船体装配.docx
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1、船体的基本结构 船体由甲板、侧板、底板、龙骨、旁龙骨、龙筋、肋骨、船首柱、船尾柱等构件组成。实际船舶的船体结构是十分复杂的,而舰船模型的船体结构简单。舰船模型船体结构参照下图 龙骨 龙骨是在船体的基底中央连接船首柱和船尾柱的一个纵向构件。它主要承受船体的纵向弯曲力矩,制作舰船模型时要选择木纹挺直、没有节子的长方形截面松木条制作。 旁龙骨 旁龙骨是在龙骨两侧的纵向构件。它承受部分纵向弯曲力矩,并且提高船体承受外力的强度。舰船的旁龙骨常用长方形截面松木条制作。 肋骨 肋骨是船体内的横向构件。它承受横向水压力,保持船体的几何形状。舰船模型的肋骨常用三合板制作。 龙筋 龙筋是船体两侧的纵向构件。它和肋
2、骨一起形成网状结构,以便固定船侧板,并能增大船体的结构强度。舰船模型的龙筋通常也由长方形的松木条制作。 船壳板 船壳板包括船侧板和船底板。船体的几何形状是由船壳板的形状决定的。船体承受的纵向弯曲力、水压力、波浪冲击力等各种外力首先作用在船壳板上。舰船模型的船壳板可以用松木条、松木板拼接粘结而成。 舭龙骨 有些船体还装有舭龙骨,它是装在船侧和船底交界的一种纵向构件。它能减弱船舶在波浪中航行时的摇摆现象。舰船模型的舭龙骨可以用厚0.51毫米的铜片或铁片制作。 船首柱和船尾柱 船首柱和船尾柱分别安装在船体的首端和尾部,下面同龙骨连接,它们能增强船体承受波浪冲击力和水压力,还能承受纵向碰撞和螺旋桨工作
3、时的震动。 船体部件装配 教学要求:了解船体预装配的工艺装备内容;理解船体部件装焊 过程;掌握胎架设计方法。 重点: 胎架设计、部件装焊。 难点:有斜升基面的胎架设计。 教学内容: 船体装配工艺随着造船材料和连接技术的发展而变化,目前的钢质船舶焊接船体的装配过程,大致由下列4个步骤组成: 1.将各个船体零件装配焊接成船体部件。 2.由船体零件和部件装配焊接成各种船体分段或总段。 3.由平面分段、曲面分段和零、部件装焊成大型立体分段或总段。 4.在船台上(或造船坞内)将分段、大型立体分段和总段组装成整个船体。 前3个步骤通常称为船体结构预装配工艺。所谓船体零件是指经号料、加工后可供装配的船体构件
4、,如肋骨、横梁、肋板、外板等。船体部件是指两个或两个以上的船体零件装焊成的组合件。如各种焊接T型梁、肋骨框架、尾柱、舵、带缆桩等。船体分段是由船体部件和零件组合而成的一部分船体,它又可分为平面分段、曲面分段、半立体分段、立体分段和大型立体分段。平面分段有隔舱壁、甲板、围壁等分段;曲面分段有舷侧、单层底、舭部等分段;立体分段有双层底、上层建筑、甲板室、边水舱、首部、尾部等分段;半立体分段则介于平面、曲面分段和立体分段之间,如舷侧带甲板边板、舷侧带部分隔舱壁、甲板带半高围壁等分段。船体总段是由船体分段、部件和零件组合而成的具有一定长度的船体环形封闭体;大型立体分段类似于船体总段。 第一节 船体预装
5、配的工艺装备 船体结构预装配焊接主要指船体部件、分段和总段的制造。在制造时,除了装配操作时需要使用的工具与设备外,还必须配置便于进行画线、装配定位、焊接和检验的专用工艺装备,才能顺利地进行装配工作并保证装配质量。这些工艺装备,根据其工作面的不同,可分为平台和胎架两大类。 一、平台的种类和用途 平台是一个大而平坦的工作台。一般由型钢和钢板组成,并固定在专门的水泥基础上。它主要用于装配焊接船体部件、平面分段和带有平面基面的立体分段等的一种工作台,也可作为设置胎架的基础。为了保证船体部件和分段的制造质量,要求平台的基础牢固,具有足够的结构刚性,平台的四角水平偏差不得超过5mm,平面不平度每米内不得超
6、过3mm。 用于船体装配的平台通常有钢板平台、型钢平台、水泥平台等6种。 1.钢板平台(即实心平台) 2.型钢平台(即空心平台) 3.水泥平台 4.钢板蜂窝平台 5.辊柱式输送平台 6.圆盘式输送平台 二、胎架设计与制造 胎架是装配焊接曲面分段和带曲面的立体分段及总段的工作台。它的曲形工作面应与分段和总段外形曲面相符合, 其作用是保证分段或总段的型线和尺度,并使分段和总段装配焊接时具有良好的工作条件。为了防止胎架在使用过程中产生变形而影响施工质量,胎架的制作除应保证其工作曲面的型线正确外,还应保证有足够的结构刚性。此外,必须对胎架作定期的检查和矫正。 1.胎架的组成 胎架是船体预装配工作重要的
7、工艺装备,下面以平切基准面支点角钢式胎架(图8-7)为例介绍胎架的组成: 模(胎)板 由横向布置的多根(图中为7根)角钢组成;为了防止胎架在使用过程中产生变形而影响施工质量,必须使其具有足够的刚性。 胎架基准面 就是用来确定胎架工作曲面的基准面,由胎板底线组成,基面形式见第四章第一节胎架样板内容;基面形式应使分段和总段装配焊接时具有良好的工作条件。 胎架工作曲面 由胎板上缘工作曲线组成,曲形工作面应与分段和总段外形曲面相符合,其作用是保证分段或总段的型线和尺度。 纵(横)向连接构件 有纵(横)向牵条、边缘角钢等,其作用使胎板和胎架成为一个整体。 2.胎架的种类 胎架设计与制造主要考虑下面几个方
8、面: 1.胎架基准面的选择 胎架基准面的选择,主要根据型线及其在肋骨型线图上的位置、施工条件、胎架用料等因素,经过综合分析后确定。通常,胎架基准面按其位置和有无纵向斜升,共分为6种类型,如图4-5所示。 平切、正切和单斜切基准面都是其基准面垂直于肋骨剖面的,所以在肋骨型线图上呈一根直线。这类胎架的基准面无纵向斜升,故胎架模板(又称胎板)与胎架基准面垂直(见图8-10a) 平斜切、正斜切和双斜切基准面的共同点是基准面与肋骨剖面不垂直。沿纵向有一个倾斜角度,所以,胎架模板与基准面不垂直。 图8-10 胎架基准面比较1-胎架基线 2-胎架基线 -胎架基准面与胎板的夹角 胎架制作与分段安装是一体的。因
9、此,必须对斜升基准面胎架进行改造,使胎架制作简化、分段构件安装方便。 某舷侧分段如图8-11a所示,分段的胎架为双斜切基准面支点角钢式,它的设计大致步骤如下: (1)在肋骨型线图上画出分段胎架基面线; (2)求胎架基面斜升角,改造胎板型值(需作5个纵剖面); (3)绘制型值表(扣掉板厚); (4)绘制生产(施工)设计图。 2.胎架结构形式的选择 胎架基础的选择: 胎架胎板的选择: 3.胎架设计与制造的原则与要求: 胎架结构具有足够的强度和刚性; 胎架模板或支柱顶点型值,其所形成的工作曲面应与分段的外形相贴合。同时,应计及为预防变形而施放的纵、横向反变形数值和外板的厚度差。 根据生产批量、场地面
10、积、劳动力分配、分段制造周期等因素,选择适当的胎架形式和数量,并根据船体型线决定合理的胎架基面切取方法,以满足生产计划的要求,改善施工条件,扩大自动、半自动焊和其他高效焊接方法的应用范围。 制作胎架应考虑节约钢材,节省工时,降低成本; 胎架的模板间距应是肋骨间距的倍数: 胎架应具有一定的高度和孔度: 胎架上应划出肋骨号、分段中心(假定中心线),接缝线,水平线,检验线等必要的标记。 下面以某一舷侧分段为例介绍支点角钢式胎架的制造方法。 在肋骨型线图上,根据分段所在位置作出单斜切基准面,基准面距型线的最低点不应小于800mm,然后在分段中部作垂直于基准面的直线,此即胎架中心线。以胎架中心线为准,向
11、两侧每隔一定距离作出平行于中心线的辅助线,分别在辅助线上从基准面开始量取到各肋骨线的高度值(若胎板为隔档设置时,那么量取高度值时也应隔档量取)。胎架画线制造使按下列具体步骤进行(见图8-14): 1.在水泥平台或其他平台上画出肋骨位置线、胎架中心线、辅助线以及接缝线等。 2.在每一档肋骨的肋骨线和各辅助线、中心线的交点上垂直坚立支点角钢。 3.利用水平软管或激光水平仪找出一水平面,并在支点角钢上做出标记,作为量取胎架该度的基准面。 根据预先制作的高度样棒在相应的支杆上画线,然后割去其余量,并焊上支撑加强材等即成。 第二节 船体板的拼接 船体的各层甲板、平台、纵横舱壁、围壁、内底板和平直的外板等
12、大面积平板,均可预先拼板,其过程为: 1.铺板除锈 按照施工图纸(或草图)的要求,将钢板铺放在平台上,并核对钢板上所注的代号,首尾方向、肋骨号码、正反面、直线边缘平直度、坡口边缘的准备工作;在铺板过程中应尽量利用空余场地,尽可能将板排列整齐,以减轻拼板时拉撬钢板的工作。 钢板在拼接前,其边缘均须除锈(已进行抛丸除锈预处理工艺者除外),要求用砂轮除锈直至露出金属光泽为止,以保证焊接质量。 2.钢板拼接 钢板拼接时,一般先将正确端的边缘对齐,用松紧螺丝紧固,对于薄板可用撬杠撬紧。如果不用松紧螺丝紧固,在定位焊时要先在中间和两端固定,然后再加密定位焊。 拼板时,在兼有边、端缝的情况下,一般先拼装边缝
13、。若先拼装端缝,由于边缝尺度较长,定位焊的收缩变形较大,可能产生间隙,则边缝的修正量就较大。而在焊接时,为了减少焊接应力,应先焊端缝,后焊边缝。 采用自动焊时因起弧点与熄弧点处的焊接质量较差,为了消除这种缺陷,在钢板拼接整齐后,可在板缝两端设置引弧板和熄弧板,这种工艺板的规格一般为100100毫米左右,厚度与所拼板厚度相当。 目前不少船厂已采用单面焊双面成型自动焊拼板工艺。这种工艺的反面成型有两种方法:一种是采用随焊机移动的滑块使板面成型,称为滑快焊接;另一种是用固定的衬垫使反面成型,称为压力架焊接。 滑块焊成型时两板间需留有一定的间隙、1,(见表8-1),与1的数值根据板的厚度而定,起弧端处
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