钢船建筑工艺流程.docx
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1、课题一 钢船建造工艺流程【教学目的】1、熟悉造船工艺的基本概念、内容。2、熟悉钢船建造的工艺流程。3、了解壳、舾、涂三大工程之间的关系和壳、舾、涂一体化的概念。【教学重点】1、钢船建造工艺流程。2、几个基本概念:(1)造船工艺(2)船体建造(3)船舶舾装(4)船舶涂装【教学时数分配】1、造船工艺的基本概念和流程 2学时2、造船模式与先进技术 2学时【教学方法】1、 采用多媒体,通过展示实船图片促进学生的认知。2、本章节以知识的传授为主,通过介绍,使学生熟悉钢船建造工艺流程,了解造船模式及其关键技术,了解船舶工程的全貌,为后续学习打基础。课题一 钢船建造工艺流程第一节 船舶建造工艺的基本内容船舶
2、建造简称造船一、造船工艺的定义及特点造船工艺:造船施工方法和过程的统称。造船工艺学:研究船舶建造过程及其工艺技术的一门应用科学。特点:具有很强的实践性、理论性和综合性。二、造船工艺的主要任务1、为造船生产制订工艺方案根据现有技术条件,制订优良的工艺方案:(1)船舶建造方案; (2)操作方法与工艺规程;(3)工艺装备和设备; (4)施工精度标准以及检测方法;(5)新技术的应用。2、研究开发新工艺、新技术。三、造船工艺的基本内容(一) 船体建造加工制作船体构件,再将它们组装焊接成中间产品(部件、分段、总段),然后吊运至船台上总装成船体的工艺过程。 1、船体放样和号料 (1)船体放样:主要工作内容包
3、括船体型线光顺,纵横结构线放样,船体构件展开,制作放样资料等 手工放样:利用手工操作的方式完成放样工作。 数学放样:利用数学方法人机交互完成放样工作。(2)船体号料:将放样展开的船体构件外形和大小依据草图、样棒、样板、样箱等划到钢材上,并标注加工装配符号等信息。2、船体钢料加工 (1)钢材预处理:钢材的轿平、除锈涂底漆等。(2)构件的边缘加工:切割、开坡口和打磨。(3)构件的成形加工:将构件弯制或折曲成所要求的空间形状。3、船体装配与焊接(1)船体结构预装配与焊接:预制部件、分(总)段的工艺过程。 部件装焊:将零件组合焊接成部件的作业。 分段装焊:将零、部件装焊成分段或将分段装焊成大型分段的作
4、业。(2) 船台装配与焊接:在船台上将分段合拢成整个船体的工艺过程。(二) 船舶舾装将机电装置、营运设备、生活设施、各种属具安装到船上去并进行舱室装饰等的工艺过程。1、舾装作业内容(1)机舱舾装:机舱内各种设备的安装与调试。(2)电气舾装:船内电气设备的安装、调试,电缆的敷设等。(3)船体舾装 甲板舾装:舵系、系泊、装卸、消防、救生等设施的安装调试。 住舱舾装:生活设施、航海测量仪器、通信装置等的安装作业。2、舾装工艺阶段(1)舾装件采办:舾装件的订货、外协和自制工作。(2)单元舾装:将舾装件组装成适当大小的舾装组合体。(3)分段舾装:在分段制造时或完工后将舾装件预先安装在分段上。(4)船内舾
5、装 船台舾装:在船台上船体合拢后进行的舾装作业。 码头舾装:船舶下水后在码头进行的舾装作业。(三)船舶涂装在船体内外表面和舾装件上,按照技术要求进行除锈和涂敷各种涂料,使金属表面与腐蚀介质隔开,以达到防腐蚀处理的目的的工艺过程。(四)船舶下水船舶下水:将船舶船台(或造船坞)上移到水中去的过程。船舶下水有三类方法: 重力式下水 机械化下水 漂浮下水(五)船舶试验1、系泊试验在船舶基本竣工时,将船系在码头上对主机、辅机以及各种设备和系统进行试验,以检查船舶的完整性和可靠性。2、倾斜试验将船舶置于静水区域,进行倾斜试验,以测定完工船舶的重心位置。3、航行试验对所建造的船舶作一次综合性的全面考核,可分
6、为轻载试航和满载试航两种,是由船厂会同用船单位和验船部门一起进行的。试验前首先应按船舶的类型,决定在海上或江河中进行试验。(六)交船与验收在船舶试验结束后,船厂应立即进行排除试验中所发现的各种缺陷,并对船舶本体和船上的一切装备,按照图纸飞说明书和技术文件逐项向用船单位一一交验。第二节 船舶建造工艺的工艺流程一、船舶建造的三大子系统船舶建造是非常复杂的、涉及多种专业的、依赖高科技的系统工程。造船工艺过程一般分解为三大子系统:1、船体建造壳基础。2、船舶舾装舾中心。3、船舶涂装涂重点。壳、舾、涂相互交叉、相互影响,关系错综复杂。二、钢船建造的工艺流程1、钢船建造的一般工艺流程如下图所示:2、壳、舾
7、、涂一体化造船工艺流程如下图所示:壳、舾、体一体化造船工艺流程三、视频演播钢船建造工艺概论课题二 船体放样第一节 船体理论型线放样(1)【教学目的】1、掌握船体放样的概念、方法分类、作用。2、复习船体型线图的特征及其投影关系。3、掌握手工放样时格子线的作法和步骤。【教学重点】手工放样时格子线的作法:1、基线作法。2、站线作法。3、水线和纵剖线作法。【教学方法】1、首先要复习巩固对船体型线图的投影关系的认识,只有比较熟练地掌握了在图纸上绘制型线图的方法和步骤,才能比较清楚地认识在放样间的地板上进行理论型线放样的方法和步骤。2、重点介绍手工放样的有关特殊操作方法,如:(1)铅垂线法作基线。(2)激
8、光经纬仪法作基线。(3)激光经纬仪法作垂线。课题二 船体放样船体放样(lofting)的基本概念:1、定义船体放样:对船体型线进行三向光顺、求取光顺的结构线和板缝线,进行船体构件展开,制作样板、样箱或草图等放样资料,为后续工序提供可用数据的工艺过程。2、主要工艺流程船体型线三向光顺生成光顺的肋骨型线绘制结构线和板缝线船体构件展开制作样板、样箱、草图等放样资料3、船体放样方法(1)手工放样(manual lofting):用手工作图的方法进行放样。实尺放样(full scale lofting): 按1:1的比例进行的放样。比例放样(Scale lofting): 按1:5或1:10的比例进行的
9、放样。(2)数学放样(mathematical lofting):运用数学函数来定义船体型线或船体曲面,并将其编制成计算机程序,采用计算机技术进行放样。4、船体放样的主要作用修改设计型线的误差。进行结构细节设计。为船体建造施工提供数据和信息。第一节 船体理论型线放样(1)一、船体型线图(lines plan)1、船体型线图的投影关系船体型线图:在三个相互垂直的投影面上,以船体型表面的截交线和外形轮廓线的投影线表示船体外形的图样。2、船体型线图的三视图(1)纵剖线图(sheer plan):纵剖线(buttocks)反映实形。(2)横剖线图(body plan):横剖线(body lines)反
10、映实形。(3)半宽水线图(half breadth plan):水线(waterlines)反映实形。3、基本型线的投影特征4、型线的精确性光顺性(fairness):型线曲率和缓变化,没有局部凹凸和突变。协调性:同组型线的间距大小有规律变化,不时大时小。投影一致性:任意一点在各视图上的长、宽、高型值应对应一致。即三面吻合(coincide in three projection planes)二、理论型线放样的方法和步骤(一) 格子线(grid)的绘制按设计型线图中的垂线间长、型宽、型深、水线和纵剖线间距绘制。格子线的精度直接影响船体型线的精确性,绘制时,线条的粗细、平行度和垂直度必须满足有
11、关标准的要求。1、作基线(molded base line) 基线是型线图最重要的基准线。(1)铅垂线法用直径0.51mm钢丝,二端分别固定在拉线架的花篮螺丝上,并调节拉紧。用线锤每隔1.52m划一点,每过3点(1、2、3)、(2、3、4)连一直线,并检查各点使其全部通过,然后用色漆笔划出直线。 (2)激光经纬仪法采用高精度激光经纬仪,先调平仪器中心,对准0点。光束发射到An点,将仪器激光管反方向旋转360,再复查光点,若无偏移,再每隔15002000mm划出各点,然后按上述同样方法划出基线。2、作站线(station ordinates)(1)在基线上量出各站号等分点,并标出站号(stati
12、on No);(2)作首、尾垂线和中站线; 几何作图法:中垂线法或勾股定理法。 激光经纬仪法 将仪器中心对准0号站点; 将光束发射到20号、10号站线点; 将仪器的水平度盘左转90划出若干点; 再将仪器的水平度盘右转90复测10号、20号站线点是否重合; 过各点用色漆划出一直线即0号站线。(3)作其余站线 在三条垂线上各量取大于船体最高点的一个定值作一条水平直线,检查010、1020和020站之间的值; 在最高水平线上在020站线之间作20等分点; 将基线和最高水平线上对应的站号点连成直线并划出色漆线即得站线。3、作水线或纵剖线 选择几根站线分别量取各水线的高度值,每过三点弹一直线即得水线;
13、选择几根站线分别量取各纵剖线的宽度值,每过三点弹一直线即得纵剖线。4、作横剖面图上的格子线5、格子线的检验用对角线验证其精确性。格子线画法第一节 船体理论型线放样(2)【教学目的】掌握手工放样时外板与甲板轮廓线、截交线的作法以及型线光顺与检验的方法。【教学重点】1、甲板线的投影特征与放样方法,梁拱曲线的作法和梁拱样板的作用。2、型线光顺的方法。【教学方法】1、以在图纸上绘制型线图的方法作为基础,学生对在放样间进行外形轮廓线和截交线的放样过程应该不难理解。2、重点介绍手工放样的有关特殊操作方法,如:样条的用法、梁拱样板制作方法及其作用等。3、 经过这部分内容的学习,学生应进一步巩固对船体型线图及
14、其投影关系的认识,熟悉手工放样的方法和步骤,在以后的船体放样实训当中经过实际操作训练之后,应该能比较好地掌握船体理论型线放样的方法。第一节 船体理论型线放样(2)(二)作三个投影图的轮廓线(contour line)1、作中纵剖面的首尾轮廓线 2、作横剖面图的底边升高线和舭部转圆线3、作甲板线(deck line)甲板线:甲板边线和甲板中线的统称。甲板边线(deck line at side,deck side line):甲板型表面的边缘线。甲板中线(deck line at center,deck center line):甲板型表面与中线面的交线。甲板线的特点:同一层甲板自首至尾所有的梁
15、拱曲线的形状都相同;同一层甲板从中心至两舷所有的纵剖线形状都相同,甲板中心线可代表所有甲板纵剖线。(1)绘制梁拱曲线(camber curve)根据型宽B和梁拱高H运用作图法绘制,一般有三种方法:画法一:画法二:计算法(大R法):yH-x2/2R(2)制作梁拱样板(beam mould)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。(3)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。4、划舷墙顶线或折角线与甲板边线的划法完全一样。第一节 船体理论型线放样(2)【教
16、学目的】掌握手工放样时外板与甲板轮廓线、截交线的作法以及型线光顺与检验的方法。【教学重点】1、甲板线的投影特征与放样方法,梁拱曲线的作法和梁拱样板的作用。2、型线光顺的方法。【教学方法】1、以在图纸上绘制型线图的方法作为基础,学生对在放样间进行外形轮廓线和截交线的放样过程应该不难理解。2、重点介绍手工放样的有关特殊操作方法,如:样条的用法、梁拱样板制作方法及其作用等。3、 经过这部分内容的学习,学生应进一步巩固对船体型线图及其投影关系的认识,熟悉手工放样的方法和步骤,在以后的船体放样实训当中经过实际操作训练之后,应该能比较好地掌握船体理论型线放样的方法。第一节 船体理论型线放样(3)(三) 作
17、三个投影图的截交线一般顺序:横剖线水线纵剖线先划横剖线的原因:横剖线曲率大、数量多、图面相对集中。1、划横剖线图中的横剖线所需型值(offsets)一般取自设计型线图。注意横剖线的光顺性,兼顾水线和纵剖线的光顺性。2、划半宽水线图中的水线 在横剖线图中用样棒录取横剖线与水线格子线交点的半宽型值。 用样条连顺水线时注意与同一水线面的首尾圆弧相切。 如有改动应返划到横剖面图上以保证型值对应。 改动时尽量保证水线面面积不变,设计水线面面积不能变动。3、划纵剖线图上的纵剖线 用两根样棒分别在横剖线图和纵剖线图中录取高度和长度型值。 如有改动应返划到横剖线图和纵剖线图上以保证型值对应。 尽量在水线图和纵
18、剖线图上修改。 修改的点数尽量少,改动距离尽量小。4、划舷侧边平线和船底底平线侧平线:横剖线与舷侧平面的切点(或交点)的轨迹线。底平线:横剖线与船底平面的切点(或交点)的轨迹线。划法:在站线上用样条录取切点(或交点)的半宽值(底平线)或高度值(侧平线),置于水线图或纵剖线图对应的站线上,用样条连顺。如果不光顺,则要进行修顺并将改动的点返划到横剖线图上去修正横剖线。三、船体型线的光顺和检验光顺(fairing):将型线反复修改,使其三向光顺。1、型线光顺的基本要求 船体曲面上任一点在三个投影图上的型值必须相互吻合。 所有型线必须是光顺的。 型线修改光顺后,各点型值应尽量接近原设计型值。不光顺的纵
19、剖线2、型线光顺的方法 通过光顺型线达到光顺船体曲面的目的; 三个投影图应协调一致地修改,多次反复,互相对照; 一般注意以下几点:(1)修改交角较小的型线(2)减少修改点数量(3)选择对邻近部位影响小的部位修改(4)尽量减少型线修改量3、型线图的检验 斜剖线(diagonal):斜交于中线面和基平面,但垂直于中站面。 作斜剖线可综合检验型线的光顺性。第二节 肋骨型线放样【教学目的】掌握手工放样时肋骨型线的放样方法。【教学重点】1、肋骨插值的方法。2、艉轴出口处肋骨型线修正的方法。【教学方法】1、肋骨型线即是在肋位处的横剖线,讲清通过纵剖线图和半宽水线图求肋骨线型值的肋骨插值法,学生即能理解肋骨
20、型线放样的方法和步骤。2、学生对艉轴出口处肋骨型线的投影关系尤其是相对于斜剖面的投影关系难以想象清楚,本节通过典型实例,详细演示艉轴出口处肋骨型线光顺的方法,首先让学生熟悉步骤,同时注重提示学生想象其空间投影关系。第二节 肋骨型线放样一、肋骨型线放样的作用 获得肋骨型线图(frame body plan)。 是船体型表面具体实现的保证。 为横向构件提供型线。 是外板展开的依据。 是纵向构件展开的依据。 是制作样板样箱的依据。 是下料、加工、装配等的依据。二、肋骨型线放样的方法和步骤1、方法肋骨插值(frame interpolation):在光顺的船体型表面上作肋骨剖面(frame secti
21、on surface)获得每档肋骨处的横剖线。2、步骤(1)设置肋骨线在纵剖线图和半宽水线图上,根据肋位,作各肋骨剖面的投影直线。(2)量取肋骨型值量取每号肋骨线与各水线、纵剖线、甲板边线、舷墙顶线等型线交点的半宽、高度型值;(3)绘制肋骨型线按肋骨型值表或型值棒将每号肋骨的半宽、高度型值转录到横剖线图上,用样条将同号肋骨型值点连顺。(4)作梁拱曲线将纵剖线图上各肋骨位置的甲板中线高度(即各横梁曲线的中心点高度),转录到横剖线图上;再将梁拱样板的中线对准横剖线图上的上述各横梁曲线中心点,并使梁拱曲线通过对应肋骨曲线的甲板边线点,最后绘出各横梁曲线。(5)肋骨型线的检验 作斜剖线三、尾轴出口处肋
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