船舶生产设计 1.4.2项目一 船舶生产设计电子教材

任务4船体辅助性作业的设计知识目标1.熟悉和正确理解起运作业生产设计；2.理解和掌握脚手架生产设计；3.理解和掌握工艺孔、通道及安全设施生产设计。能力目标1.熟练掌握起运作业生产设计并能够在实际中应用；2.熟练掌握脚手架生产设计并能够在实际中应用；3.熟练掌握工艺孔、通道及安全设施生产设计并能够在实际中应用。学习重点起运作业生产设计、脚手架生产设计、工艺孔、通道及安全设施生产设计。学习难点起运作业生产设计、脚手架生产设计、安全设施生产设计。表1-9任务4教学安排时习辅助性作业是施工过程中工艺、安全上所需要的作业。一般只发生在生产过程中而不体现于产品本身。如起运作业、脚手架作业、安全设施作业以及临时孔道作业等。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。本部分重点将是吊环、加强材、脚手架、工艺孔以及临时通道和安全设施等方面的设计。三、工艺孔、通道及安全设施1．工艺孔工艺孔是指施工过程对船体结构临时开孔，待工程完毕后再封合的孔洞的统称。工艺孔包括手孔、临时人孔、临时通风孔等。（1）手孔对于船体密闭的部位无法施焊而临时开的圆孔，让手伸进去作业，作业完毕后封合，封合时一般采用垫板焊接。（2）临时人孔对于狭窄部位，进出时所经路线较长，不利于施工作业，可考虑开临时人孔，封合形式同上。（3）临时通风孔对于有些狭窄部位，只有人孔，但无法对流通风，不利于有毒性气体排出。因此有必要在设计时考虑临时开设通风孔，施工作业完毕后封合形式同上。如图1-14所示。图1-14内底板工艺孔实例2．临时通道临时通道有两个作用，一是便于施工者登船作业，二是便于全船作业时的贯通行走，还可便于太平疏散。对于大吨位的船，临时通道的设计尤为必要。临时通道根据通道开设位置分为舷侧临时通道和横舱壁临时通道两种。（1）舷侧临时通道为了施工人员在船台施工期间可以迅速进出舱室，而不必先登甲板然后才进入舱室，可在舷侧外板上留出通道口。这种通道口一般可设在靠船体中间，使两头的作业量大致相等；但对于尾机型船，由于考虑到机舱工作量大，通道口可设在靠机舱之前的舱区。其高度应在内底之上的舷部。对于建造大吨位的船舶，考虑到水下靠码头后登船施工的方便，还可以在水线以上开舷侧通道，上述通道待工程完毕后，应妥善封合。（2）横舱壁临时通道为便于全船作业，横舱壁均应考虑开临时通道，通道的大小视板缝的位置而定，一般应方便人员的通过，施工完后妥善封合。临时通道孔见图1-15。图1-15临时通道实例这些临时孔洞、通道经过周密的设计，反映在图纸上，要有工艺措施和质量要求，一般是会得到船级社的认可的。3．安全措施安全措施一般应考虑如下的内容：大开口四周的临时栏杆；人孔的临时护盖、临时梯子；通风道进出口等。图1-16中介绍一种既可作为船台大合拢依托，又可作为临时梯子的辅助设施。图1-17是一种既可作为通风口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。图1-16作大合拢依托的梯子图1-17通道安全进出口目前各个造船企业都有着很多独特的辅助性作业设施，为生产设计的开展提供了很有利的条件。思考与练习题1．船体生产设计的定义是什么？2．船体生产设计包括哪些内容？3．试比较两种船体生产设计模式的优缺点。4．船体生产设计与其他专业的协调内容包括哪些？5．试阐述船体生产设计的工作流程。6．简述双层底分段建造工艺程序。7．按工序出图的工作图包括哪些图纸？8．分段工作图的图面包括哪些内容？9．下料阶段的划分应考虑哪些问题？10．何谓船体辅助性作业？11．永久性吊环（吊耳）布置原则是什么？12．何谓工艺孔？工艺孔有哪几种？思考与练习题解答1．船体生产设计的定义是什么？答：造船生产设计的定义为：“在详细设计的基础上，按工艺阶段、施工区域和单元绘制记入工艺技术要领和生产管理资料的工作图表以及提供信息的设计过程。”造船生产设计从广义上来说，就是从施工的立场出发，通过设计形式，考虑高质量、高效率、短周期，并确保安全地解决怎样造船与怎样合理组织造船生产的一种设计。2．船体生产设计包括哪些内容？（1）船体生产设计的事先准备内容包括：①根据船台吊装程序设计全船分段吊装要领；②根据预舾装方案，设计分段预装和单元组装的结构要领；③根据建造方针，设计全船具体的分段接缝位置；④根据建造方针，设计分段建造要领，包括胎架的设置要求，分段组合成总段的要求，部件组合要求等；⑤根据船台吊装程序，设计全部分段接边结构的要领；⑥确定焊接的主要方法与方式；⑦确定精度管理方案，包括全船余量分布原则和切除时机，补偿量的加放和分布原则以及精度控制规定等。2)对初步设计和详细设计提出要求①初步设计时，提出船型必须满足结构工艺性的要求；②详细设计时，提出船体结构必须满足结构工艺性的要求。3)与其它专业的预先协调内容包括：①预装项目和预装时机的确定；②系统走向对船体结构贯穿开孔的要求。（2）工作图设绘内容包括：（1）确定施工对象制作时的放置状态、所需胎具、样板等；（2）零件编码、零件的组合情况、组合顺序接边要求；（3）焊接方法、边缘加工、焊接规格、通焊孔、截漏孔以及缓焊要求；（4）矫正时机、部位、方法与技术要求；（5）马脚清理；（6）结构上管孔的预开，梯子、放水塞、人孔盖的预装等；（7）零件加工路线；（8）分段制作及检验的工作流程；（9）有关技术标准规定的测量方法，精度要求；（10）工时定额和材料定额；（11）套料。（3）工程辅助性作业的设计1）永久性和临时性吊环的设计；2）永久性和临时性加强材的设计；3）临时扶手栏杆、梯子等的设计；4）永久性、临时性脚手架眼板的设计；5）工艺孔、临时通道的设计。（4）管理图表的编制1）零件明细表；2）工时定额表；3）生产管理量统计表；4）备料表；5）分段重量重心表；6）自制、外协、外购、铸段件清册。3．试比较两种船体生产设计模式的优缺点。答：船体生产设计有两种模式。一种是按每个工序所需的所有信息出工序图，而与本工序无关的信息则不予表明，这就是立足于按工序出图的作法；另一种则立足于深化分段图纸来有效地满足各工序的需要。应该说这两种模式都是能达到指令完整性、不重复性的要求的，因此从目标上二者效果上是一致的。但在实施过程中，二者又是有区别的，两种设计模式比较见下表。表两种船体工作图的设绘模式比较表工作图绘制方法按工序出图按分段出图基本特征按工序分别绘制工作图，详细设计的结构图仅供各工序工作图的深化之用直接用详细设计的分段结构图作为工作图，着重于分段图的深化，使其具有完整的施工指令加工1)零件图2)套料切割图3)数控切割磁盘4)零件配套表由电子计算机接提供（同左）组、部件装配1)拼板图2)组件图3)平面部件图4)曲面部件图单独绘制拼板图分段结构图（或分段图册）单独绘制以深化详细设计的础，通过放样形成完整的工艺、内容和管理数据分段装配分段装配图单独绘制仅表达与分段组装有关的内容船台装配船台装配图单独绘制分区表达分段连接处的详细要求船台装配图以分段划分图为基础加上工艺内容和管理数据优缺点优点：图纸只与本工序有关，图面清晰明确，容易阅读缺点：1)图纸设计工作量大2)有重复工作优点：1)分段图能满足整个建造过程的需要，工艺完整、严密2)设计连续性强3)基本无重复工作缺点：图面代码和符号较多，工人需经培训才易直接识读4．船体生产设计与其他专业的协调内容包括哪些？答：船体生产设计与其它专业的主要协调内容有：（1）管子、风管和电缆的走向、在结构上的开孔及贯通件；（2）分段预装和单元组装的范围、方式、时机及吊装程序；（3）主机、轴系和舵系安装对船体总装的要求；（4）大型机电设备的吊装程序；（5）主、辅机座、海底阀箱的布置；（6）舱室、门窗布置的要求；（7）涂装工艺对建造程序的要求等。5．试阐述船体生产设计的工作流程。船体生产设计是造船生产设计中的一个主要部分，它是其他专业生产设计的基础。造船生产设计是在详细设计的基础上进行的设计，而详细设计是在初步设计的基础上进行的设计。船体生产设计即然是贯穿整个船舶设计的过程，又是与机、电等专业有机结合的设计工作。船体生产设计的流程在纵向和前两个设计阶段之间不仅有流动的关系，还有渗透的关系；在横向上与机、电专业的生产设计有相互交叉渗透的关系。船体生产设计的工作流程如下图所示。图船体生产设计流程图6．简述双层底分段建造工艺程序。主要指特别要明确的，而非众所周知的工艺程序。其界线将取决于企业标准化水平。一般胎架制作、胎架报验、铺板、拼装划线等程序视为众所周知的。而进行到结构装焊，就有各种各样的方案，要在编制设计要领书时进行优化处理。主要是指装焊是否要划分阶段，如何划分。整个分段可装配完毕一次性焊接，但施焊条件较差，且不利于工种平衡。如能划分一些装焊阶段让工种间交叉作业，这对改进施工条件，实行机械化操作均为有利。因此设计要领书对如下问题也要加以确定：装配、焊接交叉作业的时机，火工矫正时机，涂装时机，检查报验时机等。一般用方框形式表达工序之间的连接关系。下图所示双层底工艺程序。装内底板划线割余量装肋板组件装纵桁组件装外底舭部纵骨装K行外板第一阶段检查焊接火工矫 正检查除锈油漆封外底部件焊接激光划线预修整报验下胎翻身封底焊完整性报验二次除锈油漆油漆报验图双层底工艺程序7．按工序出图的工作图包括哪些图纸？答：（1）零件图主要作为号料的依据。它的生成有两种方法：一是手工出图，一是电子计算机生成零件图。一般凡是能用简单的几何要素表达的零件，仍然保留用手工绘制零件图。这些图有如下作用：作为套料、手工号料、加工以及输入电子计算机储存的依据。（2）加工图加工图主要作为船体加工的依据。凡零件图中对于加工要求已经用符号表示清楚，或者在样板中已经有明确的加工要求，号料后能按其要求加工的，不再出加工图，其他视实际需要出加工图或加工表。（3）部件、组合件工作图1）部件工作图部件工作图是描述零件组合最初始的工作图，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，但由于单独划出，使零件组合处于最有利的施工状态，否则无法体现其优越性。2）组合件工作图组合件工作图除表示一般零件制作外，还包含已经由零件组合好了的部件。因此，在组合件图上，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。（4）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，其他则不予提供。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合件的部件和零件不予表达。（5）船体总装图船体总装图包括如下内容：1）各分段编码；2）各分段上船台装配的先后顺序；3）各分段重量、重心；4）船台散装件；5）定位对合依据，如肋骨对合线，同截面对合线和水平对合线等；6）技术标准；7）特殊工艺措施等。8．分段工作图的图面包括哪些内容？答：（1）设绘内容1）构件理论线；2）分段装配和焊接施工要领；3）余量和补偿量的布置；4）工艺孔；5）预开孔；6）预装件；7）零部件编码和零件明细表；8）分段重量重心；10）工时定额和材料定额；11）检验要求；（2）分段装配、焊接施工要领1）施工要领的主要内容：①分段建造方式（如正造、反造、侧造等②分段装配工艺要求、工艺程序和精度要求等；③焊接种类、方法、程序、规格、坡口形式及板厚差过渡形式等；④分段制造胎架图表、工装设备等；⑤分段测量、检验数据等。以上内容可用文字、符号、图表等形式表达。胎架图表其型值数据由船舶CAM系统提供。3）余量、补偿量的布置根据结构放样、号料、构件加工、装配、焊接收缩和火工矫正等因素，确定余量、补偿量的加放和预修正时机。余量、补偿量和预修正时机一般应采用相应的工艺符号，并标在零、部件带余量或补偿一端边缘上。4）工艺孔工艺孔包括：手孔、人孔、通风孔、通道孔等临时开孔。应注明工艺孔的位置、尺寸、开孔和封合的时机，以及质量要求。5）预开孔预开孔包括：管子、通风管、电缆等穿过结构的开孔，以及门、窗等开孔。预开孔应与相关专业协调后，设绘在船体分段工作图上。6）预装件预装件包括：放水塞、梯子、人孔盖、电缆托架、海底阀箱、设备底座等。预装件应与相关专业协调后，设绘在船体分段工作图上。亦可用预装件清册或托盘表示。7）零、部件编码和零、部件明细表按照分段建造装配、焊接工艺要领和本厂工艺流程及编码标准等进行编码。代码可用英文字母和阿拉伯数字表示，分段中任何一个零、部组件都应有相应的代码。船台散装件应有相应的船台散装件代码，全船通用件应有相应的通用件代码，标准件应有相应的标准件代码。零、部件代码顺序号，应按统一的规律编排。标注代码要清晰、正确，避免与结构尺寸、剖面的字母、符号相混淆。零、部件明细表应包括：代码、数量、材料规格、尺寸、工艺流程等内容。8）分段重量重心分段重量应提供结构净重、焊后重量和吊重。分段重心位置应标注三维坐标。将结构重量、重心标注在分段工作图的规定栏目内。9）吊环根据分段结构重量、重心和分段运输、平吊、翻身、上船台等工况进行分段吊环的布置。将吊环绘制在分段工作图的相应图面上，在分段工作图上无法表达清楚的，应另外绘分段吊环布置图。在图面上注明选用吊环的吨位、数量、焊接坡口、焊接规格及焊接材料。在图面上注明吊环部位结构加强焊的范围及焊接规格。在图面上注明吊运临时加强要求。吊环可用规定的符号表示。10）工时定额和材料定额工时定额和材料定额可表示在分段工作图上，亦可用其他方式提供。工时定额的项目包括：装配、切割、电焊、冷热加工、批扣、完工矫正和吊运等工时。9．下料阶段的划分应考虑哪些问题？答：下料阶段划得大，对套料与提高钢材利用率均有利，但从加工配套及建造计划角度则不希望划得过大。过大将使加工面扩广，给零件配套带来不利。从计划进度上看，下料阶段过大也会造成分段完整性提高困难。因此下料阶段的划分，必须全面兼顾。并且应采取一些措施。如建立余料管理制度，则可相应把下料阶段划小一点，便于零件加工配套及计划；另外，采用成组技术，建立一套完善的编码系统，以方便加工与配套。这样，下料阶段就不必划得太小，对套料有利。套料前还应把计划要求、板厚分布、工厂生产实际三者经过综合分析研究之后