到光顺的型线 第二节 船体理论型线放样 纵剖线和水线面上长相等横剖面和水线面上宽一致横剖面和纵剖面上高平齐 第二节 船体理论型线放样 先光顺哪个投影面上的型线 横剖线图的型线数量多 曲率大 形状复杂横剖线图同时给出半宽和高度两组型值 图面相对集中横剖线的间距相等 便于观察横剖线与纵剖线和水线之间的关系以及变化规律 若该纵剖线是光顺的 斜率的变化应符合逐步递增 逐步递减或逐步递增 递减 到逐步递减 递增 的变化规律 第二节 船体理论型线放样 且斜率变化是逐渐的 因此 可初步判断该纵剖线是光顺的 横向曲线间的协调性正是纵向曲线 水线和纵剖线 光顺性的间接表现 第二节 船体理论型线放样 显然 表明该纵剖线是不光顺的 则该纵剖线将趋于光顺 并且 从横剖线图上初步判断 若c点的高度减小 使 多余拐点 第二节 船体理论型线放样 1 外型线的绘制及光顺在纵剖线图上绘制并光顺首 尾轮廓线 甲板边线和折角线在半宽水线图上绘制并光顺甲板边线和折角线将纵剖线图及半宽水线图上甲板边线 折角线的高度和半宽型值转录到横剖向图上 并进行三向光顺 绘出光顺的甲板边线和折角线绘制梁拱样板并钉制梁拱样板 然后在纵剖线图上绘制甲板中心线2 按照型线光顺的原则与要求 绘制并光顺各站横剖线 型线绘制并光顺步骤 3 在半宽水线图和纵剖线图上绘制并光顺水线和纵剖线将横剖线图上各水线的半宽型值和各纵剖线的高度值 分别转录到半宽水线图和纵剖线图对应的站线 进行光顺若有修改 应进行三向光顺 直至三个投影图都满足光顺要求以及投影一致性要求4 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 第二节 船体理论型线放样 1 型值一致性误差不大于2mm 2 型值的修正量水上与水下应区别对待 设计水线以下点的修正量应以小于图纸上的比例尺寸的分母值为原则 如型线图比例是1 25 水下型值修正量允许在小于25mm的范围内 设计水线以上各点修正量可以放宽 3 船体型线修改前后排水量保持不变 型线修顺的原则 第二节 船体理论型线放样 第二节 船体理论型线放样 对下列部位的型值原则上不能改动表示主尺度的型值 有关几何体积和技术性能 设计水线面的型值 尤其是表示进水角的型值 反映快速性 中横剖面形状的型值 特别是舭部 与 稳性 操纵性计算有关 主甲板边线型值有特殊规定的部位 如尾轴出口位置 桨叶与外板间隙等处型值 第二节 船体理论型线放样 型线检验1 检验型线的光顺性 协调性和投影一致性型线的光顺性 型线曲率应和缓的变化 不应有局部凹凸起伏和突变现象存在型线的协调性 同组型线建的间距大小应有规律变化 不应有时大时小现象型线一致性 型线图上任一点在三视图中的投影应符合长对正 高平齐 宽相等的投影规律2 绘制斜剖线检验型线斜剖线时光顺曲线 表明型线的光顺性 协调性 一致性满足要求 第三节 首尾柱放样 一 首柱放样必须满足的光顺条件 1 各首圆弧曲线必须与相应的曲线 折角线 甲板边线和舷墙顶线等光顺地连接 2 首柱中心线一定在中线面上且必须光顺 3 各水线 折角线 甲板边线和舷墙顶线与相应首圆弧相切的切点所连成的首圆弧切线必须是关顺的 4 通过各首圆弧的任意剖线及直剖线必须是光顺的 1 艏柱放样 第三节 首尾柱放样 第三节 首尾柱放样 二 放样的方法和步骤 1 绘制首圆弧1 作首圆弧折角线2 求首圆弧半径3 作首圆弧半径曲线 并检验其光顺性4 用上述光顺所得的首圆弧半径和圆心位置 在半宽水线图上绘制各首圆弧 并使相应的水线 甲板边线和舷墙顶线与它们相切 第三节 首尾柱放样 2 绘制首柱与外板的接缝线此项工作的目的是为首柱展开及制作首柱加工样板提供依据 3 首部肋骨根部型线的绘制首柱型线确定后 即可运用辅助线的方法求取肋骨根部的型线 第三节 首尾柱放样 三 辅助线作法1 在纵剖线图上作若干根平行于首柱中心线的辅助线2 在半宽水线图上作若干条等分各首圆弧的辅助线3 在半宽水线图上作若干条辅助纵剖线 第三节 首尾柱放样 第四节 纵横结构线放样 本节教学内容肋骨型线放样尾轴出口处的肋骨线的修正画法纵向结构线放样外板接缝线排列 第四节 纵横结构线放样 1 肋骨型线放样 一 定义肋板 肋骨 横梁 舭肘板等横向骨架和横舱壁等横向结构都是平行于横向剖面的横向结构 肋骨型线图直接为船体横向构件提供型线 反映它们真实形状 第四节 纵横结构线放样 1 肋骨型线放样 一 定义在理论型线放样完成的基础上 按照实际肋骨间距沿船长方向等分 在纵剖线图和水线图上分插 等到半宽型值和高度型值后 转绘到横剖线图上 肋骨线的位置和形状即是该船肋骨框架或横舱壁在此处的位置和形状 二 作用 1 直接为船体横向构件提供型线 2 船体型表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 第四节 纵横结构线放样 4 为首柱 尾轴出口等局部复杂型线的放样及光顺提供方便三 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 用样条连接各肋骨相应的型值点 绘出光顺的肋骨型线 肋骨线通常按从中想首尾逐条绘制 4 将纵剖线图上的肋骨站线与甲板中心线交点的高度值转画到横剖线图上的中心线上 用梁拱样板连接中线交点和边线点 检验样板上的水平线 使之必须与水线格子线平行 第四节 纵横结构线放样 第四节 纵横结构线放样 2 尾轴出口处的肋骨线的修正画法 一 尾轴的数量和布置形式 单螺旋桨船 多螺旋桨船 1 轴中心线在中线面上 并与基平面平行图 a 2 轴中心线在中线面上但与基平面成一倾角图 b 3 轴中心线在船体两侧 平行于中线面和基平面图 c 4 轴中心线在船体两侧 平行于中线面 但于基平面成一倾角图 d 5 轴中心线在船体两侧 平行于基平面 但与中线面成一倾角图 e 6 轴中心线在船体两侧 与中线面和基平面都成一倾角图 f 第四节 纵横结构线放样 第四节 纵横结构线放样 二 尾轴出口处型线放样的原因和目的 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 对尾轴出口处被破坏区域的肋骨形状进行修改 使其成为圆弧形的轴毂 轴板壳放样 第四节 纵横结构线放样 3 轴毂与船体曲面组合 形成光顺过渡的封闭曲面三 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 第四节 纵横结构线放样 3 在横剖线图上 斜剖线应贯穿整个轴壳板 以便求取轴壳在各肋骨线处的全部圆弧半径 四 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 与斜剖线垂直 4 出口处尾轴半径 11 10 9 8 7 12 O 例 尾轴出口处肋骨型线放样 肋骨型线图 轴壳部位 轴中心线 O8 O10 O9 O11 斜剖船体曲线 斜剖轴壳曲线 肋距L O12 已知条件 1 肋骨型线图2 轴中心 O点 位置3 出口处的轴壳半径 R8 4 轴壳开始突出部位肋骨号 11 说明 反圆弧半径R 8 R 9 分别与R8 R9 等值 B A 修改前后的尾轴出口处肋骨型线比对图 第四节 纵横结构线放样 根据设计提供的图纸 以知轴中心线在船图两侧 且与中线面和基平面平行 又知轴壳在 8肋骨处的半径R8 轴壳从 12 11肋骨之间某处开始凸起 到 8肋骨止 2 在横剖线图上 过轴心点O作 11肋骨线的垂线 得到斜剖线 第四节 纵横结构线放样 3 在横剖线图上各原肋骨线与直线的交点到基准点A的距离 用样杆转录到纵剖线图的各对应肋骨线上 再用样条将各点连成光顺的曲线 4 在图b上 在8 肋位 由轴中心向下取R8 过B点作直线或曲线与斜剖线光顺过渡 5 以O位圆心作圆弧 分别以各半径作圆弧 圆弧两端接近对应的肋骨线 6 以同样的方法作反圆弧 最后将各反圆弧的圆心连成光顺曲线 第四节 纵横结构线放样 教学目的 掌握手工放样时船体纵向结构线的放样方法1 旁内龙骨放样方法2 舷侧纵桁放样方法 教学重点 1 纵向结构线放样的任务 2 旁内龙骨的放样步骤 3 舷侧纵桁的放样步骤 教学方法 通过详细演示2 3个纵向构件放样的实例 掌握纵向构件放样的方法 3 纵向结构线放样 第四节 纵横结构线放样 复习 肋骨型线放样 类似于横缝放样 13 16 51 基线 WL3 WL2 WL1 WL4 13 16 51 中心线 甲板边线 甲板边线 中心线 已知肋骨位置在纵剖面和水线面图上放样出其投影 根据投影关系 半宽和高度 在横剖面图上找到对应交点的型值 一船体结构线放样概述二纵向构件放样三外板接缝线的排列 本节讲述内容 第四节 纵横结构线放样 船体结构线放样定义 结构线放样 structuralmemberlofting 在肋骨型线图放样的基础上 根据外板展开图和结构图等提供的信息 把船体纵 横构件和外板接缝线的理论线投影绘制于肋骨型线图上的工作 横向构件在肋骨型线图上形状和位置已定 1 放样目的 确定纵向构件位置 方向和尺寸 2 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线的投影 3 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 例 旁内龙骨放样 肋骨剖线 肋骨线 下口线 腹板高度 11 12 13 14 11 12 13 14 下口线 上口线 横剖面图 例 旁内龙骨放样 肋骨剖线 基线 下口线 腹板高度 11 12 13 14 11 12 13 14 下口线 上口线 例 舷侧纵桁的放样 腹板水平的舷侧纵桁的放样 外口线 腹板宽度 32 33 34 35 32 33 34 35 横剖面图 外口线 内口线 问题 1 舷侧纵桁的放样 腹板与肋骨型线成一定角度 2 横剖面图上纵向构件放样哪些是投影 哪些是实形 如图所示 已知某底部分段的肋骨型线 旁内龙骨下口线在半宽水线图上的投影和旁内龙骨的腹板高度 旁内龙骨腹板的肋位剖面线均与基线垂直 请对此旁内龙骨进行放样 已知舷侧纵桁腹板的肋骨剖线与船体基平面平行 请按下图给定的条件进行舷侧纵桁的放样 1 已知条件 1 本船钢板规格 板缝线排列的主要依据2 本船外板的装配方法和步骤 确定余量加放的位置和大小3 外板弯曲形状 确定加工方法及对板缝线排列的要求4 本船厂加工 焊接设备技术性能及加工 焊接方法等 2 排板原则 1 板缝线的排列应能充分利用原材料 图1 2 应使外板便于加工 图2 3 避免外板纵缝线之间或纵缝线与内部结构线之间呈小角度相交 图3 4 板缝线的排列应便于装配和焊接 图4 5 满载水线以上的纵缝线应在保证施工工艺性的前提下 尽量使这些纵缝线近似平行于甲板边线 或折角线 并沿船长方向全线光顺贯通 以保证满载水线以上船体外板的美观 3 外板与纵缝名称 K A B C D E S 教学目的 掌握手工放样时在肋骨型线图上进行纵缝线和横缝线排列的原则 教学重点 1 纵横接缝线排列的原则 2 绘制横缝线的方法 教学方法 纵缝线在肋骨型线图上的投影不反映真形 但它与处在船体实物上的纵缝线有一一对应的投影关系 提示学生想象这种投影关系 进行板缝线排列之前必须掌握下列情况 1 准确掌握钢板规格 它是板缝线排列的主要依据 2 掌握船体外板的装配方法和步骤 以便确定余量加放的位置和大小 3 了解外板的弯曲形状 以确定其加工方法及对板缝线排列的要求 4 了解船厂加工 焊接设备的技术性能 加工 焊接的方法等 一 纵缝线排列 纵缝线的布置应遵循以下原则 1 充分利用原材料在船体较平直的部分 应尽量按钢板的宽度和长度排列板缝线 在排列纵缝线时 应尽可能使它与肋骨线正交 如图所示 使展开后的外板形状接近于矩形 以利于提高钢板的利用率和减少焊缝长度 由于钢板边缘实际上不是完全平直的 必须对钢板的长和宽留出必要的余量 2 使外板便于加工 例如 槽形龙骨底板宽度的排列 对于双向曲度均较大的外板 应适当缩短其长度和宽度 以利于加工 采用水火弯制的首 尾