现代造船技术(第七章)

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1、第七章 造船生产设计,7-1 造船生产设计概述,造船生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。 一、造船生产设计的特点 1）生产设计将设计、工艺和管理有机地融为一体。,（ 2 ）船体放样作为船体生产设计的组成部分，把工作管理图表和放样两者提供的施工信息组成统一完整的船体建造施工信息，加之船体放样的辅助作用，保证了船体生产设计的土作管理图表上施工信息的准确性。 （ 3 ）生产设计将船、机、电等工作有机地结合起来，使它们之间的施工项目实现良好的协调从而打破过去按专业系统划分的直线

2、生产方式，形成按工序、区域统一组织各专业系统施工的生产方式。,（ 4 ）生产设计图纸与施工项目一致，而且只表示与本工序或工位的施工和管理的有关内容形成按工序、工位组织生产和严格按图施工的特点。 （5 ）生产设计图纸只表示所在工序或工位施工所必需的内容，图中结构和零、部件都用编码进行标注，而且所有图面都按工作面（施工位置面）绘制，所以图面清晰明了，阅读方便，符合施工者视觉习惯，便于现场施工人员的使用。,（6 ）生产设计图纸对现场施工分工明确，并要求严格按图施工，从而能执行在设计中经过优化的统的施工方法，克服仅凭现场施工者个人经验所引起的施工技术上的差异、质量控制不一致等现象，达到了施工技术统一，

3、便于控制生产全过程的目的。 二、造船生产设计流程 造船生产设计既是贯穿整个船舶设计过程，又是船、机、电等专业有机结合的设计工作。,生产设计流程有如下特点： （1）建造方针和施工要领等总体工艺文件，在合同设计的初期就进行研讨和协商，并将决定的施工原则和要求及时反映到产品图纸中去。到合同设计后期（主要图纸完成后），则应最后编制定稿。 （ 2 ）船体放样和舾装综合布置设计，在合同设计后即可开始进行。以便为分段划分，分段舾装、单元舾装等的划分提供准确数据。,（ 3 ）船体分段、分段舾装、单元舾装等的划分，应与详细设计平行地进行，并完成全部划分和出图工作，以便为后续生产设计工作及时提供依据 （ 4 ）应

4、平行和交叉进行船体生产设计和舾装生产设计工作，以便两者相互提供所需数据和图面，保证生产设计的质量。,三、造船生产设计的基础技术工作 实施船体生产设计中最主要的几项技术标准： 1 . 生产设计编码系统 生产设计编码系统在船体生产设计中，是利用编码来传递零、部件和结构的生产信息的，所以编码系统是船体生产设计的共同语言。是船体生产设计不可缺少的技术手段。 生产设计编码系统的作用： 1）简化了图面； 2）标明了零、部件和结构在船上的位置及其工艺流程； 3）沟通了各种工作管理图表之间的联系。,2. 劳动工时和材料消耗定额标准 劳动工时和材料消耗定额标准的主要作用： 1）决定工艺方案和优化施工方法时进行定

5、量分析和比较的重要依据； 2）绘制网络图等的主要资料。 3. 标准构件的标准节点图册 标准件的应用水平乃是衡量产品设计质量的重要指标，当然也是衡量船体生产设计质量的重要指标。 标准构件和标准节点的应用，不仅提高了船体结构的标准化程度，还可简化生产设计及其绘图工作提高设计效率。,4. 标准工艺规程和标准日程表 按成组技术将船舶产品分解为不同的中间产品，对于有共性的中间产品可编制一些标准工艺规程和标准日程表，这样可简化生产设计工作，逐步提高生产过程标准化的水平。 四、生产设计编码系统 造船生产设计编码系统，由船体生产设计编码系统和舾装生产设计编码系统组成，这两者既是统一的（代码组成原则统一），又是

6、自成体系的。下面仅就船体生产设计编码系统的建立原则进行阐述及举例。,制定生产设计编码系统的原则： 1） 代码应能清楚表示所要表达内容的全部意义。 船体生产设计编码系统的代码，应该表达以下两方面的意义： （1）识别船体结构的名称和部位从传递船体建造过程的信息出发，首先应知道待制品的名称、特点及其在船上的部位。它包括： 船体结构名称； 该结构在船上的部位； 是否是对称件； 是否是通用件。 （ 2 ）识别船体结构的施工路线。,2） 编码系统应该简明清晰，便于记忆和使用。 代码的组成应满足以下要求： （ 1 ）代码的组成应尽量简短，过于冗长的代码不仅难于记忆，还容易引起识别出错； （ 2 ）组合代码的

7、代号，应与所表达的文字有一定的联系，以增强代码的直观性； （ 3 ）组合代码的代号，应从造船职工队伍的文化素质出发，选用他们最容易熟悉的代号来组成代码；但随着船舶制造市场的国际化，组合代码的代号还应符合国际通用原则。 （ 4 ）对代码中表示不同意义的代号，用简单直观的分隔符号隔开，形成固定格式，以便记忆和辩认,3 ）代码组合形式应清楚且不重复，以免混淆 4 ）编码系统应与工作管理图表中的其他标注和记载格式组成有机整体，避免重复表示同一项内容 5 ）编码系统应避免用特殊符号作代号，以便计算机辅助船体生产设计,3. 船体构件代码组合的举例 英文字母和数字组合的构件代码 SS1282441 H1 B

8、1 201 其中：SS128 代表船名，该厂建造船舶的编号； 2441 表示上甲板第 24 号左边的分段； H1 表示 2441 分段中序号为 1 的平面板架； B1 表示 H1 平面板架中序号为1 的元件（肘板类） ; 201 表示元件 B1 中序号为 1 并用数控切割的构件。,一、船舶建造方案的选择 船舶建造方案，就是根据产品的特点和制造要求 （ 批量、交货期和技术要求等），结合船厂生产条件制订的建造产品的基本方案。它是进行生产设计、编制生产计划和组织施工的指导方针，也是制订船厂技术改造规划的重要依据。船舶建造方案一般包括船体建造阶段的具体划分，分（总）段的制造方法，部件和组合件的制作方式

9、，船舶在船台上的建造方法和船舶舾装的阶段（分段舾装、单元舾装、船台舾装和码头舾装）和内容的划分，以及应采取的各项技术组织措施等。,7 - 2 船舶建造方案及船体分段的划分,决定船舶建造方案时，一般可从以下三个方面进行综合评价： （1）可行性 （2）合理性 （3）先进性 影响船舶建造方案的主要因素有以下两个方面： （1）船舶产品特点的影响 （2）船厂生产条件的影响,二、船体分段的划分 当船舶详细设计进行到一定阶段，船体基本结构图已经完成时，即可进行船体分段的划分，绘制船体分段划分图，为及时、全面地开展生产设计工作创造条件。 划分船体分段的原则： 1. 分段重量和尺寸的选择 船底、船首、尾和某些上

10、层建筑立体分段应以船厂起重运输能力为决定分段划分的主要因素；而甲板、舷侧等则应以分段结构刚性和分段吊运翻身的可能性为分段划分的主要因素，船厂起重运输能力为次要因素。,2. 生产负荷的均衡性 所划分的分段应能保持各工艺阶段生产负荷的均衡。 3 . 船体结构强度的合理性 分段划分时的船体结构强度合理性，就是船体结构特点对分段大接头提出的强度要求。在容易产生应力集中的区域，如舱口角隅处，机座纵桁末端，上层建筑端部，双底向单底结构过渡部分等处，因应力集中而比其他区域的应力大得多，对焊接接头中存在的残余应力和热影响区特别敏感，所以分段大接缝必须避开这些应力集中区域。,4. 施工工艺的合理性 分段划分应为

11、船舶建造创造良好的施工条件，它主要有以下几方面的要求： 1 ）扩大分段装焊的机械化、自动化范围 尽量将曲面部分和平面部分区分开，尽量扩大平面分段的数量，以得到良好的施工条件和扩大自动焊使用范围。 2 ）分段大接缝布置的合理性 为了保证分段划分满足施工工艺合理性的要求，分段大接缝的布置应满足以下要求：,（1）划分分段接缝尽量考虑结构连接特征； （2）划分分段考虑骨架形式特征； （3）分段横向大接缝尽量布置在同一剖面内，以便于进行焊接补偿； （4）为了控制分段大接头处的型线，大中型船舶要求分段横向大接头设在 1 / 4肋距处；但对内河小船因共肋距较小而将自设在 1 / 2 肋距处； （5）首尾尖舱

12、的分（总）段的横向大接缝，一般应布置在尖舱舱壁外； （6）对有舱口的甲板分段划分，应尽量保持舱口的完整性。它既可提高舱口制造精度还可以避免船台装配时对接舱口围板的高空作业，以提高作业的安全性和生产效率。,（7）船底作纵向划分时的纵向大接缝，在划分成左右两段时，应设在靠近中底桁处；在划分成三段时，则应设在靠近旁底桁处，这时应将旁底析改为连续构件； （8）底部分段与舷侧分段对接的纵向大接缝，一般都是以舭部外板与舷侧板的纵接缝，舭肘板与肋骨连接处作为大接缝的。从便于施工出发，其板缝位置船中部分应设在舭肘板上口向下 100 150mm处；首、尾部分则应设在舭肘板上口向上 100 150mm处；舷侧分段

13、应尽量避免作上下划分，在必须作上下划分时，分段纵向大接缝应设在中间甲板或平台以上 100 150mm处,（9 ）上层建筑一般都划成带甲板的立体分段，而且其纵向大接缝总是沿着甲板与围壁接缝处划分的，当外部围壁上下连续时，则分段纵向大接缝应设在甲板上 100 150mm处。,（10）多层甲板的舱壁分段，为了保证甲板的连续和便于船台装焊，而将舱壁在甲板处切断，以舱壁和甲板连接的角接缝为大接缝 （11）分段大接缝的布置要便于开展预舾装工艺，根据舾装件的布置，尽量使分段大接缝避开设置各种基座、水密门窗、人孔、扶梯和箱柜等部位，使它们不跨越两个分段；电路电缆等被切断的数量最少，以减少这些舾装件的嵌补工作量

14、。 3）分段接头形式的合理性 船体总段和上层建筑分段的接头形式，一般采用平断面接头，以便进行船台装配作业；底部分段横向大接缝的接头形式，一般应选用平断面接头；舷侧分段和甲板分段的接头形式，一般应选用阶梯形接头。,岛式建造法的嵌补分段，一律选用倒阶梯形接头，以便吊装时容易进行嵌入作业。选用阶梯形接头时，接头处各类构件接缝线的布置，必须满足船台分段吊装顺序的要求，否则，就会因布置错误面造成吊装困难。 5. 降低材料消耗 分段划分应以钢材规格作依据，当使用的钢板规格与外板展开图的钢板规格一致时，可直接选用外板展开图的列板纵缝作分段纵向大接缝；若它们的规格不致时，应首先对外板展开图重新排板，再选用新的

15、列板纵接缝作分段纵向大接缝。分段的长度应等于外板展开长度或外板展开长度的倍数，再加上大接头工艺余量即可。此外，分段划分方案应使船台装配时少用假舱壁和临时支撑，而且在单船建造时，尽量减少胎架数量，以减少辅助材料的消耗。,7 3 建造方案和船舶总装的生产设计内容,包括总体工艺设计和船台装配阶段的施工工艺文件编制。 一、总体工艺设计 1.分段划分图 1）绘制侧面图和船底、各层甲板（包括上层建筑甲板）及平合等平面图的分段划分图； 2） 绘制详细表示分段接头形式的典型横剖面图； 3）编制分段明细表，表内应列出分段名称、编码、位置、尺寸和重量等详细内容。,2 . 船体结构理论线图 根据船体结构理论线有关规

16、定，结合产品结构特点，详细绘制全船结构理论线图。,3. 施工要领说明书 施工要领说明书是生产设计和组织生产的指导性文件。通常包括如下内容： 1）总述，包括产品的主尺度、总布置、结构型式等及船厂的生产条件； 2）船用材料的牌号和规格 ； 3）建造方案综述，包括船台建造法，部件、分（总）段制造法，预舾装方案等； 4）分段划分概况说明，分段总数，最重分段的重量，最大分段的尺寸，并附有分段明细表（表中项目有分段名称、编码、位置、尺寸、重量、制造场所、工艺装备和制造方法等）；,5）完工后的船体主尺度和基线等的技术要求 6）焊接技术要求和焊接材料的选用 7）密性试验要求 8）新工艺、新技术的推广应用 二、

17、船台装配阶段的施工工艺文件 1. 船台装配顺序图（或网络图） 船台装配顺序图是根据建造方案的船台建造法、起重设备数量、劳动力和分段吊装节拍等制订的。它应保证船台分段吊装作业的连续性，保证分段吊装定位和分段接头的装焊等作业不发生相互干扰。,2. 船台吊装定位线图 分段吊装定位线，一般选用通过该分段的水线、船体中心线（或纵剖线）和肋骨线。 吊装定位线图包括： 1）分段划分简图的侧视图，不同吊装定位线的横剖面和甲板简图； 2）在图中标出全部吊装定位线及其位置标记； 3）定位技术要求。 3. 船台焊接程序图 船台焊接程序图包括： 1）标出大接缝焊接程序及焊缝交叉位置； 2）指明主体结构与内部结构的焊接顺序； 3）自动焊、手工焊的作业范围；,