船体装配讲义
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(培训体系)船体装配工培训教材第一章铆工的基础知识1第二章几何体放样 5第三章几何体展开 11第四章钢材的分类及船用钢材26第五章胎架33第六章船体型线图放样的基本概念及胎架的运用 39 第七章焊接简介 44第八章船体密性试验75第九章舱盖修理 84第十章舱口围修理92第十一章大面积换板93第十二章船体及金属结构装配工安全知识111第一章铆工的基础知识一、铆工的任务铆工的任务是从事钢结构的制造工作。
钢结构在国民经济建设中到处可见,种类繁多,大的如炼铁高炉、远洋轮船、大型桥梁和电视发射塔等,而小的如电气柜、自行车架、通风道和贮气瓶等。
铆工的工作内容比较多,但主要的工作内容是看图下料、冷热加工、构件拼装、结构装配等。
所谓看图下料就是指放样、展开和下料;冷热加工是指将钢材裁割开来,并加工成为一定形状的零件;构件拼装和结构装配是指采用焊接或铆接的工艺方法将零件拼装成部件和构件,并进一步装配成分段和完整的钢结构。
所以,从放样开始直到总装、交验的整个过程都是铆工的工作范围。
随着生产机械化和自动化程度的不断提高,工种的分工愈来愈细,目前,在一些工厂里,铆工的工作内容已局限于钢结构的装配。
原来从事放样、下料…等工作内容的工人被分别称为放样工、下料工…等而区别于铆工。
二、常用计算公式(1)、钢丝绳F许=9d2d——钢丝绳直径(mm)例:一根直径18.5毫米的钢丝绳用于吊运工件,求许用负荷。
F许=9d2=9×18.5×18.5=3080kg(2)、卸扣(卡环)P=6d2式中:P——许用负荷(kg)d——卸扣弯环处直径(mm)例:有一个弯环处d=20mm的卸扣,求许用负荷。
P=6×20×20=2400(kg)(3)、其他计算公式①、圆周长度C=d式中:C——圆周长度(mm)——圆周率取3.1415d——直径(mm)例:有一根圆钢d=420mm,求该圆钢的周长。
C=3.1416×420=1319.5(mm)②、圆面积A=d2/4式中:A——圆面积(m2)——圆周率取3.1416d——直径(m)例:有一块圆盖板d=1.25m,求该盖板的面积。
第一章+++船体装配基础知识第一章船体装配基础知识第一节现代造船工艺流程现代造船工艺流程:1、船体建造的主要过程船体建造是船舶建造的主要部分,它具体包括船体放样、零件号料、构件加工、部件装焊、分段装焊、总段装焊和船体搭载以及密性试验等过程。
(1)船体放样船体放样包括船体肋骨型线的光顺,对设计图中可能产生的误差进行反复修正,并在光顺后的船体型线图上绘出各种结构线,进而确定各种船体构架的实际形状和尺寸以及制定检测手段(如制作样板、样箱)为后续工序提供施工依据。
最早的放样是实尺放样(1:1),其次是比例放样(1:N),随着计算机技术的发现与应用,放样有了质的飞跃,出现了数学放样,从而实现了放样自动化、无纸化。
(2)零件号料零件号料就是将放样中的信息反映到原材料上去,如零件的尺寸、后续工序所需的简明标记、符号和数据等。
号料的方法随着放样方法的发展而发展,与实尺放样对应的号料方法为手工号料,与比例放样的号料方法的投影号料,随着数学放样的出现,号料工作就非常简单和自动化了。
(3)构件加工构件加工是将原材料变成船体的第一步,它包括钢材预处理、构件边缘加工和构件成形加工。
从钢料堆场取出的钢材,因受扎制、搬运和存放中的种种因素的影响,钢材表面常附有氧化皮,铁锈或产生局部凹凸不平翘曲、扭曲等变形。
在号料之前,需要对钢板进行校平、除锈、喷涂车间防护底漆和烘干等作业。
现在上述作业一般在钢材预处理流水线上进行。
船体构件边缘加工包括三个内容:一是根据号料所给的信息运用切割或剪切的方法得到船体构件,二是根据焊接的技术要求对船体构件进行焊接工艺坡口加工,三是根据设计规范要求对自由边和人孔内周边进行打磨。
船体零件成形加工就是采用机械冷弯或水火热弯等方法将平直的原材料加工成船体制作所要求的空间形状。
(4)船体装焊船体装焊就是将加工后的船体构件分为部件装焊、分段装焊、总组装焊和船体搭载几个步骤组装成一座整体的过程。
它包括装配和焊接两个过程。
第五章船体装配①船体装配就是将加工合格的船体零件组合成部件、分段、总段,直至船体的工艺过程。
②船体装配分为船体结构预半夜焊和船台装焊两大部分,其中船体结构预装焊分为部件装焊、分段装焊和总组装装焊三道工序。
5-1 船体结构预装焊的常用工艺装备船体结构预装焊所使用的主要设备有起重、电焊、气割和压缩空气设备,以及管道、平台和胎架等。
一.平台的种类及用途①平台一般是由水泥基础和型钢、钢板等组成的具有一定水平度的工作台,分为固定式和传送带式两大类。
②固定式平台主要用于装焊船体部件、组件、平面分段和带有平面的立体分段,也可作为放置胎架的基础。
③传送带式平台设有相应的传动装置,既可用于部、组件和平面分段的装焊,难能又可用来运送工件,是组建生产流水线的重要工艺装备。
1.固定式平台1).蜂窝平台主要用于主、辅机基座等精度要求较高的部、组件的装焊和部件、外板的热弯成形加工或变形矫正。
2).钢板平台又称实心平台,主要用于绘制船体全宽肋骨型线图,并装焊肋骨框架等部件。
3).型钢平台又称空心平台,既可用于拼板和装焊平面分段,也可作为胎架的基础。
4).水泥平台它用途广泛,更适合作胎架基础,主要缺点是受高温易爆裂,预埋的钢材易锈蚀。
2.传送带平台1).链式传送带平台它的主要作用是作流水在线改变运送方向。
2).辊式传送带平台它主要作用于平面分段机械生产线的拼板工位。
3).台车式平台主要用于分段的运输。
4).圆盘式传送带平台主要用于平面分段机械化生产线中分段的传送。
二.胎架的种类和用途①胎架是制造船体曲面分段和曲形立体分段的形状胎膜和工作台。
它应具有足够的结构刚性和强度,主要作用是支承分段曲面形状和控制其装焊变形。
②按适用范围分,胎架可分为专用胎架和通用胎架两大类。
1.专用胎架专用胎架是专供某种分段使用的,如底部、舷侧、甲板分段和首、尾柱等。
1).单板式胎架通常用于军品或技术要求高的批量生产中。
2).桁架式胎架通常用于一般船舶,尤其用于单船或小批量建造。
第一章船舶分段的划分第一节船舶装配概述零件部件分段(总段)船台、船坞散装件1)部件装配:将加工好的零件装焊成小组件或大组件。
2)分段装配:将加工好的部件进行组装,形成分段的过程。
方箱子分段平面分段流水线3)分段总组:曲面分段、曲面分段进行组装,形成形成主体结构的分段。
4)总装大合拢:将总组好的分段到船台或船坞进行焊接的的过程。
1 分段建造装配顺序:铺板划线定位安装构件盖面2 分段制造方法1)放射法:先装纵骨,再装中间的肋板和间断桁材,交叉进行,最后吊中桁材。
2)插入法:先装间断桁材,再装肋板,最后吊中桁材,适用于中型船、横骨架式。
3)分离法:先装纵骨、间断桁材、中桁材,再插入肋板,适用于平直纵骨结构分段。
4)框架法:分段铺板焊接和划线在分段场地进行,而构架在专用胎架上进行制造,最后将构架所形成的框架整体吊上分段进行焊接。
分段构架装配采用那几种方法,这些方法的主要工序如何?船体装焊工艺路线,归纳起来有几条部序,四大部序。
第二节分段划分及编码方法一、分段划分的原则1)分段重量的选择受船厂起重能力和运输能力的限制。
2)生产负荷的均衡性分段数量的位置要于船台(船坞)装焊顺序和进度相符合。
3)船体结构的合理性分段划分的结构合理性,是船体结构特点对分段大接头的强度要求。
4)施工工艺的合理性A 扩大分段装配焊接的机械化、自动化范围。
B 分段大接缝布置的合理性,分段大接缝布置的合理不仅可以保证船体结构的合理,而且可以简化装配工作。
C 分段接头形式的合理性,单断面接头和阶梯形接头,板和骨架错开,错开距离在一档肋距内。
D 分段划分充分考虑钢材分段长度尽量与钢板规格或型才规格保持一致,我公司板材或型材长度一般为12m。
E 扩大预舾装。
二、分段编码横向位置代码数量顺序代码分段层次代码分段构造代码(这里表示底部)分段区域代码(这里表示货舱区)分段构造代码:底部 B Botton边底W Wing舷侧S Side上甲板 D Deck横隔舱T Transverse bulkhead纵隔舱L Longitudinal bulkhead半立体分段G特殊分段尾柱SF烟囱FU挂舵臂RH分段层次代码:0 底部分段1 上甲板及面层各分段2 二甲板3 三甲板1、请代入船体划分的原则2、说明CB05P/S、EG11P/S、FG21第二章分段与总段的制造(胎架部分)第一节胎架的划分一、胎架基准面的切取1 胎架的作用:作为制造分段的专用工装设备。
2 艏艉部分段线型较大,如EG31、32、33、FG21等。
3 制造胎架的目的:装配胎架的表面和实际尺寸相吻合,改善施工条件,扩大自动焊和半自动焊的范围,降低胎架制造成本。
二、胎架基准面的切取方法(四种)1 正切1)正切:胎架基准面平行或垂直基准面,同时有垂直与肋骨剖面。
2)正切胎架的优点:胎架制造简单,分段构件的划线、安装、检验、测量也比较方便。
3)适用范围:底部分段、甲板分段、一些线型不大的舷侧分段。
以72000t成品油轮为例,HB01P/S、HD14C、CS15P/S、AB02等。
4)特别说明:上述HB01P/S、CS15P/S在二部均在平面分段流水线上制造。
2 单斜切1)单斜切:单斜切胎架的基准面垂直与肋骨剖面,但与船体基面成一倾角,切取与船体横向成一个角度的平面作为水平胎架基面。
以HW为例,分段施工说的,以斜板为基准侧造。
2)优点:胎架制造方便。
3 正斜切1)正斜切:胎架基准面垂直于船体基线面或中纵剖面,与肋骨剖面成一个倾角。
(切取与船体前后纵向形成一个角度的平面作为水平基面)2)胎架制造,构件划线,安装用角度样板。
3)适用范围:首尾部较大底部分段和半立体分段。
4 双斜切1)双斜切:胎架的基准面与船体基准面成一倾角,且不垂直肋骨剖面。
2)优点:降低胎架高度,节省胎架材料,改善施工条件。
3)缺点:胎架制造、分段构件划线、安装较为复杂。
4)适用范围:适用于线型变化较大的舷侧分段,如EG11、12、13等。
电算胎架:双斜切胎架的数字化(样台提供蓝图)。
三、胎架的结构一般由坚固的基础、各种形式的胎架模板、拉马角钢、纵向牵条组成。
1 胎架的基础作用:具有足够的承载能力而且不下沉、变形(上表面为一水平面)。
1)水泥墩基础。
在平地上按一定间距浇注水泥墩,在水泥墩上沿纵向铺设22#或24#槽钢或工字钢,模板可直接竖立在槽钢上定位。
2)条形基础:在平台上横向按一定间距排列设置连续的T型钢筋混凝土条,T型混凝土下部与钢筋混凝土连为一体,T型上部沿平台纵向布置槽钢或工字钢,上表面保持水平。
3)水泥平台基础:在平地上,用钢筋混凝土浇注成有一定厚度的平台,平台表面按一定的间距布置T型钢制预埋件,T预埋件上表面与平台上表面基本在同一水平面。
作用:可以作为胎架基础,也可以作平台使用,结构性强,控制分段变形作用大;场地广阔划线方便。
模板的形式1 单板式:用整块钢板割制成,为了减少模板与分段的接触面,有利于分段与胎架贴紧,使分段在焊接时有收缩的余地,故模板表面做出锯齿状。
2 框架式:用线型板、支撑材、底桁材和拉马角钢组成。
3 支柱式:采用许多单根型钢作为支柱,按胎架图所示位置在平台制造而成。
优点:制作方便,便于施工。
缺点:浪费材料,不能重复使用。
立柱式胎架:根据支柱高度是否可调节。
1)固定型胎架:在需要设置胎架的肋位上,竖起若干根角钢,用角钢横向连接,角钢上端按型值划线,切割成形。
适用范围:用于甲板、上层建筑及刚性强的舷侧分段。
2)坐标套管升降型胎架:胎架高度可调节,胎架表面型线根据分段的型值,在高度上进行调节。
结构形式:由两根口径不同的管子套接而成,在内外管上按高度有数排小孔,当内外管型值高度确定后,用插销插入相应的孔中,加以固定。
优点:节省材料,节省时间,具有较好的经济效益。
胎架按用途分:1)底部胎架:用于底部分段装配,根据船体底部线型和结构又分为正造底部胎架和反造底部胎架。
2)舷侧胎架:用于舷侧分段的制造,位于平行中体区的舷侧分段,胎架基准面一般采用正切形式,位于艏艉部的舷侧分段,一般采用正斜切、单斜切、双斜切形式。
3)甲板胎架:用于甲板分段或以甲板为施工基面进行反造的主体分段的装配,如上层建筑分段。
4)艏艉部胎架:用于艏艉柱的装配,胎架基准面通常采用平行中纵剖面的正切基准面和垂至于中纵剖面的正斜切基准面。
通用胎架占全船胎架的70%专用胎架分为回转胎架和摇摆胎架。
思考题1)胎架结构由几部分组成?2)胎架基面的切取方式有那几种?第二节船体工艺理论线和构架理论线一、船体尺寸基准1 船体理论线的意义:通过科学确定尺寸标准,便于施工过程中的测量和检验以及分析产生误差的原因。
2 三基面体系1)基线面:通过船体龙骨线的水平面。
2)中站面(中横剖面):通过设计水线长度中点或垂线间长中点作垂直于基线面的横向平面。
3)中线面(中纵剖面):垂直于基线面且将船体分成左右对称的纵向剖面。
3 船体高度方向:水平面船体长度方向:肋骨剖面船体宽度方向:纵剖面对应投影线:基线、中线、中站线、水线、肋骨线。
二、船体结构件理论线确定构件理论线的原则:1 壳板的内缘:对于有壳板结构,如船体外板,甲板、烟囱、上层建筑、外围壁等,其理论线为板材的内缘。
2 上下近基线3 左右近中心线4 艏艉近船中船体结构有些构件按下面规定:1)位于船体中心线上的对称构件取板厚中间;如中底桁、甲板中桁材等。
2)不对称型材取背面;如角钢、球扁钢、槽钢等。
3)封闭型对称型材取对称轴,凡封闭对称型材,包括组合型材和轧制型材,均取对称轴作理论线。
4)舱口围板、主机基座纵桁取自身中心线,位于船体中心线外侧的舱口围板、主机基座纵桁的理论线取靠近自身中心线的一边。
5)边水舱纵舱壁板取背中心线,边水舱的纵舱壁板及顶边水舱的斜傍板以背离中心线的一边为理论线。
第三章船体加工概述第一节钢材处理概述一、钢材预处理的意义钢材从堆场提出后,首先要经过矫正或矫直,在对表面进行清理后,才能进行船体的号料。
二、钢材加工过程分为三大类1 钢材预处理,包括钢材的矫正、表面清理和钢材的保护。
又分为三个阶段:a 、 钢材的矫正:加工方法:机械矫正。
加工设备:多辊矫直机、液压机、型钢矫直机。
b 、 表面清理:喷丸除锈设备抛丸除锈 抛丸除锈设备 加工方法 酸洗法(金陵船厂) 酸洗池c 、 自动涂漆 喷涂设备、钢材矫正 表面涂漆 表面烘干 钢材堆放 (钢材预处理流程) 号料 钢板或型材边缘加工:边缘加工i.述直线边缘加工适用。
ii.机械剪切法 加工设备:圆盘剪切机。
成型加工:指将具有折边、折角、线型等形状的构件弯制成要求的空间形状。
三、钢材加工的发展方向1)以冷加工代替热加工:以实现船体构件加工的机械化和自动化。
2)发展大能力、高功效、多用途的常规液压设备。
3)解决船体构件加工辅助作业的机械化问题。
4)组建各种加工自动流水线。
第二节钢板预处理和船体构件的边缘加工一、钢板的矫正1)钢板矫正的意义:为了使号料切割和其他加工工序的正常进行,提高加工精度,减小焊接时产生的附加应力,所以号料前必须进行矫正,以消除各种变形。
2)钢板矫正工艺:a 钢板变形实质:其中一部分纤维比另一部分缩短或伸长。
B钢板矫正实质:把钢板上较短的纤维拉长,使他们和周围的纤维有相同的长度,以消除局部变形。
矫正的设备:A:辊例平行且轴辊可单独调节。
B:辊例不平行。
3m/m以上的板,通常在5辊或7辊上矫正。
3m/m以下的钢板,必须在9辊、11辊或更多辊上矫正。
3)型钢的矫正:在型钢矫直机上进行。
二、钢材的表面处理定义:清除钢材表面氧化皮、灰尘、油污和铁锈等杂质。
1 机械除锈法1)喷丸除锈:是利用风管中高速流动的压缩空气产生的压力将钢丸冲击金属表层的锈层,依靠钢丸的机械冲击力除锈。
2)抛丸除锈:利用专门的抛丸机将钢丸高速抛射到钢材表面除锈。
思考题:a 抛丸除锈和喷丸除锈的区别?B 为什么要进行钢板的矫正?2 化学除锈法1)化学除锈法工艺:将脱脂洗涤后的钢板放入酸槽内将氧化皮和铁锈浸渍除掉,用水洗涤后,再用碱液中和残余酸液,以防止对钢板的过渡腐蚀。
2)药液一般由盐酸、硫酸、磷酸混合而成。
盐酸、硫酸除锈的优点是除锈速度快、成本低;缺点是浓度不易控制,容易造成钢板过蚀。
磷酸除锈优点是不容易产生过蚀,而且酸洗的钢板表面产生一层不水的磷酸盐层;缺点是成本高。
3)对上述除锈方法的总结。
A 原材料抛丸除锈效益高、质量好、成本低、劳动条件好。
B 分段喷丸除锈的效率虽然比抛丸除锈低,但二次除锈工作量少。
C 酸洗一般用于管子除锈,舾装件和复杂的零件除锈。
三、钢板预处理流水线简介钢板预处理流水线是指钢材的运输、矫正、除锈、涂漆、烘干等工序形成的自动流水线作业。
第三节船体构件的边缘加工一、什么是船体构件的边缘加工?指为改变钢料的边缘形状,使其成为船体构件而进行切割、刨边、磨边等各种作业的总称。