Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Тема 11
Резка металла в судостроении
СОДЕРЖАНИЕ
1. Определение резки .............................................................................................................. 2
2. Виды резки ............................................................................................................................ 2
3. Тепловая резка...................................................................................................................... 3
3.1. (Газо)Кислородная резка .............................................................................................. 6
3.2. Плазменная резка .......................................................................................................... 9
3.3. Газовая и электровоздушная строжка ...................................................................... 12
3.4. Инструмент и оборудование для тепловой резки .................................................... 13
3.4.1. Инструмент и оборудование для газовой резки ............................................... 13
3.4.2. Инструмент и оборудование для плазменной резки ........................................ 18
3.4.3. Автоматизированное оборудование для газокислородной
и плазменной резки с ЧПУ.................................................................................... 19
4. Механическая резка листовой и профильной стали ....................................................... 25
4.1 Резка на гильотинных ножницах ................................................................................. 25
4.2. Резка на пресс-ножницах ............................................................................................ 27
4.3. Резка на дисковых ножницах ..................................................................................... 29
4.4. Ленточнопильные станки ............................................................................................ 31
5. Гидроабразивная резка ..................................................................................................... 36
6. Методы составления плоскостных секций и элементов корпуса судна ....................... 43
6.1. Раздельный метод ....................................................................................................... 43
6.2. Метод протаскивания.................................................................................................. 45
6.3. Метод одновременной установки перекрестного набора ...................................... 46
6.4. Автоматизрованные поточные линии ....................................................................... 48
7. Сварочные устройства ........................................................................................................ 50
8. Практическая работа .......................................................................................................... 53
Контрольные вопросы по теме ............................................................................................. 57
1
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЗКИ
В технике резкой металлов называют операцию разделения металла на части. Другое
определение: резка – отделение частей (заготовок) от сортового, листового или литого
металла.
В судостроении резка используется для изготовления практически всех деталей
корпуса, поэтому резка в судостроении — основной технологический процесс, в
результате которого происходит разделение сортового или листового металла на части
и заготовки, или изготовление детали.
2. ВИДЫ РЕЗКИ
Термическая
Механическая
РЕЗКА
Ударная (рубка)
Гидравлическая, гидроабразивная
Рис.10.1. Виды резки
В традиционном судостроении резка
металла на судостроительных заводах
производится
на
специализированных
участках
вырезки
в
составе
корпусообрабатывающих цехов.
В настоящее время многие крупные судосборочные верфи могут не иметь в своем
составе развитых участков резки, ограничиваясь наличием оборудования для
выполнения вспомогательных незначительных по объему работ, для корреляции
деталей на месте (подрезка на месте кромок, строгание, исправление дефектов и т.д.).
Основная часть вырезки листового и профильного проката все чаще производится
специализированными металло-обрабатывающими предприятиями, не судостроительного профиля, имеющими мощное и производительное резательное
оборудование и выполняющими резку технологических комплектов судовых деталей в
порядке межзаводской кооперации.
2
3. ТЕПЛОВАЯ РЕЗКА
Подавляющее количество заготовок судовых корпусных деталей
проката изготавливаются способом тепловой или термической резки.
из листового
Тепловой или термической резкой называют обработку металла (вырезку заготовок,
строжку, создание отверстий) посредством нагрева.
Паз, образующийся между частями металла в результате резки, называют резом.
Существут несколько классификационных признаков для разделения термической
резки на виды.
В частности, резка разделяется:
- по форме и характеру реза - разделительная и поверхностная резка,
- по шероховатости поверхности реза - заготовительная и чистовая.
Термическая резка отличается от других видов высокой производительностью при
относительно малых затратах энергии и возможностью получения заготовок любого,
сколь угодно сложного, контура при большой толщине металла.
Основным классификационным признаком
протекающего процесса.
термической резки является вид
По виду протекающего процесса термическая резка разделяется на 3 группы:
Кислородная (газопламенная)
Окислением
Кислородно-флюсовая
Дуговая и воздушно-дуговая
ТЕРМИЧЕСКАЯ
РЕЗКА
Плавлением
Плазменная
Лазерная
Смешанная
Кислородно-дуговая
(окислениемплавлением)
Кислородно-плазменная
Рис.10.2 Виды термической резки.
3
При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его
воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя
образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты
сгорания выдувают из реза струей кислорода и газов, образующихся при горении
металла.
К резке окислением относятся газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая
резка.
При резке плавлением металл в месте резки нагревают мощным концентрированным
источником тепла выше температуры его плавления и выдувают расплавленный
металл из реза с помощью силы давления дуговой плазмы, реакции паров металла,
электродинамических и других сил, возникающих при действии источника тепла, либо
специальной струей газа.
К способам этой группы относятся дуговая, воздушно-дуговая, сжатой дугой
(плазменная), лазерная и термогазоструйная резка.
При резке плавлением-окислением применяют одновременно оба процесса, на
которых основаны две предыдущие группы способов резки, т.е. в процессе реза металл
одновременно нагревается выше температуры плавления, кроме того, за счет
подавемого в зону реза кислорода металл сжигается в струе и одновременно
выдувается струей из зоны резки.
К способам этой группы относятся кислородно-дуговая, кислородно-плазменная,
кислородно-лазерная резка.
Стандартом устанавливаются 2 вида тепловой резки:
разделительная термическая, собственно резка с полным отделением частей
детали
поверхностная , с частичной выборкой материала с поверхности детали
(строжка дефектных швов и корня двухсторонних швов).
Стандартизованные номера процессов по ИСО 4063
разделяются следующим образом:
4
для термической резки
81. Резка кислородная
821. воздушно -дуговая
82. Резка дуговая
822. кислородно-дуговая
831. с окислительным газом
8. РЕЗКА И СТРОЖКА
832. без окислительного газа
83. Резка плазменная
833. воздушно-пламенная
84. Резка лазерная
834. плазменная высокоточная
Рис.10.3 Процессы резки по стандарту ISO
Указанным стандартом также устанавливаются номера процессов для строжки:
86. Строжка
кислородная
871. Воздушно-дуговая строжка
8. РЕЗКА И
СТРОЖКА
87. Строжка дуговая
872. Кислородно-дуговая строжка
88. Строжка плазменная
Рис.10.4 Процессы строгания по ISO
Практическое значение в судостроении имеют плазменная и кислородная резки, в
меньшей степени воздушно-дуговая. Лазерная резка в судостроении практического
применения не нашла в связи с высокой стоимостью процесса и низкой
производительностью, поэтому рассмотрим процессы , имеющие практическое
применение.
5
Способ тепловой резки конкретных деталей выбирают в зависимости от материала
детали, ее конфигурации и размеров, требований к точности, наличия на заводе
оборудования. Наиболее распространенным способом в судостроении является
вырезка заготовок плазменной резкой а в судоремонте - газовая резка.
Нижеприведенная таблица иллюстрирует выбор способа резки в зависимоости от
материала и толщины заготовки:
Способ резки
Материал
Диапазон толщин, мм
Газокислородная
Углеродистые и низколегированные
стали.
Титан и его сплавы
от 3 до 1000,
от 3 до 100
Кислороднофлюсовая
Высоколегированные хромникелевые и
хромистые стали, чугун, медь, латунь,
бронза
от 3 до 1000
Плазменная
Конструкционные стали всех марок,
алюминий, медь и сплавы на их
основе, тугоплавкие металлы
от 3 до 100
Дуговая (с
подачей
воздуха)
Углеродистые и низколегированные
стали
неограничено по
криволинейному контуру и в
труднодоступных местах
Лазерная
Конструкционные стали всех марок,
алюминий, медь и сплавы на их
основе, тугоплавкие металлы, титан
до 5
3.1. (Газо)Кислородная резка
Одним из самых распространенных видов резки металла является газокислородная
резка (процесс 81 по классификации ИСО 4063).
Кислородная резка использует свойство горячего металла интенсивно гореть при
подаче струи чистого кислорода. Окислы и жидкий металл, получившиеся в процессе
газокислородной резки, удаляются из реза кислородом, подающимся из сопла резака
6
под большим давлением. В качестве горючих газов используют ацетилен, природный
газ или пропанобутановую смесь, пары жидких горючих .
Рис 10.5. Схема газокислородной резки .
Источник http://www.svarka-tut.ru/tex-documents/10-gas_cutting.html
Газокислородной резке подлежат металлы, отвечающие следующим условиям:
1. температура плавления металла выше, чем температура горения металла в
кислороде;
2. невысокая теплопроводность металла;
3. содержание углерода и легирующих примесей в металле должно быть
минимально.
НЕ поддаются газокислородной резке следующие металлы:
алюминий и алюминиевые сплавы,
чугун,
медь
высоколегированные стали.
На газовую резку поступают листы металла толщиной 12 мм и более независимо от
конфигурации вырезаемых из них деталей , наличия или отсутствия разделки кромок
под сварку; листы металла толщиной 4 мм и более, предназначаемые для вырезки
7
деталей с криволинейными и прямолинейными кромками с разделкой их под сварку;
профильный прокат (при отсутствии оборудования для механической резки),
предназначенный для вырезки деталей с разделкой кромок или разрезаемый по
длине.
Процесс газовой резки начинается с нагрева металла подогревающим пламенем,
образующимся при сгорании смеси кислорода с горючим газом (ацетилен и др.) или с
парами легковоспламеняющейся жидкости (керосин, бензин, и др.). Теплота,
выделяющаяся при горении стали, теоретически достаточна для плавления и горения
ее, но практически во время резки приходится поддерживать подогревающее пламя
для получения устойчивого горения и постоянной скорости реза. Кислород, идущий
непосредственно на сжигание металла, в отличие от кислорода подогревающего
пламени, называют режущим. В результате соединения металла с кислородом
образуются окислы, которые будучи в жидком состоянии, легко выдуваются струей
режущего кислорода, образуя шлак.
Рис.10.6. Установка для газокислородной резки с ЧПУ.Kohimo AS. Фото автора.
8
3.2. Плазменная резка
Плазменная резка (процесс 83 по ИСО 4063,PAC – Plasma Arc Cutting) состоит в
проплавлении разрезаемого металла за счет теплоты, генерируемой сжатой
плазменной дугой, и интенсивном удалении расплава плазменной струей.
Плазма представляет собой ионизированный газ с высокой температурой, способный
проводить электрический ток. Плазменная дуга получается из обычной в специальном
устройстве – плазмотроне – в результате ее сжатия и вдувания в нее
плазмообразующего газа.
Рис.10.7.
Схема
1-подача газа, 2-дуга,
8-катодный узел.
3-струя
воздушно-плазменной
плазмы,
4-заготовка,
5-наконечник,
резки
6-катод,
металла
7-изолятор,
Дуга горит между неплавящимся электродом и разрезаемым металлом (дуга прямого
действия). Столб дуги совмещен с высокоскоростной плазменной струей, которая
образуется из поступающего газа за счет его нагрева и ионизации под действием дуги.
Для разрезания используется энергия одного из приэлектродных пятен дуги, плазмы
столба и вытекающего из него факела. В большинстве случаев применяется дуга
постоянного тока прямой полярности. Продуваемый через сопло газ обжимает дугу,
обеспечивает в ней интенсивное плазмообразование и придаёт дуге проникающие
свойства. При этом газ разогревается до высоких температур (10000 – 20000 °С), что
обеспечивает высокую скорость истечения и сильное механическое действие плазмы
на расплавляемый металл, выдуваемый из места реза.
9
Рис.10.8 Схема вырезки фланцев на плазморежущей установке.
Источник http://plazma34.ru/technologies/plazmennaya-rezka-metalla-s-chpu/
Рис.10.9. Заготовки листового металла после вырезки плазменной резкой. Kohimo AS, фото
автора.
10
Первоначальное зажигание дуги осуществляется коротким замыканием между
форсункой и разрезаемым металлом. Форсунки охлаждаются потоком газа (воздушное
охлаждение) или жидкостным охлаждением. Воздушные форсунки как правило
надежнее, форсунки с жидкостным охлаждением используются в установках большой
мощности и дают лучшее качество обработки.
В корпусе плазмотрона находится цилиндрическая дуговая камера небольшого
диаметра с выходным каналом, формирующим сжатую плазменную дугу. Электрод
обычно расположен в тыльной стороне дуговой камеры. Непосредственное
возбуждение плазмогенерирующей дуги между электродом и разрезаемым металлом,
как правило, затруднительно. Вначале между электродом и наконечником
плазмотрона зажигается дежурная дуга. Затем она выдувается из сопла, и при касании
изделия ее факелом возникает рабочая режущая дуга, а дежурная дуга отключается.
Столб дуги заполняет формирующий канал. В дуговую камеру подается
плазмообразующий газ. Он нагревается дугой, ионизируется и за счет теплового
расширения увеличивается в объеме в 50–100 раз, что заставляет его истекать из сопла
плазмотрона со скоростью до 2–3 км/c и больше. Температура в плазменной дуге
может достигать 25000–30000°С. Газо плазменная резка материала.
Скорость потока плазмы, удаляющего расплавленный металл, возрастает с
увеличением расхода плазмообразующего газа и силы тока и уменьшается с
увеличением диаметра сопла плазмотрона. Она может достигать около 800 м/с при
силе тока 250А.
Аппарат плазменной резки и сварки использует один из вышеперечисленных видов
плазменной обработки материала.
Рис 10.10 Установка для ручной плазменной резки Powermax65 -,комплект ручных резаков
Duramax
и
механизированных
резаков
Источник: http://cyberstep.ru/products&idp=7
Используемые для получения плазменной струи газы делятся на активные (кислород,
воздух) и неактивные (азот, аргон, водород, водяной пар). Активные газы в основном
используются для резки чёрных металлов, а неактивные — цветных металлов и
сплавов.
11
Преимущества плазменной резки:
обрабатываются любые металлы — черные, цветные, тугоплавкие сплавы
и т. д.
скорость резания малых и средних толщин в несколько раз выше скорости
газопламенной резки
небольшой и локальный нагрев разрезаемой заготовки, исключающий ее
тепловую деформацию
высокая чистота и качество поверхности разреза
безопасность процесса (нет необходимости в баллонах с сжатым
кислородом, горючим газом и т. д.)
возможна сложная фигурная вырезка
отсутствие ограничений по геометрической форме.
Различают две схемы:
плазменно-дуговая резка
резка плазменной струей
В судостроении преимущественно применяется плазменно –дуговая резка.
3.3. Газовая и электровоздушная строжка
Для подготовки корня шва к подварке, а также для удаления участков сварного шва,
имеющих дефекты, используют газовую или электровоздушную строжку, относящиеся
к поверхностной резке.
Процесс газовой строжки заключается в том, что подогретый кислородноацетиленовым пламенем обрабатываемый металл частично расплавляется и сгорает в
струе чистого кислорода; образующиеся окислы выдуваются на поверхность изделия в
направлении строжки. В результате на поверхности металла получается канавка в
форме полуцилиндра. Газовую строжку производят специальным резаком-строгачом. К
недостатку газовой строжки следует отнести значительные деформации конструкций в
результате большого нагрева металла.
При электровоздушной строжке металла используют электрическую дугу,
образующуюся между угольным или графитовым электродом и металлом; для
повышения стойкости электроды должны быть покрыты медью. Чтобы удалить из
канавки расплавленный металл, в зону дуги подают сжатый воздух. Электровоздушная
строжка
уменьшает
деформации
металла
и
обеспечивает
высокую
производительность обработки.
12
Рис. 10.11 Схема воздушно-дуговой строжки.
3.4. Инструмент и оборудование для тепловой резки
3.4.1.
Инструмент
и
оборудование
для
газовой
резки
Ручная резка
Переносные
газорезательные
машины
Механизированная
резка
Стационарные
машины для вырезки
по шаблонам
Оборудование для
газовой резки
Стационарные
машины с ЧПУ
Рис.10.12. Оборудование для газовой резки
Тепловую резку выполняют ручным
Механизированная резка выполняется на:
переносных газорезательных машинах,
13
или
механизированным
способом.
стационарных машинах, работающих по наборным копир-щитам
металлическим шаблонам
стационарных машинах с фотоэлектронным и программным управлением.
или
Ручную резку применяют при изготовлении единичных деталей из листового проката
по разметке и мерных деталей из профильного проката с разделкой торцов под сварку,
а также для выполнения вспомогательных операций: обрезка перемычек и отходов,
пробивка отверстий и других работ по ремонту корпусных конструкций.
Рис.10.13. Сварочные компоненты :газовые баллоны, кислородный редуктор, ацетиленовый
редуктор, комплект шлангов, маска. Коллаж автора.
Инструментом для газовой резки служит газовый резак с двумя каналами: по одному
из них подается горючая смесь для подогрева металла, по другому режущий кислород.
Резаки выпускают с набором сменных мундштуков для резки деталей различных
толщин.
Подача кислорода и горючего газа к резаку осуществляется по специальным
резиновым шлангам через редукторы, предназначенные для снижения давления газа и
установленные на баллоне или на трубопроводе.
Резаки для газовой резки классифицируются по следующим признакам:
по роду горючего газа, на котором они работают: для ацетилена, газовзаменителей, жидких горючих;
по принципу смешения горючего газа и кислорода на эжекторные и без
эжекторные;
по назначению — на универсальные и специальные;
по виду резки для разделительной, поверхностной, кислородно-флюсовой,
копьевой.
В настоящее время широкое применение
универсальным резакам предъявляются
возможность резки стали толщиной от 3
устойчивость против обратных ударов, малая
14
получили универсальные резаки. К
следующие основные требования:
до 300 мм в любом направлении,
масса и удобство в обращении. Как и
сварочные горелки, резаки имеют эжекторное устройство, обеспечивающее
нормальную работу горючего газа в диапазоне давлений 0,03-1,5 кгс/см2. эжекторный
резак отличается от инжекторной горелки тем, что имеет отдельный канал для подачи
режущего кислорода и специальную головку, которая включает в себя два сменных
мундштука — внутренний и наружный.
Рис.10.14 .Резак ацетиленовый РС-2А и пропановый РС-3П. Коллаж автора.
Механизированная резка
Тепловую резку механизированным способом выполняют на газорезательных
машинах с одним или несколькими резаками. Газорезательные машины по принципу
действия могут быть разделены на полуавтоматические и автоматические.
1. Полуавтоматмческие газорезательные машины — легкие переносные
малогабаритные газорезательные машины. Газорезательная машина 2Р А-М
переносного типа предназначена для прямолинейной и криволинейной газовой резки
листовой стали. Прямолинейную резку выполняют с применением переносных
направляющих, резку по окружности — с помощью циркульного приспособления,
разделку кромок под сварку и снятие ласок двумя резаками, работая ими
одновременно.
15
Рис.10.15. Газорезательная машина 2РА-М
Источник http://www.multicut.ru/stat/texno/
Рис 10.16. Полуавтоматическая газорезательная машина Радуга М
В стационарных газорезательных машинах, в отличие от переносных, передвижение
каретки и направление движения резака осуществляется автоматически. Резку
выполняют без разметки контуров деталей на листах газорезательными машинами с
магнитным копированием, с фотоэлектрическим и программным управлением, а также
газорезательными автоматами с масштабно-дистанционной фотоэлектрической
копировальной системой управления типов: МДФКС, МГФКА, «Одесса» и др.
16
Газорезательный автомат с фотокопировальным управлением МДФКС предназначен
для вырезки из листовой стали плоских деталей различной конфигурации с помощью
специальных кислородно-ацетиленовых резаков.
Автомат МДФКС состоит из двух основных частей: исполнительного механизма и
командоаппарата, которые связаны между собой электрическим приводом,
позволяющим осуществлять дистанционное управление (до 100 м) исполнительным
механизмом. Исполнительный механизм (газорезательная машина) устанавливают
непосредственно в цехе, а командоаппарат в отдельном закрытом помещении, на
столе которого укреплен копир-чертеж, выполненный в масштабе 1 : 10 черными
линиями на белом фоне. Вырезку деталей на газорезательном автомате МДФКС
производят копированием заданного контура по копир-чертежу с помощью
фотоэлектрической копировальной системы управления.
Масштабный газорезательный фотокопировальный автомат МГФКА (рис. 10.17)
предназначен для вырезки кислородно-ацетиленовыми резаками деталей из листовой
стали одновременно на двух раскроечных столах. Вырезку осуществляют по копирчертежу, выполненному в масштабе 1 : 10 черными линиями на белом фоне. Машиной
МГФКА можно одновременно вырезать две одинаковые либо симметричные
(зеркально расположенные) детали.
Рис10.17. Газорезательный автомат МГФКА. Источник http://www.multicut.ru/stat/texno/
Автоматическая резка листовой стали по копир-щитам производится газорезательной
машиной 18Р А-1, работающей по принципу магнитного копирования по копир-щитам
(рис. 10.18).
Машина состоит из следующих основных узлов: машинного и раскроечного столов,
двух тележек для продольного и поперечного перемещения газовых резаков в
17
горизонтальной плоскости, редуктора с электродвигателем для вращения
электромагнитной головки, суппортов с резаками и электропривода. Палец
электромагнитной головки, вращаясь, перемещается по кромкам копира,
укрепленного на машинном столе. Точно повторяя движение электромагнитного
пальца, кислородно-ацетиленовые резаки производят вырезку деталей из листа,
уложенного на раскроечном столе. Раскроечные столы отдельно стоящих
стационарных машин и переносных машин для тепловой резки должны быть жесткой
конструкции. Опорная поверхность стола выполняется в виде ребер, расположенных
поперек стола. Ребра изготовляются из малоуглеродистой стали толщиной 10—12 мм.
Сторона ребра, на которую опирается лист, имеет скос под углом 50—60°. Расстояние
между ребрами 200—250 мм. Стол оснащен вентиляцией.
Рис.10.18. Газорезательная машина 18РА-1. Источник http://www.multicut.ru/stat/texno/
Наиболее эффективными являются автоматические установки для газокислородной
резки металла с ЧПУ
3.4.2. Инструмент и оборудование для плазменной резки
Ручная плазменная резка выполняется как вспомогательный процесс при ремонте и
строительстве судна.
Для внутрицеховой и объектной резки применяют мобильные источники
плазмотроны, укомплектованные резаками , принцип действия таких источников
описан в п.3.2
Обычный аппарат плазменной резки и плазменной сварки состоит из источника
электрического тока (источник питания), плазменной горелки, соединенной с
источником питания гибким кабелем, и комплектов запасных деталей и
18
принадлежностей и предназначен для высокотемпературного местного нагрева
плазменной струей поверхностей материалов .
При ручной плазменной резке в комплект установки входят горелка-плазмотрон
(плазменный резак) и источник питания (аппарат плазменной резки).
Плазмообразующий газ может поступать от встроенного в аппарат компрессора
(сжатый воздух), от магистрали или баллона (сжатый воздух, азот и др.).
Подавляющее большинство источников питания для плазменной резки работает на
постоянном токе прямой полярности (у плазмотронов постоянного тока наиболее
высокий КПД мощности). Переменный ток используется в ряде случаев, например, для
разрезания алюминия и его сплавов.
Аппараты плазменной резки должны обеспечивать максимальную стабильность
рабочего тока при колебаниях напряжения. В связи с этим они имеют крутопадающую
или вертикальную внешнюю вольт-амперную характеристику, которая формируется за
счет использования дросселей насыщения, применения схем тиристорного
управления, а также схем, работающих по принципу резонанса напряжения в
трехфазных цепях, поэтому для плазменной резки в большинстве случаев
используются специальные выпрямители.
Источники (выпрямители) плазменной резки подразделяются на трансформаторные и
инверторные. Трансформаторные (традиционные) аппараты получили такое название
за счет используемых в них низкочастотных трансформаторов. Они имеют гораздо
большую массу и габариты, однако при этом могут обладать и более высокой
мощностью. Такие аппараты применяются для механизированной и ручной резки
различных толщин.
Инверторы плазменной резки имеют небольшую массу и габариты (поскольку в них не
применяются тяжелые низкочастотные трансформаторы), низкое потребление энергии,
но в то же время они ограничены по максимальной мощности (сила тока, как правило,
не превышает 70–100 А). Они обычно используются для резки сравнительно небольших
толщин.
3.4.3. Автоматизированное оборудование для газокислородной и плазменной резки
с ЧПУ
Производимое
автоматизированное газорезательное оборудование выпускается
обычно в универсальном исполнении и может быть комплектовано исполнительным
режущим механизмом для газовой либо плазменной резки .Обычно такие установки
оснащаются терминалом с ЧПУ.
19
Рис.10.19. Установка плазменной резки ESAB CUTTING SYSTEM с ЧПУ ,Kohimo .AS.Фото автора.
Типовая машина термического раскроя металла CyberCUT-2030 выполняется в виде
портала(координатного стола) с двусторонним приводом, перемещающегося по
продольным рельсовым направляющим, и суппорта с закрепленным на нем
плазмотроном. Конструкция портала исключает перекосы при его движении за счет
двустороннего привода оси Х..
На суппорте установлена система регулировки высоты плазмотрона THC (torch height
control), которая обеспечивает автоматическое поддержание требуемой высоты в
процессе резки, что обеспечивает высокую точность, воспроизводимость и качество
реза. Встроенное в систему предохранительное устройство, исключает поломку, как
плазмотрона, так и самого механизма при наезде резака на препятствие.
Система подвода коммуникаций (кабели, шланги) выполнена с использованием гибких
кабельных каналов.
Машина может быть оснащена оборудованием для плазменной, газопламенной или
лазерной резки.
20
Типовые модели портальных установок плазменной резки металла представляют
собой
координатный
стол,
оборудованный
механическим
приводом,
позиционирующим плазмотрон.
Управление приводом осуществляется с пульта ЧПУ, что позволяет автоматизировать
процесс производства.
Существуют пятиосевые комплексы плазменного 3D раскроя трубы и балки ,которые
позволяют выполнять трехмерный плазменный раскрой. Режущая головка
перемещается в пространстве по четырем осям. Пятая ось - ось вращения трубы
(балки).
Машины термической резки комплектуются источниками плазменной резки. Наиболее
известными производителями плазмотронов являются Hypertherm, Kjellberg, Lincoln
Electric.
Рис 10.20 Машина термической резки CyberCUT 2030 для автоматизированной плазменной
(лазерной или газопламенной) резки листового металла размерами до 2х3 метра.
Источник: http://cyberstep.ru/products&type=2
Управление установкой осуществляется с помощью системы ЧПУ. Ввод управляющих
программпроизводится с флэш-диска (USB Flash Drive), LAN10/100/1000. Загрузка и
выгрузка управляющих программ осуществляется в диалоговом режиме системы
меню.
Конструктивное исполнение: выполнен в виде промышленной рабочей станции на X86совместимой платформе. Передняя панель со степенью защиты IP64. Станция имеет
цветной жидкокристаллический дисплей, кнопочную клавиатуру. Все устройства
размещены в одном корпусе и составляют функционально законченный модуль
числового программного управления машиной термической резки.
Графический дисплей позволяет исключить пробные прогоны и подтверждение
программы детали перед ее резкой с помощью полноцветного графического
изображения. Делает возможным просмотр траектории резки в реальном времени и
отслеживает ход процесса при подводной плазменной резке. Предоставляет средства
21
для расстановки деталей с необходимыми интервалами и устранения возможного
наложения деталей друг на друга с помощью функции масштабирования.
Рис 10.21 Модуль системы ЧПУ «CyberSTEP-CNC». Источник: http://cyberstep.ru/products&type=2
Главный исполнительный режущий модуль автомата – источник плазменной резки или
плазмотрон .
Ведущими мировыми производителями сварочного оборудования выпускаются
семейства – так называемые линейки или ряды – плазмотронов (например бренды
Hypertherm, Kjellberg и др.), работающих на различных газах, предназначенных для
комплектования различных автоматов (в основном в зависимости от толщины
разрезаемого металла).
Рис.10.22 Общий вид резака и плазмотронов Hypertherm Powermax 1650 и Kjellberg - CUTi 70
22
Рис.10.23 Плазморeжущий станок . Источник http://ru.wikipedia.org/wiki
Металлорежущие установки обычно входят в состав корпусообрабатывающих цехов
судостроительных предприятий.
В качестве примера рассмотрим комплектацию резательным оборудованием
корпусообрабатывающего цеха судостроительного завода "НСЗ "Океан" Николаев.
Резка листового металлопроката (наибольшие размеры листа: 3,2×12 м) производится
на машинах с числовым программным управлением, установленных в
корпусообрабатывающем цехе:
толщиной листа от 5 мм до 24 мм на машинах плазменной резки
NUMOREX NXB 4500 и TELEREX TXB 10200.
толщиной листа от 25 мм до 150 мм на машинах газовой резки TELEREX ТХА80
23
Рис.10.24 Оборудование корпусообрабатывающего цеха судостроительного завода «Океан».
Источник :http://www.shipyard-okean.com/production/hullmachine/
24
4. МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕЗКА ЛИСТОВОЙ И ПРОФИЛЬНОЙ СТАЛИ
Резку листовой стали производят на различном оборудовании.
Гильотинные ножницы
Пресс-ножницы
Дисковые ножницы
Механическая резка
Ленточные пилы
Абразивные пилы и машинки
Рис.10.25 Виды оборудования длчя механической резки.
На механическую резку направляют листы толщиной до 4 мм для вырезки деталей
любой конфигурации, толстые листы для вырезки деталей с прямолинейными
кромками, не имеющими разделки кромок под сварку и профильную сталь.
Принцип резки на пресс-ножницах, гильотинных и вибрационных ножницах одинаков :
лист помещают между двумя ножами, расположенными под углом один относительно
другого. Нижний нож неподвижный. Верхний нож имеет возвратно-поступательное
движение (вверх-вниз). Линию реза устанавливают по кернам разметки. При резке
полос одинаковой ширины и простых деталей без разметки используют упор для листа.
4.1 Резка на гильотинных ножницах
Гильотинные ножницы наиболее производительны и удобны для прямолинейной
резки листов толщиной до 12 мм . На этих ножницах ножи длиной 1,5—5,2 м разрезают
лист за один ход.
25
Рис.10.26 Гильотинные ножницы.Источник http://www.stroitelstvo-new.ru
Верхний подвижный нож закреплен на ползуне, скользящем в направляющих, а
нижний нож — неподвижно на станине. Электродвигатель через систему зубчатых
колес и коленчатый вал (при включении соединительной муфты) передает возвратнопоступательное движение раме. Коленчатый вал соединен с прижимами, которые во
время резки прижимают лист к станине. На одной оси с электродвигателем
расположен маховик, обеспечивающий плавную работу механизмов в процессе
резания.
Ножницы работают следующим образом. Поворотом рукоятки или нажатием ногой
педали включается муфта коленчатого вала, в результате верхний нож опускается и
производит резку. Затем нож поднимается и в верхнем положении автоматически
задерживается вследствие выключения муфты. Таким образом, рабочий процесс на
станке периодически чередуется с процессом установки детали. Очередной ход ножа
возможен лишь при повторном включении муфты коленчатого вала.
Некоторые типы гильотинных ножниц имеют наклоняемый опорный стол для листа.
Стол может быть установлен под требуемым углом и таким образом обеспечивать
обрезку кромок листов на фаску.
26
Рис.10.27 Гильотинные ножницы Источник http://kezavod.ru/index.php?id=60
4.2. Резка на пресс-ножницах
Пресс-ножницы отличаются от гильотинных ножниц тем, что имеют короткие ножи
длиной 250—600 мм, которые располагаются перпендикулярно длинной стороне
станины. На пресс-ножницах обрезают листовые детали толщиной до 30 мм как с
прямолинейными, так и с криволинейными кромками (при небольшой кривизне линии
реза).
В зависимости от расположения ножей относительно станины пресс-ножницы
подразделяют на два вида: для поперечной обрезки листов (ножи расположены вдоль
станины)
и
для
продольной
обрезки
листов
(поперек
станины).
Пресс-ножницы с продольным расположением ножей в корпусообрабатывающих
цехах не применяют (поперечную обрезку листов производят на гильотинных
ножницах).
Принцип работы пресс-ножниц заключается в следующем. Лист устанавливают по
кернам разметки линии обреза, включают пресс-ножницы на рабочий ход и
производят резание первого участка листа. Во время обратного хода верхнего ножа
лист передвигают для резания следующего участка и т. д. Таким же образом обрезают
криволинейные кромки, только при этом вслед за рабочим ходом делается один
холостой.
27
Рис.10.28 Комбинированные пресс-ножницы
Источник:http://metall.dukon.ru/images/dukon/metall/mo_g3_haco_kingsland_compact.jpg
В судостроении чаще всего используются комбинированные пресс-ножницы,
которыми разрезают листовой, профильный металл и пробивают отверстия для
заклепок.
Для удобства выполнения операций комбинированные пресс-ножницы) изготовляют
двусторонними: на одной стороне производят обрезку листов (1),на другой —
пробивку отверстий (5), а в средней части станка расположены ножи 2 для резания
профильного материала.
28
Рис 10.29 . Комбинированные пресс-ножницы. Источник http://www.stroitelstvo-new.ru
Для плавности хода у пресс-ножниц имеется тяжелый маховик 4. Все механизмы
приводятся в действие от электродвигателя через систему зубчатых передач.
Для облегчения резки больших листов по намеченной линии на неподвижной части
пресс-ножниц
устанавливают
специальный
указатель-иглу.
Упор-прижим,
закрепленный на станине около ножей, устраняет изгиб листа под нажимом ножа.
4.3. Резка на дисковых ножницах
Дисковые ножницы представляют собой два закрепленных к станине вращающихся
режущих диска 2 (см. Рис. 10.28), оси которых расположены параллельно друг другу
или под углом ,применяют главным образом для криволинейной резки листов 1.
На дисковых ножницах, в которых ножи установлены под углом друг к другу,
производят резку кромок на фаску с требуемым углом скоса. Лист, вырезанный на
дисковых ножницах, получает значительные деформации и требует последующей
правки.
29
Рис.10.30. Схемы дисковых ножниц:
а — с параллельными ножами, б — с наклонной осью нижнего ножа; 1 —лист металла, 2 —
дисковые ножи. Источник http://www.stroitelstvo-new.ru
Рис.10.31 Резка тонколистового металла на дисковых ножницах Источник:
http://www.stankorez.ru/oborudovan/listovogo/ilotiny/diskovye/metalla/
Вибрационные ножницы (стационарные или ручные вибрационные) применяют для
резки деталей толщиной до 3 мм. Режущими элементами этих ножниц являются два
коротких ножа длиной 30—50 мм: нижний нож неподвижный, а верхний совершает
возвратно-поступательное движение со скоростью 1200—2000 ходов в минуту. На
стационарных вибрационных ножницах ножи закреплены на станине, имеющей вылет
1,0—1,5 м.
30
Резка профильного проката может быть выполнена на комбинированных прессножницах, на специальных ножницах и прессах различных типов.
Разрезаемую на пресс-ножницах профильную сталь пропускают либо в отверстие в
станине (этот тип ножниц имеет «закрытый» зев), либо через боковой рабочий вылет в
ней (такой тип ножниц имеет «открытый» рабочий зев).
Ножницы для резки фасонного металла представляют собой станок с «закрытым» или
«открытым» зевом; верхний нож у таких ножниц подвижный, а нижний —
неподвижный. В стальной пластине нижнего ножа делают вырезы, которые по форме и
размерам сечения соответствуют разрезаемому профилю. Для резки профилей разной
формы в гнездо станины вставляют соответствующую пластину.
4.4. Ленточнопильные станки
В судостроениии применяется множество станков,рабочим органом в которых
является ленточная пила.
Ленточные пилы по металлу – это ленточно пильный станок, оснащенный в качестве
режущего инструмента ленточным полотном.
Ленточное полотно- —многорезцовый режущий инструмент, применяемый в
ленточнопильных станках. Представляет собой замкнутую гибкую стальную ленту
(кольцо) с зубьями по одному из краёв.
Лента устанавливается на два вращаемых электромотором шкива станка. Ленточная
пила позволяет делать прямолинейные и криволинейные пропилы.
Ленточные пилы бывают трех видов:
зубчатые пилы
беззубые пилы трения
пилы электроискрового действия.
Наиболее распространенными
являются ленточные пилы с зубьями, которые
отличаются от ножовочных полотен своей длиной и обычно делаются замкнутыми. По
виду они аналогичны ножовочным.
31
Рис 10.32. Образцы ленточно пильных станков-веритикального и горизонтального
полуавтомата.Источник http://ru.wikipedia.org/wiki
Ленточные пилы трения работают по тому же принципу, что и круглые пилы трения.
Они также имеют зубья, но назначение этих зубьев, как и в круглых пилах трения,
несколько иное. Наличие зубьев усиливает в процессе трения выделение тепла,
следовательно, увеличивает производительность пилы. Ленточные пилы трения
обычно изготавливают шириной от 6 до 25 мм, а толщиной от 0,6 до 1,6 мм.
Ленточные пилы электроискрового действия работают по тому же принципу, как и
круглые пилы электроискрового действия. Они применяются при разрезании заготовок
толщиной свыше 150 мм которые нельзя разрезать круглыми пилами
электроискрового действия ввиду их значительного биения из-за большого диаметра и
шага. Ленточные пилы электроискрового действия обеспечивают свободное
разрезание заготовок диаметром до 300—400 мм.
Существуют полотна из углеродистой стали (применяются в основном для резки
древесины), биметаллические полотна и полотна с твердосплавными зубьями
(напайками на зубья из твердого сплава).
32
Наиболее распространены биметаллические полотна. Для резки металлов кромки
зубьев полотен должны быть твёрдыми, а полотно — гибким, поэтому полотна —
биметаллические (из двух металлов). Основа — полоса металла из жёсткой пружинной
стали (за счёт этого полотно гибкое), к ней электронно-лучевой сваркой приваривается
проволока из быстрорежущей инструментальной стали (за счёт этого режется
заготовка), затем фрезеруются зубья.
Рис. 10.33 Принцип работы ленточно-пильного станка.Источник http://ru.wikipedia.org/wiki
Изготовление пилы на конкретные станки включает отрезку в размер и сварку в кольцо
с зачисткой сварного шва. Сварка ленточных пил осуществляется на оборудовании
контактной стыковой сварки. После зачистки на зачистной машинке шов почти
незаметен, получается бесконечная ленточная пила с зубьями.
33
Рис.10.34 .Распиливание на ленточнопильном станке круглой заготовки диаметром 300 мм.
Фото автора.
Существуют как универсальные полотна широкого применения, так и специальные
полотна, рекомендуемые для конкретных видов сталей. Область применения полотен
определяется шагом зубьев (их размером), твёрдостью зубьев, геометрией зубьев,
разводкой.
1. Чем крупнее заготовка, тем крупнее должны быть зубья на подобранной пиле.
Сплошной металл больших размеров режется крупными зубьями. Для снижения
резонансных явлений и увеличения диапазонов длин резания одной пилой
используется переменный шаг зубьев (зубья разной крупности на одном полотне).
2. Твёрдость зубьев. Обычно повсеместно используется полотно с обозначением М42
(твердость кромки зубьев по Виккерсу 950 ед.). Для резания инструментальной стали
рекомендуется полотно с повышенной твёрдостью зубьев М71 (максимально высокая
твердость кромки зубьев, по Виккерсу 1000 ед.) или M51.
34
3. Геометрия зубьев: профиль зуба и угол заточки. Например, для резания труб и
профильных материалов (уголок, швеллер и другие конструкции) характерны вибрации
и ударные воздействия, приводящие к скалыванию зубьев обычных полотен, поэтому
рекомендуется полотно с усиленными спинками зубьев. Для резания нержавеющей
стали, характеризующейся вязкостью (вязкий материал, вязкая стружка) рекомендуется
полотно с острым углом заточки 15 % и большим межзубьевым пространством.
4. Разводка зубьев: для резки крупных размеров сплошного металла рекомендуется
полотно с чередованием широкой и узкой разводки зубьев во избежание эффекта
защемления.
Надо помнить, что полотна пил по металлу не подлежат заточке, если оно износилось –
устанавливется новое.
Ленточнопильные станки на судостроительных заводах используются для резки
профильного проката , особенно алюминиевого, а также резки алюминиевого листа.
35
5. ГИДРОАБРАЗИВНАЯ РЕЗКА
Гидроабразивная резка — вид обработки материалов резанием, где в качестве
режущего инструмента вместо резца используется струя воды или смеси воды и
абразивного материала, испускаемая с высокой скоростью и под высоким давлением.
Достоинства гидроабразивной резки
отсутствие термического воздействия на материал (температура в зоне реза
60-90ºС);
существенно меньшие потери материала;
широкий спектр разрезаемых материалов и толщин (до 150—300 мм и более);
высокая эффективность резки листовых материалов толщиной более 8 мм;
отсутствие выгорания легирующих элементов в легированных сталях и сплавах;
отсутствие оплавления и пригорания материала на кромках обработанных
деталей и в прилегающей зоне;
возможность реза тонколистовых материалов в пакете из нескольких слоев для
повышения производительности, в том числе, за счёт уменьшения холостых
ходов режущей головки;
полная пожаро- и взрывобезопасность процесса;
экологическая чистота и полное отсутствие вредных газовыделений;
высокое качество реза (шероховатость кромки Ra 1,6);
Недостатки данной технологии
Недостаточно высокая скорость реза тонколистовой стали;
Ограниченный ресурс отдельных комплектующих и режущей головки.
Высокая стоимость абразива (расходный материал)
При помощи гидроабразивной струи резать можно практически любые материалы:
черные металлы и сплавы;
труднообрабатываемые легированные стали и сплавы (в том числе:
жаропрочные и нержавеющие);
цветные металлы и сплавы (медь, никель, алюминий, магний, титан и их
сплавы);
композиционные материалы;
керамические материалы (керамогранит, плитка);
природные и искусственные камни (гранит, мрамор и т. д.);
стекло и композиционное стекло (триплекс, бронестекло, армированное стекло,
стеклотекстолит и т. п.);
пористые и прозрачные материалы;
сотовые и сэндвич-конструкции;
36
бетон и железобетон.
Существующие установки гидроабразивной резки поставляются в виде комплексов,
состоящих из рабочего стола, режущей головки, насоса высокого давления, системы
управления и системы подачи абразива.
Рис. 10.35. Установка гидравлической резки WATERJET .Kohimo AS-Фото автора.
Рабочий стол и система позиционирования рабочего органа.
Рабочий стол представляет собой водонаполненную ванну с поддерживающей
решёткой для размещения на ней заготовок. Уровень воды в ванной может
регулироваться вручную либо автоматически. Рабочий стол может также быть
оборудован системой автоматической очистки от абразивного материала и стружки. На
рабочем столе монтируется система привода рабочего органа.В комплексах Caretta
система позиционирования состоит из двухопорного портала, вдоль которого движется
каретка с возможностью позиционирования по высоте, на которую крепиться рабочий
орган. Привод по всем трём осям производиться с помощью серводвигателей,
беззазорных редукторов и зубчатой рейки.
Режущая головка.
В режущей головке энергия водяной струи под высоким давлением используется для
ускорения частиц абразива и позволяет обрабатывать различные материалы
гидроабразивной струей высокого давления.
37
Конструкция режущей головки является разработкой фирмы «KMT» и защищена
патентами в США. Режущая головка может использоваться для резки чистой водой или
водой с абразивом.
Рис.10.36 Схема работы режущей головки «КМТ».
1 — подвод воды под высоким давлением от насоса ВД.
2 — рубиновое сопло,
3 — подача гранатового абразива из бункера,
4 — фокусирующая трубка,
5 — смесительная камера,
6 — режущая струя (вода+ абразив),
7 — разрезаемый материал.
38
Рис 10.37 Режущая головка и машина гидроабразивной резки .Коллаж автора.
Рис.10.38. Насос высокого давления
Насос (помпа) высокого давления - ключевой компонент комплекса гидроабразивной
резки. от возможности помпы точно выдать необходимое давление, противостоять
износу на протяжении всего срока эксплуатации зависит производительность,
надёжность и экономическая эффективность всего комплекса. Именно поэтому мы
предлагаем лучшее что есть на рынке. Благодаря инновационным мультипликаторам с
керамическими плунжерами и интелектуальной системе управления помпы высокого
давления KMT обладают превосходными эксплуатацонными характеристиками и
лучшей надёжностью в своём классе.
39
Модель
STREAMLINE SL-V Е-50
Двухсторонний мультипликатор
1
Макс. давление (бар)
3800
Мощность двигателя (л.с/кВт)
50/37
Потребление воды (л/мин)
3,8
Емкость гидроаккумулятора (л)
Система
быстрой
замены
керамических плунжеров.
Фильтрующие элементы (вода) (шт.)
2
Да
2 (0,5 и 1 микрон)
Фильтрующие элементы (масло) (шт.)
Контроллер
управления
параметрами помпы
1 (10 микрон)
рабочими
Плавная регулировка давления
работы с хрупкими материалами
для
Да
Да
Система подачи абразива.
Для увеличения качества подачи абразива для каждого рабочего органа
предусмотрено отдельное устройство дозирования абразива. Оно крепится на
портальной раме и оборудовано небольшой ёмкостью для абразивного песка, что
обеспечивает бесперебойную подачу абразива. Дозирование абразивного песка
регулируется с панели оператора в режиме реального времени. Диапазон регулировки
зависит от модели машины. Электронная система подачи оснащена также системой
мониторинга EMS. Эта система способна определять износ и дефекты смешивающей
трубки, сопла и перебои в подаче абразива. При обнаружении неисправности EMS
автоматически останавливает машину (либо один рабочий орган) и включает
предупреждающий сигнал.
Система управления.
Управление процессом раскроя и постановка задач производится с передвижной
панели оператора, оснащённой 15`` монитором с сенсорным дисплеем. С панели
оператора производится мониторинг и управление такими операциями как:
Выбор рабочего органа(ов);
Регулировка подачи абразива в режиме реального времени, в том числе и во
время работы;
Управление помпой высокого давления;
40
Регулировка скорости реза, в том числе и во время работы;
Ручное управление перемещениями по осям;
Симуляция процесса раскроя;
Остановка и рестарт процесса раскроя;
Повтор раскроя в обратном порядке;
Индикация ресурса расходных компонентов;
Менеджер задач позволяет задавать несколько задач по раскрою. Во время
выполнения текущей задачи вы сможете запустить процесс симуляции
следующей, и при необходимости отредактировать её. Также вы сможете
начать постановку следующей задачи. Это поможет существенно экономить
время.
Возможность сохранения как программ раскроя, так и параметрической
информации для определённых материалов и деталей в базу данных станка
позволит экономить время на поиск настроек для новых проектов.
Нет необходимости в постоянном контроле над работой машины. По
выполнении всех поставленных задач машина автоматически выключится и
известит об этом оператора по СМС (опция).
Интуитивно понятный интерфейс на базе Windows позволит оператору быстро освоить
управление комплексом. Во время раскроя все команды ОС фильтруются специальным
фильтром для недопущения вмешательства операционной системы в работу
программного обеспечения машины. Все компоненты управляющей системы –
промышленного назначения и имеют соответствующий класс защиты.
Программное обеспечение Powercam разработано специально для машин
гидроабразивной резки и в отличии от большинства многоцелевых комплексов ПО
учитывает все особенности и нюансы этого вида раскроя. Преимущества этого ПО
очевидны:
Лёгкий и интуитивно понятный интерфейс для создания карты раскроя.
Автоматический, полуавтоматический и ручной режимы расположения деталей
на листе. Оптимизация размещения деталей по таким критериям как длина пути
рабочего органа и экономия полезной площади для возможности её
дальнейшего раскроя.
Импорт чертежей деталей в таких форматах как DXF, DWG, IGES.
41
Тестовый рез позволяет определить свойства заготовки для автоматического
подбора таких параметров как скорость резки, необходимость и степень
снижения скорости при резе дуговых и угловых элементов.
База данных ПО содержит оптимальные параметры реза для большинства
материалов и толщин, а возможность пополнения базы данных позволит вам
сохранить параметры для специфических материалов и толщин.
Возможность подсчёта времени и себестоимости реза до его выполнения
позволяет заранее просчитать целесообразность и стоимость некоторых
заказов, а также составить точный график работ.
Печать карт раскроя, чертежей деталей и расчётов времени и себестоимости
реза.
Бесплатное обновления ПО и баз данных через интернет.
42
6. МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ ПЛОСКОСТНЫХ СЕКЦИЙ И ЭЛЕМЕНТОВ
КОРПУСА СУДНА
К плоскостным секциям относятся секции без погиби или с незначительной погибью,
состоящие из полотнищ с приваренным набором различной высоты и направления.
Плоскостными в практике судостроения являются секции бортов, палубные и секции
переборок.
Рис.10.39 Модель плоской секции с высоким поперечным набором.Рисунок автора.
Плоскостные секции собирают из предварительно изготовленных полотнищ, тавровых
узлов, профильных деталей и деталей насыщения.
Плоскостные секции могут быть изготовлены тремя методами:
- раздельным методом
- методом протаскивания набора главного направления (низкого набора)
- методом одновременной установки перекрестного набора.
6.1. Раздельный метод
Раздельный метод сборки и сварки заключается в последовательной приварке к
полотнищу набора главного направления и высокого (обычно поперечного) набора,
43
который надевается через соответствующие вырезы сверху на
приваривается последним.
низкий набор и
Технологический процесс сборки плоскостной секции раздельным методом состоит из
операций:
Очередность операций и
переходов
1. Укладка и закрепление к стенду
листов полотна
2.Разметка полотна
3.Сварка стыков и пазов полотна
4.Установка набора главного
направления на полотно и
закрепление электроприхваткой
5.Приварка набора главного
направления к полотну
6 .Подать краном, одеть
поперечный высокий набор на
набор главного
направления,закрепить на
электроприхватках к полотну
7.Приварить набор между собой и к
полотну обшивки.Сварка
ячейковым способом
8.Установка и приварка корпусного
насыщения
9.Установка и приварка обухов для
кантовки
10.Контроль сварочных швов
11 Освободить секцию от стенда,
произвести контуровку секции
12 Нанести контрольные линии
13.Перекантовать секцию,
разделать и подварить швы
собратной стороны полотнища
14.Контролировать сварочные швы
15.Перекантовать и обмерить
секцию
16.Грунтовка и маркировка
Оснастка,приспособления
Плоский стенд, фиксаторы и
прижимы
Разметочный инструмент
Сварочный автомат
Подъемный кран, Сварочный
полуавтомат для сварки в
среде
СО2,,прижимы,фиксаторы
Сварочный автомат
Подъемный кран, Сварочный
полуавтомат для сварки в
среде СО2,,
Плоский стенд,фиксаторы и
прижимы
Сварочный полуавтомат для
сварки в среде СО2
Сварочный полуавтомат для
сварки в среде СО2
Сварочный полуавтомат для
сварки в среде СО2
Средства неразрушающего
контроля
Пневмозубило,газовый
резак,шлифовальная
машинка,разметочный и
мерительный инструмент
Мерительный и разметочный
инструмент и приспособления
Подъемный кран , сварочный
полуавтомат для сварки в
среде СО2
Подъемный кран,
мерительный инструмент и
приспособления.
Пневмокернер
17 Сдать секцию ОТК
44
Технические
требования
Процесс 12
Процесс 13
Процесс 12
Процесс 13
Процесс 13
Процесс 13
Процесс 12
Монтажные кромки 5075 мм не грунтовать
Рис.10.40. Схема изготовления плоскостной секции раздельным способом.Рисунок автора.
6.2. Метод протаскивания
Технологический процесс изготовления полотнища методом протаскивания
заключается в установке на полотно обшивки высокого рамного набора и
приваривание его автоматичесой сваркой. Продольный низкий набор главного
направления протаскивают через вырезы в рамном наборе, сделанные по профилю
набора главного направления и приваривают последним ячейковым способом.
Технологический процесс в этом случае имеет следующую последовательность:
Очередность операций и
переходов
1.Укладка и закрепление к стенду
листов полотна
2.Разметка полотна
3.Сварка стыков и пазов полотна
4.Установка рамного набора на
полотно,закрепление
электроприхватками
5.Приварка рамного набора к
полотну
6 .Протащить продольный набор
через отверстия в рамном
наборе,закрепить на
электроприхватках к полотну
7.Приварить набор между собой
и к полотну обшивки.Сварка
ячейковым способом
8.Установка и приварка
корпусного насыщения
9.Установка и приварка обухов
для кантовки
10.Контроль сварочных швов
Оснастка, приспособления
Технические
требования
Плоский стенд, фиксаторы и
прижимы
Разметочный инструмент
Сварочный автомат
Процесс 12
Подъемный кран,сварочный
Процесс 13
полуавтомат,фиксаторы,прижимы
Сварочный автомат
Процесс 12
Подъемный кран, сварочный
полуавтомат для сварки в среде
СО2,,
Плоский стенд, фиксаторы и
прижимы
Сварочный полуавтомат для
сварки в среде СО2
Процесс 13
Сварочный полуавтомат для
сварки в среде СО2
Сварочный полуавтомат для
сварки в среде СО2
Аппараты рентгенографии,
Процесс 13
45
Процесс 13
Процесс 13
11 Освободить секцию от
стенда,произвести контуровку
секции
12 Нанести контрольные линии
13.Перекантовать секцию,
разделать и подварить швы с
обратной стороны полотнища
14.Контролировать сварочные
швы
15.Перекантовать и обмерить
секцию
16.Грунтовка и маркировка
средства цветной дефектоскопии
Пневмозубило, газовый резак,
шлифовальная машинка
Мерительный и разметочный
инструмент и приспособления
Подъемный кран , сварочный
полуавтомат для сварки в среде
СО2
Средства неразрушающего
контроля
Подъемный кран, мерительный
инструмент и приспособления.
Доступные средства маркировки
Монтажные кромки
50-75 мм не
грунтовать
17 Сдача секции ОТК
Рис.10.41 Схема сборки плоскостной секции методом протаскивания.Рисунок автора.
6.3. Метод одновременной установки перекрестного набора
Метод одновременной установки набора двух направлений является наименее
совершенным, так как не поддается автоматизации. Метод применяется при
изготовлении секций имеющих перекрестный набор одинаковой высоты.
Порядок сборки при комбинированном методе следующий:
на подготовленное полотнище устанавливают срединные по секции шпангоуты
и разрезные связи в нос и корму,
устанавливают примыкающие промежуточные шпангоуты,
устанавливают следующие разрезные связи до полного заполнения секции и
установки всех связей.
46
Производят приварку набора между собой и к полотнищу ячейковым способом
как показано на рис.10.43
Рис.10.42 Технологическая последовательность одновременной установки
набора при изготовлении плоскостной секции.
1-полотнище,2-шпангоуты,3-разрезные стрингеры. Рис.автора.
Рис.10.43 Ячейковая схема последовательности приварки продольнопоперечного набора к полотнищу четырьмя одновременно-работающими
сварщиками.Рис.автора
А,Б,В,Г-сварщики,1,2,3,4,-последовательность приварки набора каждым
сварщиком.
47
Размеры плоскостных секций
следующим требованиям:
№
1
после
Наименование
контролируемого размера
Длина (ширина ) секции :
-до 6 м
-свыше 6 до 10 м
-свыше 10 м
-для малых быстроходных судов
изготовления должны соответствовать
Допускаемое
отклонение, мм
±8
±10
±12
±5
±5
2
Размер диагоналей
3
Изгиб секции
0,002L, но не более
20 мм на всю длину
(ширину) секции
4
Положение концов ребер жесткости
относительно монтажной кромки
±5
Методические указания
Проверять после сварки в
трех точках,совпадающих
со средней и крайними
балками набора
Производить при
разметке сетки набора
Изгиб замерять после
сварки по средней и
крайним балкам набора
вдоль и поперек секции
Проверять после сварки
секции в процессе
контуровки по линиям
разметки или «чистым»
кромкам.
6.4. Автоматизрованные поточные линии
В связи с относительной простотой конструкции прямолинейные плоскостные секцииполотнища могут быть унифицированы. В современном судостроении плоскостные
полотнища часто изготавливают на автоматизированных поточных линиях.
Поточная линия состоит из ряда позиций, физически представляющих собой стенды с
необходимым сварочным и сборочным оборудованием.
Технологический процесс сборки полотнища на автоматизированной поточной линии
выглядит следующим образом:
№
Операция,переход
Технологическая оснастка
1
Раскладка полотнищ на стенде
2
Сварка пазов и стыков полотна
3
4
Установка продольных ребер
жесткости
Приварка ребер жесткости
Плита, листоукладчик с
вакуумными захватами
Автомат для сварки под
флюсом тракторного типа,
перемещающиеся
флюсовые подушки
Портальный гидроприжим
5
Установка поперечного
Четырехдуговой сварочный
автомат
Гидроприжим
48
Технические
требования
Процесс 12
Процесс 13
6
7
8
9
10
11
рамного(высокого)набора
Прихватка рамного набора к
полотнищу
Приварка рамного набора
Кантование секции
Подварка обратной стороны
пазов и стыков полотнища
Контроль качества сварки
Проверка геометрии секции
Полуавтомат
Процесс 13
Четырехдуговой сварочный
автомат
Подъемный кран
Шланговый полуавтомат
Процесс 12
Неразрушающие средства
Мерительный инструмент
Приведенный технологический процесс иллюстрируется схемой
Рис.10.44. Поточная линия сборки и сварки плоскостных секций:1-листоукладчик,2 порталы
с гидроприжимом,3-четырехдуговой сварочный портал,4-сварочный трактор,5-шланговый
полуавтомат6-флюсовая подушка или медная подкладка.
Позиции автоматической линии
I-комплектация листов,II- сварка пазов и стыков полотнища автоматом ,
II-прихватка продольных реебер IY-приварка продольных ребер Y-приварка рамного набора,
YI-подварка стыков и пазов с обратной стороны полотнища.
49
7. СВАРОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Все чаще при резке различных металлов предпочтение отдается плазменной
резке.Рассмотрим сварочное оборудование необходимое для осуществления
плазменной резки.
Аппараты (станок) для плазменной резки металла могут быть двух типов по
назначению :
- плазменно-дуговой резки
- резки плазменной струёй.
Плазменно-дуговая резка наиболее часто используется для раскроя металлов.
Основная комплектация машин (станков) для плазменно-дуговой резки состоит из:
- плазмотрона
- источника питания.
Механизированные установки дополнительно комплектуются столом, модулем ЧПУ,
устройством перемещения и позиционирования горелки и т.д.
Рис. 10.45. Принципиальная схема плазменной установки .
Источник http://www.rutector.ru/press/entries/entry_id=17
1. Плазмотрон – устройство, предназначенное для зажигания и формирования сжатой,
стабилизированной плазменной дуги.
Плазмотрон должен быть достаточной мощности, обеспечивать качественную резку в
тяжелых рабочих условиях и при интенсивной эксплуатации быть ударопрочным.
Существует множество конструкций плазмотронов: с медным и керамическим соплом,
50
с различными элементами-подставками, поддерживающими наконечник на нужном
расстоянии от рабочей поверхности, и многие другие.
Плазмотроны могут быть нескольких типов – дуги прямого действия и дуги косвенного
действия.
В устройстве плазмотрона основными элементами являются вольфрамовый электрод,
сопло, через которое проходит плазмообразующий газ, защитное сопло обеспечивающее защиту дуги от внешнего воздуха.
Конструктивно плазмотрон представляет из себя горелку со сменными форсунками .
Обычно горелки входят
комплектующего изделя.
в
состав
аппарата
плазменной
резки
в
качестве
2. Источники дуги
Аппараты для плазменной сварки металла могут иметь как стандартный режим (сварка
на прямом токе), так и возможность сварки в импульсном режиме, что позволяет
снижать зону разогрева основного металла и работать с более тонкими листами
сталей.
Если предполагается использование оборудования в судовых условиях, то вес и размер
аппарата имеют большое значение. Для этих целей используются переносные
аппараты массой менее 40 кг.
Для выполнения качественной резки металлов толщиной до 50 мм, используют
мощные аппараты плазменной резки, которые являются стационарными
Выбор
аппарата
зависит
от
толщины
разрезаемого
металла.
так для резки металла толщиной до 15 мм используют инверторные установки
мощностью до 10 кВт ,работающие на переменном токе 115/230В переносного типа,
для резки металла толщиной 15-50 мм используют мощные стационарные установки.
Рис.10.46. Переносной источник плазменной резки и стационарная установка большой
мощности. Источник http://www.rutector.ru/press/entries/entry_id=17
51
Современные установки плазменной резки и сварки имеют в качестве источника
питания дуги сварочный инвертор.
Сварочный инвертор представляет собой силовой трансформатор для понижения
напряжения сети до необходимого напряжения холостого хода источника,блок
силовых электрических схем, и стабилизирующий дроссель для уменьшения пульсаций
выпрямленного тока.
Кроме источника и плазмотрона в состав установки могут входить различные
аксессуары (шланги, сменные форсунки и т.п.) поставляемые в качестве опций.
52
8. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
По приведенным ниже рабочим эскизам произведите разметку заготовок ,используя
прокат,указанный в чертеже и произведите вырезку заготовок корпусных элементов.
До начала работы пройдите инструктаж по технике безопасности для используемого
оборудования.
Работу проводите под наблюдением наставника!
Общие правила для выполнения практических работ.
1. Перед началом работы пройдите инструктаж по технике безопасности.
2. Внимательно изучите чертеж
толщину листа.
детали, обращая внимание на марку материала,
3. Мысленно составьте технологический план последовательности
операций.
необходимых
4. Определите величину необходимых припусков.
5. Приготовьте необходимый инструмент, оснастку.
6. Произведите разметку детали с учетом припусков при необходимости, нанесите
контрольные, базовые и установочные линии.
7. Произведите резку ,используя соответствующее оборудование.
8. После выполнения работы произведите необходимые контрольные замеры.
По приведенным ниже рабочим эскизам произведите разметку заготовок , используя
прокат, указанный в чертеже и произведите вырезку заготовок корпусных элементов.
53
54
55
56
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ
1. Назовите методы резки металлов в судостроении.
2. Назовите виды тепловой резки.
3. Чем процесс строгания отличается от традиционного процесса резки?
4 Назовите основное оборудование для механической резки.
5. Какой способ резки подходит наилучшим образом для вырезки резиновых
прокладок ?
6. Каким спосом наиболее удобно вырезать заготовки круглой формы (типа фланцев)?
7. Какой инструмент используется в качестве режущего в ленточнопильном станке ?
8. Какие основные методы сборки плоскостных секций Вы знаете?
9. Чем определяется выбор способы сборки плоской секции?
10. Назовите устройства для автоматической тепловой резки листового проката.
57
Тема 12
Методы составления узлов при помощи
сборочных приспособлений и кондукторов
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Сборочные сопряжения ....................................................................................................... 2
2. Расположение соединений и временных креплений ...................................................... 4
2.1 Установка жестких закреплений ................................................................................... 5
2.2 Установка эластичных закреплений гребенками ........................................................ 5
3. Инструменты и приспособления для сборки узлов .......................................................... 7
3.1 Гидравлические инструменты с ручным приводом .................................................... 7
3.2 Пневмо-гидравлические и ударно-вращательные инструменты .............................. 9
3.3 Ручной сборочный инструмент ................................................................................... 10
3.3.1 Фиксаторы ............................................................................................................... 11
3.3.2 Прижимы................................................................................................................. 12
4. Методы составления узлов при помощи сборочных приспособлений
и кондукторов ..................................................................................................................... 18
4.1 Общие технологические правила сборки узлов ........................................................ 18
4.2 Технология изготовления узлов таврового профиля ................................................ 20
4.2.1 Составление узлов методом свободной сборки и сварки. ................................ 21
4.2.2 Составление узлов при помощи кондукторов .................................................... 23
4.2.3 Составление узлов с использованием станков и автоматизированных
поточных линий ...................................................................................................... 26
4.2.4 Сборка тавровых балок на поточных линиях. ..................................................... 28
4.3 Изготовление фундаментов ......................................................................................... 30
4.4 Изготовление полотнищ .............................................................................................. 30
4.5 Изготовление бракет и плоских узлов типа вертикальный киль,
флоры, днищевые стрингеры ....................................................................................... 32
4.6 Сборка патрубков .......................................................................................................... 32
5. Практическая работа .......................................................................................................... 34
Контрольные вопросы по теме ............................................................................................. 38
1
1. СБОРОЧНЫЕ СОПРЯЖЕНИЯ
Все судовые конструкции – секции и узлы – образованы путем соединения (обычно
сваркой) между собой корпусных деталей.
Сопряжением называется промежуточное (до сварки) закрепленное взаимное
сочетание кромок или поверхностей собираемых частей, удовлетворяющее
требованиям обеспечения последующего процесса сварки.
Типы простых сопряжений приведены на структурной схеме рис 12.1
СОПРЯЖЕНИЯ
Линейные
Прямолинейные
Поверхностные
Криволинейные
Плоские
Пространственные
Рис.12.1 Классификация сопряжений.
Рис. 12.2 Классификация простых сопряжений, собираемых под сварку: а – линейные; б –
поверхностные. Источник (10), с. 246
I – прямолинейные; II – криволинейные; III – плоские; IV – пространственные.
1 – стыковое; 2 – угловое; 3 – тавровое; 4 – наклонное тавровое; 5 – накладное; 6 – прилегающее; 7 –
соприкасающееся.
Сборка корпусных конструкций заключается в том, чтобы взаимной подгонкой кромок
или поверхностей собираемых элементов обеспечить их сопряжение, т.е.подогнать и
2
предварительно соединить (до сварки) простые элементы конструкции в более
сложные для последующего окончательного скрепления их с помощью сварки.
В процессе сборки узлов и секций производится:
а) взаимная установка свариваемых элементов в положение, заданное чертежом и
необходимое для выполнения сварки;
б) проверка и сообщение целой конструкции или ее частям заданной формы в
пределах устанавливаемых допусков;
в) скрепление собранных сопряжений элементов на прихватках или с помощью
зажимных устройств;
г) установка при необходимости временных распоров, стяжек или других элементов,
обеспечивающих жесткость изделия при транспортировке или предупреждающих
появление чрезмерных сварочных деформаций
Как всякий производственный процесс, сборка может быть расчленена на операции и в
технологическом отношении на самые мелкие единицы - технологические комплексы
приемов (ТКП).
В операции сборки узлов и секций встречаются преимущественно следующие
основные ТКП (обозначим их для удобства номером с индексом 0):
01 – установка и ориентирование базовых деталей с разметкой мест сопряжения;
02 – первичное наведение пригоняемых деталей с проверкой положения и
предварительным закреплением;
03 – совмещение кромок и стягивание сопряжений;
04 – проверка и корректировка общей формы узла и секции;
05 – закрепление сопряжений с проверкой и корректировкой положения деталей.
3
2. РАСПОЛОЖЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ И ВРЕМЕННЫХ КРЕПЛЕНИЙ
При сборке судового элемента из деталей результатом исполнения сопряжений
является совмещение кромок, стягивание сопряжений и закрепление сопряжений.
СПОСОБЫ
ЗАКРЕПЛЕНИЙ
Жесткие
Электроприхватки
Эластичные
Гребенки
Струбцины
Талрепы
Стяжки
Прижимы,
грузы
Рис.12.3 Способы закрепления сопряжений деталей.
Как видно из рис.12.3, в судостроении приняты 2 основных способа закрепления
деталей при сборке конструкций под сварку: жесткое закрепление (при помощи
прихваток электросваркой) и эластичные крепления (с помощью различных
приспособлений).
К эластичным креплениям относятся :
-гребенки
-струбцины
-талрепы
-стяжки
-различные прижимы : типа «рыбий хвост», магнитные и пневматические,
угольники с болтами,грузы.
В главах 2.1. и 2.2. приведены описания сварных креплений – электроприхватками
(жесткие крепления ) и гребенками (эластичные крепления). В главе 3 будут
рассмотрены эластичные крепления сопрягаемых деталей с помощью различных
приспособлений.
Примечание. В учебной литературе слово закрепление деталей часто заменяется
словом соединение, при этом подразумеваются крепления деталей при сборке .
4
2.1 Установка жестких закреплений
Электроприхватки – один из наиболее распространенных способов жесткого
закрепления сопрягаемых кромок в судостроении.
Электроприхватка представляет собой сварное соединение на коротком участке или в
точке, предназначенное для предварительного соединения деталей при сборке.
Электроприхватки выполняются обычно ручной
электродуговой сваркой полуавтоматами или плавящимися стальными электродами.
Размеры прихваток и расстояния между ними зависят от толщины свариваемых листов.
Параметры электроприхваток приведены в таблице 1
Толщина свариваемых листов,мм
До 3 мм
Длина прихваток, мм
Расстояние между прихватками, мм
Высота прихваток при сварке тавровых
соединений , мм
Катет прихваток при сварке тавровых
соединений
10-15
20-25
30-35
35-40
40-50
200-250
250-300
300-350
350-400
400-450
(0,5-0,7)толщины листа одной из свариваемых деталей
3
4-10
4
11-15
5
16-25
6
Более 25
6
Таблица 1. Рекомендуемые параметры прихваток при сборке соединений
Важное технологическое указание!
Прихватки следует располагать со стороны , противоположной той, с
которой предполагается начинать сварку соединения.
2.2 Установка эластичных закреплений гребенками
Гребенки применяются чаще всего при сборке монтажных
соединений, а также при сварке швов с двух сторон , «дуга в дугу».
Рис.12.4 Общий вид установки гребенок.
5
межсекционных
Гребенки изготавливают из листовых отходов штамповкой,приваривают к деталям
угловыми швами с одной стороны,чтобы облегчить удаление.После удаления места
приварки необходимо зачистить и возможно подварить .Подрезы не допускаются .
В зависимости от взаимного расположения сопрягаемых поверхностей гребенки могут
быть угловыми ,выравнивающими и т.д. Типы применяемых в судостроении гребенок
приведены на рис.12.5
Рис. 12.5 Гребенки для эластичного соединения деталей: 1-соединительные, 2выравнивающая, 3-угловая, 4-выходная, 5-комбинированная. Источник(8).
Гребенки при сборке необходимо устанавливать параллельно друг другу и под углом
45° к оси шва со стороны обратной выполнению первого прохода сварного шва с
приваркой их к обоим стыкуемым листам. Толщина гребенки должна равняться
толщине свариваемых листов, длина 50 мм и высота не менее 80 мм.
Расстояние между гребенками должно быть таким же, как и между прихватками (см.
таблицу 1).
6
3. ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СБОРКИ УЗЛОВ
Судосборщик в условиях бригадной организации труда должен уметь
квалифицировано выполнять не только сборочные работы, но и работы смежных
специальностей.Поэтому ему необходимо уметь пользоваться не только сборочным и
разметочным инструментом, но и инструментами для выполнения строжки, прихватки,
правки, рубки, зачистки и т.д.
В общем случае используемый при сборке
классифицировать, как показано на схеме рис.12.6
узлов
инструмент
можно
ИНСТРУМЕНТ
И
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Проверочноразметочный
инструмент
Сборочный
инструмент
Гидравлический
инструмент
Пневмогидравлический
и ударновращательный
Приспособления
для ручной сборки
Рис. 12.6. Инструмент и приспособления для сборки узлов корпуса.
3.1 Гидравлические инструменты с ручным приводом
К числу гидравлических инструментов с ручным приводом относят талрепы, домкраты
и силовые узлы-распорки. Такие инструменты имеют гидравлический привод и
работают от гидравлического ручного насоса.
Гидравлический талреп (рис 12.7) предназначен для стяжки сопрягаемых элементов.
Он имеет корпус (гидравлический цилиндр 1), рабочий поршень 2 со штоком и ручной
насос высокого давления, смонтированный на корпусе талрепа. Рабочий закрепляет
вилки талрепа к стягиваемым элементам конструкции и , пользуясь ручкой,
7
перекачивает рабочую жидкость (масло) из одной полости копруса в другую. При этом
поршень со штоком и прикрепленные к нему элементы конструкции сходятся.
Гидравлический домкрат (рис. 12.7б) предназначен для создания распорных усилий
при перекачивании масла ручным насосом в рабочую полость.
Узел-распорка (рис.12.7в) может применяться как самостоятельно, так и в качестве
вставного инструмента, ввинчиваемого в простейшие приспособления типа «рыбий
хвост» и др.
а)
б)
в)
Рис. 12.7. Гидравлические инструменты с ручным приводом: а – гидравлический талреп; б –
гидравлический домкрат; в - гидравлический узел-распорка.
Источник:http://motorstate.com.ua/item/Intertool-GT-0200komplekt-gidravlicheskikh-rasporok.озп
8
3.2 Пневмо-гидравлические и ударно-вращательные инструменты
Пневмогидравлические и ударно-вращательные инструменты приводятся в действие
энергией сжатого воздуха давлением 0,5 Мпа.
Пневмогидравлический домкрат типа ДПГ представляет собой силовой гидроцилиндр
со встроенной насосной станцией, приводимой в действие поршневым
пневматическим двигателем. Домкраты типа ДПГ предназначены для создания
распорных усилий, перемещения корпусных конструкций в процессе из установки и
сборки.
Ударно – вращательные инструменты состоят из пускового механизма, ротационного
пневматического
двигателя,
вращательно-импульсного
преобразователя
и
самотормозящего винтового механизма, предназначены для механизации сборочных
и монтажных работ. К числу ударно-вращательных инструментов относят домкраты
типа ДПУ (рис 12.8 а), силовые приводы типа ГПУ (рис 12.8. б) и стяжку- распорку типа
СПУ (рис 12.8. в)
Недостатком пневмогидравлических и ударно-вращательных инструментов является
то, что они постоянно связаны шлангом с магистралью сжатого воздуха. Это затрудняет
их применение в труднодоступных местах (междудонном пространстве, отсеках
двойных бортов и др.).
Все перечисленные механизированные инструменты закрепляют на планки и обухи,
приваренные к элементам собираемых контсрукций. Приварка планок и обухов и
последующее их удаление увеличивает трудоемкость сборки и повреждает
поверхность элементов конструкций. В этой связи целесообразно использовать для
стяжки листов толщиной менее 8 мм механизированные инструменты с крепежными
элементами в виде вакуумных или электромагнитных присосов.
9
в)
Рис. 12.8. Пневмо-гидравлическе и ударно-вращательные инструменты:
а - домкрат типа ДПУ;б - силовой привод типа ГПУ; в - стяжка-распорка типа СПУ
Рис. 12.9. Стяжка –распорка пневматическая СПУ-10.
Источник: http://piratov.net/rabota-i-biznes/oborudovaniedlya-biznesa/styazhka-rasporka-pnevmaticheskaya-spu-10-6462.htm
3.3 Ручной сборочный инструмент
При сборке корпусных узлов применяются обычные ручные инструменты (кувалда,
молоток, киянка, сборочные ломики).
10
Одновременно для сопряжения кромок деталей при сборке применяется широкий ряд
специальных ручных сборочных приспособлений, внедреннных в производство и
отражающих накопленный технологический опыт поколений судосборщиков.
Приведенные ниже приспособления служат для эластичного закрепления деталей при
сборке. Без указанных ниже приспособлений практически не обходится ни одна
сборочная операция. Знание сборочных приспособлений необходимо судосборщику
для возможности применения соответствующих приспособлений в практической
работе.
Все ручные сборочно-сварочные приспособления делятся на 2 группы : фиксаторы и
прижимы. Расмотрим конструкции этих приспособлений поочередно.
ФИКСАТОРЫ
ПРИЖИМЫ
Постоянные
Ручные
прижимы
фиксаторы
Электрогидравлические
прижимы
Съемные фиксаторы
Рис. 12.10. Виды фиксаторов и прижимов.
3.3.1 Фиксаторы
Фиксаторы – приспособления, предназначенные для определения места сопряжений
отдельных элементов конструкции без производства замеров и подгонки
В судостроении применяются 2 типа сборочных фиксаторов :
-постоянные фиксаторы
-съемные фиксаторы
Постоянные фиксаторы конструктивно выполняются приварными либо входят в состав
конструкции, их местоположение не может быть изменено.
11
Рис 12.11. Прижим полки к столу с помощью постоянного фиксатора винтового типа.
Рисунок автора.
На приведенном рисунке производится фиксация положения заготовки по высоте
путем укладки заготовки в приваренные пазы приспособления.
Съемные фиксаторы могут демонтироваться,разбираться ,конструктивно составляют
резьбовую пару или другой вид разборного соединения.
Рис. 12.12. Схема простейшего съемного фиксатора .
3.3.2 Прижимы
Прижимы – приспособления, предназначенные для соединения между собой кромок
и поверхностей сопрягаемых деталей.
12
В качестве прижимов в судостроении часто применяют ручные сборочные
приспособления :
-сборочные струбцины
-винтовые талрепы
-приспособление «рыбий хвост»
-П-образные скобы , ломики, клинья
В случае необходимости приложения значительных усилий при использовании
прижимов (например, при задании конструкции предварительной обратного выгиба,
при необходимости прижима деформированных кромок и т.п), а также для
механизации процессов сборки в судостроении широко применяются также и
(электро)гидравлические прижимы , а именно:
-гидравлический талреп
-гидравлический П-образный прижим
-электрогидравлическая скоба.
Рассмотрим конструкции и способы применения некоторых
встречающихся прижимов
из наиболее часто
1. Струбцина (нем. Schraubzwinge, от слов Schraube - винт и Zwinge - тиски),
приспособление в виде скобы с винтом для закрепления обрабатываемых деталей на
станке и для временного соединения деталей при сборке. Струбцины бывают обычные
и угловые. Угловые струбцины позволяют собирать деталь под углом (обычно 90°).
13
Рис. 12.13. Типы монтажных струбцин .Коллаж автора.
Рис 12.14. Кромочные струбцины
Рис. 12.15. Угловые струбцины:для наружных углов и для внутренних углов.
14
Рис. 12.16. Пример использования струбцины при сварке в качестве эластичного прижима.
2. Талреп (гол. taalreep) – приспособление для оттягивания или стягивания деталей или
узлов ,состоящее из резьбовой муфты и двух резьбовых концов.
Рис 12.17. Образцы талрепов
15
Рис 12.18. Пример использования талрепов
Технологическое указание!
Крепежные приспособления типа талрепов и стяжек должны
устанавливаться
под углом к поверхности или кромкам стыкуемых
элементов конструкции параллельно друг другу.
3. Сборочное приспособление «рыбий хвост» представляет собой винтовой прижим
для сопряжения плоских поверхностных кромок.
Рис.12.19. Общий вид прижима «рыбий хвост».Рисунок автора.
Пример ислользования сборочного приспособления «рыбий хвост» при сборке листов
полотнища изображен на рис. 12.20.
Рис.12.20. Пример использования приспособления «рыбий хвост»при стыковании кромок.
Рисунок автора
16
4. П-образная скоба состоит из винтового прижима с привариваемым основанием.
Устройство и способ применения скобы показаны на на рис. 12.21.
Рис. 12.21. Устройство П-образной скобы. Рисунок автора.
1-собственно скоба, 2-винт с трапециидальной резьбой, 3-рукоятка.
Рис.12.22. Применение прижима в виде П-образной винтовой скобы при сборке ребра набора
к полотнищу под сварку .Рисунок автора.
17
4. МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ УЗЛОВ
ПРИСПОСОБЛЕНИЙ И КОНДУКТОРОВ
ПРИ
ПОМОЩИ
СБОРОЧНЫХ
В судостроении разработаны типовые технологии составления некоторых часто
повторяющихся видов узлов , а именно :
узлы таврового профиля (прямолинейные и гнутые узлы шпангоутов,
стрингеров, бимсов, карленгсов и т.п.)
фундаменты под различные механизмы и устройства ,
полотнища (плоские узлы , состоящие из листового материала , обычно
прямолинейные или с минимальной погибью:обшивка бортов и днища ,
настилы двойного дна и палуб и т.п.)
узлы типа флоров,вертикального киля и стрингеров (обычно состоящие из
листов, подкрепляющих ребер и поясков , приваренных к вырезам)
патрубки
4.1 Общие технологические правила сборки узлов
Для обеспечения изготовления корпусных конструкций необходимо соблюдать
технические условия и требования технологических процессов, а также правила
постройки судов, установленные классификационным обществом.
Перед началом сборки следует внимательно изучить рабочие чертежи конструкций и
технологический процесс, проверить наличие необходимых для сборки деталей и
узлов.
При сборке конструкций на сборочной площадке или постели необходимо следить за
плотным прилеганием листов к их поверхности. Листы крепят к лекалам или стойкам
постели с помощью стальных планок толщиной 6-8 мм и размерами около 100 х 50 мм,
прихватываемых длинной стороной к лекалу или к стойке постели, а короткой – к
закрепляемому листу. Тонколистовые полотна толщиной менее 6мм, собираемые на
сборочной площадке, обжимают по ее плоскости и прихватывают к площадке по
контуру.
Непосредственно перед сборкой под сварку кромки деталей и прилегающие к ним
участки шириной 20-30 мм должны зачищаться от ржавчины,окалины, краски, масла и
других загрязнений, а при необходимости просушиваться.
Зачистку выполняют пневматическими шлифовальными машинами, снабженными
стальной проволочной щеткой или абразивным кругом. Масло и краску удаляют
18
ветошью, смоченной в уайт-спирите или другом растворителе. Чистоту кромок
проверяют перед началом сварки. Недоступные для повторной зачистки кромки
стыковых и тавровых соединений сушат перед сваркой пламенем газовой горелки
Зазоры между деталями и углы разделки под сварку необходимо выдерживать в
соответствии с требованиями стандарта или чертежа.
Для повышения качества сварки необходимо выдерживать равномерный зазор по всей
длине соединения. С этой целью используют технологические закладные планки
толщиной не менее минимального зазора под сварку и шириной 20-30 мм. Их удаляют
по мере сварки собираемого соединения. В стыковых соединениях кромки листов и
профилей должны находиться в одной плоскости. Допускаемое несовпадение кромок
не должно превышать 10% от толщины более тонкого листа или профиля, но не более
3 мм.
На участках пересечения стыковых и угловых соединений запрещается ставить
прихватки, свариваемые во вторую и третью очереди, на расстоянии менее 50 мм от
пересекаемого соединения, которое сваривают в первую очередь.
Рис 12.23. Очередность установки прихваток (1,2) на пересечении сварных соединений.
В крестообразных стыковых соединениях разрешается ( а при автоматической сварке
даже рекомендуется во избежание прожогов) ставить прихватки, если сварка каждого
из них не прерывается у крестообразного соединеия.
Прихватки, закрепляющие конструкции при сборке, подъеме, кантовке и
транспортировке, зачищают от шлама, металлических брызг и тщательно проверяют
при внешнем осмотре. Некачественно выполненные прихватки, а также прихватки с
трещинами обязательно удаляют газовой или воздушно-дуговой строжкой.
Приварку гребенок и планок для «рыбьих хвостов» выполняют односторонним швом
калибром 3-6 мм в зависимости от толщины деталей. Эластичные крепления не
должны препятствовать свободной усадке сварных соединений в плоскости
свариваемых листов, но должны противодейсвовать развитию угловых деформаций.
Гребенки при сборке устанавливают параллельно друг другу и под углом 45˚ к оси шва
с приваркой к обоим стыкуемым листам. Как правило, гребенки ставят со стороны,
19
обратной первому проходу сварного шва. После сварки шва с одной стороны их
удаляют. Толщина гребенки равна примерно толщине свариваемых листов, но не
более 24 мм, длина l=a-50мм (где a- шпация), но не более 350 мм, а высота ее должна
быть не менее 80 мм.
При сварке креплений (обухи, скобы и др.) не допускаются подрезы основного металла
конструкции. Удаляют сборочные приспособления и временные крепления газовым
или воздушно-дуговым строгачом. Допускается удалять гребенки и другие временные
крепления разрушением прихваток изгибом на шов (отламыванием). Утолщения и
углубления, образовавшиеся после отламывания креплений, удаляют соответственно
зачисткой или подваркой на следующих конструкциях: расчетной палубе, днище,
бортовых (снаружи), переборках, ограничивающих цистерны; конструкциях в районах
интенсивной вибрации, на незащищаемых конструкциях жилых помещений. На
остальных конструкциях разрешается оставлять прихватки высотой до 10 мм без
зачистки, если это не оговаривается чертежами.
В процессе сборки припуски на некоторых деталях удаляют или их подгоняют с
помощью газовой резки или пневматической рубки. После подгонки деталей должна
быть выполнена или восстановлена разделка кромок под сварку в соответствии с
чертежом. На деталях толщиной менее 8 мм фаски разделывают пневматическим
зубилом, а при толщинах 8 мм и более – газовым резаком. После тепловой резки
кромки деталей очищают от грата с помощью шлифовальной машинки
4.2 Технология изготовления узлов таврового профиля
Узлы таврового профиля составляют значительную,(а для корпусов определенных
конструкций –большую) часть судового набора. Поэтому процесс изготовленияя
тавровых профилей в судостроении технологически отработан, достаточно
механизирован , а применительно к серийному судостроению – автоматизирован.
В
зависимости
от
технологических
возможностей
судостроительного
предприятия и серийности заказа при изготовлении узлов типа тавровых балок,
используют следующие методы сборки:
-свободная сборка и сварка
-кондукторная сборка и сварка
-станочная сборка и сварка
-сборка на поточных линиях.
20
МЕТОДЫ СОСТАВЛЕНИЯ ТАВРОВЫХ УЗЛОВ
Свободный
Кондукторный
Станочный
На поточных
линиях
Рис. 12.24. Классификация методов изготовления тавровых узлов.
4.2.1 Составление узлов методом свободной сборки и сварки.
Свободная сварка узлов выполняется в условиях единичного производства на
небольших судостроительных предприятиях, не располагающих достаточным технологическим оборудованием.
Рассматриваемый метод предполагает выставление, сборку и сварку узла на
произвольных ровных площадках или плитах с использованием стандартных ручных
зажимных и фиксирующих приспособлений.
При свободной сборке все операции выполняются вручную.
Технологическая последовательность сборки и сварки балок свободным методом:
1. Разметка установочных линий
2. Установка деталей по рискам разметки
3. Стягивание сопряжений для обеспечения сварочных зазоров с помощью ручных
сборочно-сварочных приспособлений
4. Проверка и корректировка положения деталей.
5. Выполнение мер по предотвращению сварочных деформаций, при необходимости
придание обратных выгибов деталям в сторону, обратную ожидаемым
деформациям, закрепление к жесткой плите
6. Прихватка деталей друг с другом.
7. Сварка (предпочтительно несколькими сварщиками с обеих сторон, обратноступенчатыми швами от середины к концам.
8. Контроль качества сварки и проверка размеров и отклонений формы от чертежных.
При свободной сборке и сварке узлов допускаются отклонения размеров и взаимного
расположения деталей узла в соответствии с таблицей 2.
21
№
Наименование параметра
1
2
3
4
5
Смещение стенок и ребер
Перекос поясков
Волнистость стенок
Изменение длины и ширины
Неперпендикулярность
элементов
Неперпендикулярность
элементов
Отклонение
криволинейных
кромок от шаблона
6
Допускаемое
отклонение
±2 мм
4 мм
±2 мм
±2 мм
±3мм
±4 мм
Примечание
на 1 м длины
на 1 м длины
высота стенки <
0,5м
высота стенки >
0,5м
±2 мм
Таблица 2. Допускаемые отклонения размеров и формы тавровых узлов после сборки.
Применяемые оснастка и инструмент
Оснастка
- универсальный плоский стенд-плита (достаточных размеров, соразмеримая с
размерами изготавливаемого узла),
Приспособления
- приспособления для сборки и сварки: сборочные струбцины, приспособление «рыбий
хвост», винтовые приварные фиксаторы и т.п.
Рис. 12.25. Сборка узла тавра с применением прижимов с П-образными приварными скобами.
Рисунок автора.
1 – электроприхватка; 2 - плита(основание); 3 - П-образная скоба(прижим), 4 - поясок тавра;
5 - стойка тавра; L - установочное расстояние между прижимами.
22
Инструмент
-мерительный инструмент: линейка металлическая рулетка, металлический угольник,
уровень,
-стадартный инструмент: чертилка, кувалда, молоток, ломик.
Сварочное оборудование
-сварочные посты с ручной электродуговой и полуавтоматической сваркой в среде
защитных газов для прихватки и сварки стальных деталей .
Как правило, изготовление тавровых узлов производится на специализированных
участках сборочно-сварочных цехов судостроительных предприятий, оборудованных
стредствами подъема и транспортировки заготовок и готовых узлов (краны,
транспортные тележки и т.п.).
4.2.2 Составление узлов при помощи кондукторов
Кондуктор – это приспособление или устройство, позволяющее закреплять детали узла
относительно друг друга в нужном положении, стягивать и удерживать их от
свободного перемещения во время сварки, фиксировать геометрические параметры
узла за счет установки фиксаторов без пригонки.
Большим преимуществом кондукторов является то, что они обеспечивают точность
расположения деталей собираемой конструкции без разметки.
При сборке в кондукторе сварочные деформации уменьшаются на 20-30% по
сравнению со свободной сборкой и сваркой узлов.
Кондукторы могут быть:
- специализированными (в условиях серийного производства), изготовленными и
настроенными на сборку балок определенного типоразмера и формы.
- универсальные (быстропереналаживаемые), переналаживаемые каждый раз для
изготовления тавров необходимого типоразмера
По степени механизации кондукторы делятся на:
-кондукторы с винтовыми прижимами типа струбцин
- кондукторы с электромагнитными априжимами
- кондукторы с пневматическими прижимами
- кондукторы с гидравлическими прижимами
Простейшим кондуктором для сборки тавровых балок является винтовой кондуктор,
схематично показанный на рис. 12.26.
23
Рис.12.26. Схема устройства простейшего винтового кондуктора Источник (8)
Принцип действия винтового кондуктора ясен из рисунка: полка свариваемого
таврового профиля прижимается к раме кондуктора 1 вертикальным винтовым
прижимом 4 и фиксируется от перемещения по ширине фиксатором, установленным
на раме. В соответствии с размером полки утсанавливается закладной штырь 2, полка
прижимается к стенке горизонтальным прижимом 3. Детали, собранные таким
образом прихватывают, затем производят их сварку принятым на предприятии
способом.
Винтовые прижимы устанавливаются с шагом 0,6-0,7 метра и собранные вместе
образуют простейший кондуктор для сварки прямолинейных или криволинейных
балок (в последнем случае винтовые приспособления выставляются по лекальной
кривой).
Примеры таких кондукторов приведены на рис. 12.27:
Рис. 12.27 Простейшие кондукторы на базе ручных винтовых прижимов :
а-для сборки криволинейных балок,б-для сборки прямых балок. Источник (8).
24
На рис. 12.28 изображена схема универсального кондуктора для сборки тавровых
балок. Кондуктор состоит из корпуса 1, который представляет собой листовую деталь с
Т-образным вырезом. Его размеры определяются размерами наибольшей собираемой
тавровой балки. Корпус кондуктора приварен к площадке, которую закрепляют к
сборочной плите прижимами. Т-образный вырез по вертикали перекрывает планка,
которая прикреплена к корпусу болтами и может смещаться для создания зазора на 0,5
– 1,0 мм больше толщины стенки свариваемого узла. Для уменьшения сварочных
деформаций тавровые балки, предварительно собранные на прихватках, перед
сваркой собирают попарно поясками друг к другу в жестком переплетении, с обратным
упругим или пластическим выгибом поясков.
Рис.12.28. Универсальный неповоротный кондуктор для сборки тавровых балок.
Источник (4).
В современных кондукторах используются комбинированные электропневматические
прижимы. Схема такого прижима показана на рис. 12.29.
На корпусе кондуктора смонтирован электромагнит 5 фиксирующий стойку
собираемой балки. Вертикальный пневматичекский прижим 7 осуществляет
притыкание пояска к стенке. Фиксация местоположения пояска по высоте
осуществляется вертикальным упором 6.
25
Рис.12.29. Пневмоэлектромагнитный прижим кондуктора для сварки тавровых
балок.Источник (8).
Для возможности поворота узлов у некоторых кондукторов предусмотрены
кантователи и манипуляторы.
4.2.3 Составление узлов с использованием станков и автоматизированных поточных
линий
Станочная сварка и сборка узлов типа тавровых балок прямолинейной и
криволинейной формы является наиболее прогрессивным методом в современном
судостроении.
Станочное изготовление узлов позволяет объединить в единый процесс сборку и
сварку , и таким образом повысить производительность почти в 2 раза.
При серийном изготовлении тавровых балок используются специальные станки типа:
станок СТС для сборки и сварки тавровых балок прямолинейного и
криволинейной формы длиной более 1500 мм с радиусом кривизны более 2500
мм и постоянной высотой до 700 мм
станок МИБ-700 для сварки прямолинейных длинных балок )длиной болоее
1500 мм с постоянной высотой стенки до 700 мм
станок СТУ для сборки прямолинейных и криволинейных балок с радиусом
кривизны более 500 мм односторонним швом
Принципиальная схема станка СТС-2м приведена на рис.12.30.
Взаимная наводка и стягивание сопряжений производятся системой роликов:
1-направляющих, 2-приводных опорных и 4-нажимного. Нажимное усилие создают
установкой пружинных и пневматических механизмов. Сваривают тавровую балку
одновременно двумя сварочными головками 3.
26
Рис.12.30. Схема работы станка для сварки тавровых балок СТС-2.Источник (8).
Станок позволяет сваривать балки достаточно большой кривизны (радиусом более
2500мм). Кривизна балки компенсируется подьемом и опусканием концов на опорах
специальных тележек.
На фото рис. 12.31 в качестве примера изображен станок для сварки двутавровой
балки с двумя сварочными головками .
Рис.12.31. Внешний вид станка для сварки тавровых балок.Источник
http://www.uniprofit.ru/www/up.nsf/catl1/h-beam
27
Рис. 12.32. Блок сварочных головок и роликов.
Источник :http://www.uniprofit.ru/www/up.nsf/catl1/h-beam
4.2.4 Сборка тавровых балок на поточных линиях.
Сборка на поточных линиях позволяет комплекно механизировать все технологические
операции,включая вспомогательные.
Линия состоит из следующих основных частей (рис. 12.33): сборочно-сварочного
станка, имеющего консоль с вертикальными и горизонтальными роликами для
взаимного центрирования пояска и стенки и их движения в рабочую клеть станка;
приемного рольганга, на который выходит сваренная балка; переднего перегружателя
с поворотными электромагнитными захватами для подачи на консоль станка деталей
поясков и стенок; заднего перегружателя для снятия готовых балок с приемного
рольганга и укладки их в контейнер. Кроме того,рядом с линией имеются столы:
передний – для установки кассеты с поясками и стенками и задний - для контейнера
готовых балок.
Современные поточные лини включают дополнительные устройства и
обрабатывающие станки ,позволяющие выполнить полный комплекс операций по
изготовлению узлов. Обычно такие линии комплектуют следующим оборудованием:
стенд для сборки и прихватки балок
два участка сварки (доварки), оборудованных консольными машинами для
сварки под флюсом
стан для правки грибовидности полок балки
камера дробеструйной обработки
торцефрезерный станок
участок резки с ленточно-пильным станком
28
Рис. 12.33 Схема поточной линии механизированного изготоввления прямых тавровых балок
МИБ-700А. Источник (4).
Современные установки содержат в своем составе сварочные манипуляторы,
позволяющие максимально автоматизировать процессы сварки.
Рис 12.34. Общий вид портальной автоматической установки для сварки крупных балок под
флюсом . Источник: http://www.uniprofit.ru/www/up.nsf/catl1/cons
29
4.3 Изготовление фундаментов
Технология сборки фундаментов в первую очередь определяется повышенными
требованиями к точности их изготовления. Фундаменты обычно собирают или в
специальных поворотных кондукторах, или на строганых сборочных плитах.
Для обеспечения необходимой точности сборки фундаменты обычно собирают
опорными планками вниз. Сначала пробивают оси фундамента или устанавливаемого
на нем механизма. Ориентируясь по пробитым осям, раскладывают опорные планки и,
прихватывая их к плите, намечают места примыкания стенок фундамента. После этого
выставляют стенки фундамента, кницы, ребра жесткости и скрепляют собранные
детали прижимными устройствами и прихватками.
После окончания сварки и остывания фундамента его освобождают от закрепления,
кантуют опорными планками вверх и проверяют по чертежам и шаблонам с плаза. При
необходимости фундамент правят и на верхней плоскости его опорной поверхности
наносят и накернивают линии осей и контрольных шпангоутов.
4.4 Изготовление полотнищ
Узлы этого типа образуют плоские настилы или настилы с незначительной кривизной.
Полотнища представляют из себя плоские узлы состоящие из нескольких соединенных
листов.
Плоские полотнища в больших объемах целесообразно изготовлять на
специализированных участках. Полотнища собирают на электро-магнитных стендах с
флюсовыми подушками, на стендах сварной конструкции с продольными пазами.
Плоские полотнища из листов толщиной 4-14 мм целесообразно собирать и сваривать
на электро-магнитных стендах с флюсовыми подушками.
Рис 12.35. Схема устройства магнитного стенда с формирующей медной подкладкой и
флюсовой подушкой
30
Листы полотнища должны быть обработаны в размер. Припуск оставляют только на
кромках листов, образующих контур полотнища. Стыкуемые кромки листов зачищают
до металлического блеска с помощью пневматической шлифовальной машинки.
Сборку полотнищ начинают с пригонки листов среднего пояса. При этом за базы
принимают линии, проходящие посередине листов среднего пояса, или одну из
прямолинейных кромок полотнища. Окончив сборку среднего пояса, на сборочной
площадке раскладывают в соответствии с чертежом все остальные листы полотнища.
Выравнивают в одну линию стыки и пазы полотнища, проверяют их прямолинейность
натянутой ниткой. Уступы или неровности по линии пазов удаляют с помощью
кислородной резки или пневматической рубки. Разложенные листы проверяют на
соблюдение необходимых зазоров по стыкам. Правильность разделки кромок под
сварку (если она выполнена) проверяют шаблонами, а совпадение плоскостей
стыкуемых листов – линейкой. После этого закрепляют стыки и пазы прихватками или
на гребенках.
Рис.12.36. Схема установки выводных технологических планок.
1-свариваемые детали, 2-концевые выводные планки, 3-начальная выводная планка,
4-концевые планки.
31
В местах начала и окончания шва приваривают выводные планки толщиной, равной
толщине листов свариваемого полотнища. Собранные полотнища под сварку сдают
ОТК.
Принятые ОТК полотнища сваривают. Сначала сваривают стыки, а затем пазы. Сварку
по пазам выполняют напроход одним или одновременно двумя автоматами. Для
уменьшения деформаций при сварке полотнищ вдоль свариваемых кромок
раскладывают грузы. После окончания сварки с лицевой стороны грузы снимают,
удаляют прихватки по контуру полотнища и кантуют его. Затем выполняют зачистку и
подварку стыков и пазов. Окончательно заваренное полотнище зачищают от
прихваток, брызг и сборочных приспособлений и,если это необходимо, правят. Готовое
полотнище маркируют и передают на секционную сборку или промежуточный склад.
4.5 Изготовление бракет и плоских узлов типа вертикальный киль, флоры, днищевые
стрингеры
Узлы этого типа состоят из листов, подкрепляющих ребер жесткости или поясков. Если
полотнище такого узла составлено из нескольких деталей, то листы его раскладывают в
соответствии с чертежом на сборочной площадке. Если кромки узла имеют лекальную
форму, на сборочном стенде намечают контур узла и по нему осуществляют сборку.
Чтобы избежать деформаций при сварке рекомендуется прижимать листы узла к
сборочному стенду с помощью прижимных приспособлений. Сварку стыков обычно
производят автоматом, затем узел кантуют, выполняют зачистку и подварку стыков.
После окончания сварки и контроля качества сварных швов намечают линии
примыкания набора и в случае необходимости производят их зачистку с помощью
шлифовальной машинки. Затем разметку восстанавливают меловыми линиями,
пробиваемыми с помощью нитки.
Ребра устанавливают на лист узла по линиям разметки и с помощью приспособлений
поджимают к листу и закрепляют прихватками. Полотнища узлов, по кромкам которых
должны устанавливаться пояски, укладывают на прокладки толщиной на 10-20 мм
больше половины ширины пояска. Пояски устанавливают таким образом, чтобы
кромки листа совпадали с линией разметки на пояске, обжимают к кромкам и
закрепляют прихватками. Угол между пояском и листом проверяют угольником или
малочником. Аналогично производят сборку узлов, состоящих из одного листа с
ребрами или пояском (флоры, бракеты и др.)
4.6 Сборка патрубков
Метод сборки патрубка зависит от его формы и составных частей. Наиболее просто
осуществляют сборку патрубка , состоящего из трубы и фланцев. Сборку производят с
32
помощью макета, имеющего плоскости, к которым примыкает патрубок. На эти
плоскости наносят оси патрубка и окружности (или эллипсы), являющиеся линиями его
примыкания. По этим плоскостям пригоняют патрубок, устанавливают и приваривают
фланцы. Более сложной является сборка патрубков, состоящих из гнутых деталей.
Перед сборкой следует проверить погибь деталей с помощью шаблонов и каркасов и
при необходимости подвергнуть их правке. Сборку патрубка выполняют на сборочной
площадке. Для удобства сборки к одной части патрубка с шагом 400-500 мм
прихватывают направляющие планки. Кромки деталей стягивают струбцинами или
болтами, для чего к ним прихватывают угольники. Стык закрепляют прихватками, а
затем аналогично собирают второй стык. После сварки стыков патрубка удаляют
сборочные приспособления и зачищают прихватки. Патрубок проверяют по шаблонам
и при необходимости подвергают правке местным нагревом и ударами кувалды через
гладилку.
Патрубки сложной формы собирают по каркасу, воспроизводящему их внутреннюю
форму. Детали патрубка обжимают к каркасу и подгоняют кромки. Затем детали
снимают с каркаса и дальнейшую сборку выполняют как обычно.
33
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
Общие рекомендации к выполнению практической работы:
1. Перед началом работы изучите правила техники безопасности для работы на
оборудовании, которое будет использоваться!
2. Внимательно изучите чертежи по которым Вам предстоить работать.
3. Мысленно составьте технологический процесс изготовления или сборки деталей,
сформулируйте для себя перечень необходимого оборудования и инструмента.
4. Определите, какие замеры необходимо сделать после изготовления узла, каковы
допускаемые отклонения размеров и формы .
5. Используйте только то оборудование , правила безопасной эксплуатации которого
Вам известны.
6. Выполните работу под руководством наставника.
По прилагаемым чертежам изготовьте в составе бригады следующие узлы:
1. Бракета с пояском
2. Тавровая балка
3. Полотнище плоское из трех листов
34
35
36
37
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ
1 .Назовите виды сопряжений деталей при сборке корпусных конструкций.
2. В чем главное отличие жестких закреплений от эластичных ?
3. От чего зависит шаг установки прихваток на сопрягаемых листовых деталях ?
4. От чего зависит шаг прихваток при закреплении стенки к полке таврового профиля ?
5. Каков должен быть размер прихваток и какой длины следует ставить прихватки при
сборке кромок двух плоских листов толщиной 12 мм?
6. Каков должен быть размер и с каким шагом следует ставить прихватки при сборке
двух листов разной толщины :первый лист толщиной 8 мм , второй лист толщиной
16 мм и на нем снята ласка ?
7. В чем главное отличие фиксаторов от прижимов ?
8. К какому виду приспособлений относится винтовая скоба :
а - к фиксаторам
б - к прижимам.
9. В чем состоит главное отличие кондукторного приспособления
прижима ?
10. Назовите пять основных видов узлов судового корпуса .
38
от
обычного
Тема 13
Сборка корпуса судна на стапеле.
Практическая работа в составе команды.
Оглавление
1. Стапель .................................................................................................................................. 2
1.1 Типы построечных мест ................................................................................................. 2
1.2 Оборудование построечных мест ................................................................................. 3
1.3 Способы формирования корпуса судна на построечном месте ................................ 7
2. Подготовка построечного места к закладке судна............................................................ 8
3. Правила сборки конструкций на построечном месте ..................................................... 10
4. Проверочные операции, выполняемые при установке на стапеле различных
элементов ............................................................................................................................ 12
4.1 Назначение проверочных работ ................................................................................. 12
4.2 Проверочный и мерительный инструмент ................................................................ 12
4.3 Проверка положений корпусных конструкций на стапеле ...................................... 14
4.3.1 Проверка установки днищевых секций ............................................................... 14
4.3.2 Проверка положения бортовых секций .............................................................. 17
4.3.3 Проверка положения поперечных переборок ................................................... 18
4.3.4 Проверка положения палубных секций .............................................................. 21
4.3.5 Проверка положения блоков ............................................................................... 23
4.3.6 Проверка положения блоков оконечностей ...................................................... 24
4.4 Проверка положения корпуса на стапеле .................................................................. 26
4.5 Проверка формы и размеров корпуса судна ............................................................. 26
5. Сборочные операции на стапеле ...................................................................................... 28
5.1 Установка и сборка днищевых секций ....................................................................... 28
5.2 Установка скуловых и бортовых секций ..................................................................... 30
5.3 Установка и сборка секций переборок ....................................................................... 30
5.4 Установка секций палуб ............................................................................................... 31
6. Инструмент, приспособления и средства механизации для сборки
секций на стапеле ............................................................................................................... 33
7. Сварка корпуса судна на стапеле ...................................................................................... 35
8. Испытания корпуса на герметичность и непроницаемость ........................................... 36
Практическая работа в составе команды ............................................................................. 37
Контрольные вопросы по теме ............................................................................................. 38
1
1. СТАПЕЛЬ
Стапелем, или построечным местом, называют специальным образом
подготовленную площадку, на которой осуществляют сборку корпуса из секций или
блок-секций, проверку положения и сварку этих конструкций, установку фундаментов и
надстроек, испытания корпуса на непроницаемость и герметичность. С построечного
места судно спускают на воду. Перечисленные работы составляют корпусостроительное производство. Они занимают 20-30% от общей трудоемкости постройки
судна.
1.1 Типы построечных мест
В современном судостроении применяют горизонтальные и наклонные построечные
места. Они должны быть прочными и жесткими, способными выдерживать
значительные нагрузки. Поэтому построечное место представляет собой монолитную
железобетонную плиту, сооружаемую на свайных фундаментах. К горизонтальным
построечным местам относят сухие строительные и наливные доки или отдельные
горизонтальные открытые или закрытые построечные места; к наклонным – наклонные
продольные и поперечные стапели. Построечное место также может быть
расположено на слипе. Поcтроечное место с накрывающим его зданием называют
эллингом.
ТИПЫ
СТАПЕЛЕЙ
Наклонные
(слипы)
Горизонтальные
Сухие доки
Продольные
стапели
Эллинги
Рис. 13.1.Классификация построечных мест.
2
Поперечные
стапели
Рис. 13.2. Строительство корпуса пассажирского судна Freedom of the Seas в сухом доке в
г.Турку ,Финляндия. Источник: http://dreamdesignscolchester.weebly.com/2/post/2011/12/
recognition-from-royal-caribbean-captain.html
1.2 Оборудование построечных мест
Построечные места оборудуют опорными, а иногда и опорно-транспортными
устройствами; кранами для выполнения подъемно-транспортных операций; лесами –
наружными и внутренними- для производства работ на высоте; системами
энергоснабжения для подачи электроэнергии, сжатого воздуха, кислорода и
ацетилена, углекислого газа, воды и пара.
Рис.13.3 Общий вид стапеля в сухом доке В правой части-опорные устройства.
Источник http://www.sqmarine.com/files/highlights/big/2012_03_09_13_05_31Mega Block x sito.jpg
3
Опорные устройства
Если судно строится на одной позиции, опорные устройства состоят из кильблоков,
клеток, подставов и упоров. На наклонном продольном стапеле, кроме того,
применяют строительные стрелы, препятствующие смещению судна.
Опорные
устройства
Подвижные
Неподвижные
опорнотранспортные
Кильблоки
Клетки
Упоры
Судовозные
тележки
Рис. 13.4 Типы опорных устройств.
Кильблоки должны воспринимать массу всего судна. Кильблок состоит из стальных
сварных тумб, поверх которых находится основная прокладка, деревянные клинья и
основная подушка. Применяют также кильблоки с быстроразборным элементом, он
состоит из двух стальных клиновых призм, соединенных между собой тягой из
стальных угольников. Тяга стопорится самотормозящимся стальным клином. Для
отдачи кильблока клин выбивают. На наклонном продольном стапеле используют
также кильблоки с гидравлическим домкратом.
Деревянные кильблоки представляют собой просто набор коротких сосновых брусьев с
клиньями. Высоту кильблока в ходе постройки регулируют ручной подклинкой.
Кильблоки располагают
в диаметральной плоскости судна под флорами и
поперечными переборками.
4
Рис.13.5 Пассажирское судно Zaandam в сухом доке.В нижней части фото отчетливо видны
кильблоки. Источник:http://gcaptain.com/ship-photo-holland-americas/
Рис.13.6 Металлические кильблоки.
5
Клетки обеспечивают устойчивость судна на построечном месте и разносят
сосредоточенные нагрузки от массы грузов, например главных механизмов или воды
(при испытаниях отсеков), но отличаются от кильблоков большими размерами в плане.
Клетки располагают , как правило, под поперечными переборками.
Подставы и упоры также разносят массу судна на большую площадь основания
построечного места. Кроме того, их используют для выравнивания днищевых секций в
процессе их установки. Стальные подставы представляют собой трубчатый винтовой
домкрат или имеют телескопическую конструкцию. Упоры – это просто сосновые
брусья, поставленные стоймя.
Опорно-транспортные устройства служат как для постройки так и для перемещения
судов с одной позиции на другую. Опорно-транспортный комплект состоит из стальных
балок, при передвижке судна на центрирующие ( транспортные ) опоры и судовозные
тележки. Судовозные тележки снабжены гидравлическими домкратами, служащими
для пересадки судна со стульев на тележки и с тележек на стулья.
Для перемещения целого судна отдельные тележки соединяют жесткими связями в
судовозный поезд. Несамоходные поезда тянутся лебедками с помощью тросов.
Самоходные перемещаются несколькими входящими в состав поезда самоходными
тележками с электродвигателями.
Леса
Чтобы обеспечить выполнение работ на высоте, построечные места оснащают
наружными и внутренними лесами- это настилы (преимущественно деревянные),
устанавливаемые в несколько ярусов по периметру строящегося судна. На построечных
местах применяют наружные, а в отсеках судна – внутренние леса. Конструкции лесов
весьма разнообразы.
Наружные сплошные леса составляют из металлических стоек ( чаще всего трубчатых),
щитовых, деревяных настилов, лееров, переносных башен с трапами и поярусными
площадками и переходных мостиков между ними. Для крупных судов в состав лесов
входят грузовые и пассажирские электрические лифты и эскалаторы. Во многих случаях
вместо сплошных наружных лесов используют подвесные люльки или передвижные
леса-башни, устанавливаемые только в районе выполнения работ.
Краны
Для выполнения подьемно –транспортных операций построечные места оснащают
козловыми, башенными и портальными кранами. Подробно типы применяемых в
судостроении кранов рассмотрены в теме 5 настоящего курса.
6
1.3 Способы формирования корпуса судна на построечном месте
При современном способе производства сборка и сварка корпуса на построечном
месте может осуществляться при неизменном положении корпуса судна или с
передвижкой частей корпуса по нескольким позициям в .процессе его формирования.
В первом случае корпус судна, начиная от установки закладной днищевой секции и до
спуска судна на воду, формируют на одном построечном месте. Подобная организация
работ типична для сборки корпусов крупных судов, а также для сборки корпуса
единичных судов или судов, строящихся на судоремонтных предприятиях в малом
количестве (2—4 судна в год).
Второй случай — с передвижкой по нескольким позициям — более типичен для
серийной постройки малых и средних судов на стапелях. Постройка судов с
передвижкой может быть поточно-позиционной и конвейерной.
Постройка судна на стапеле из плоскостных и объемных секций включает комплекс
установочно-проверочных работ.
установочные работы-операции по раскреплению и перемещению секций
проверочные работы-операции по проверке положения конструкции.
7
2. ПОДГОТОВКА ПОСТРОЕЧНОГО МЕСТА К ЗАКЛАДКЕ СУДНА
Закладкой судна называют установку и закрепление на построечном месте по заранее
нанесенным базовым линиям закладной корпусной конструкции (чаще всего
днищевойц секции) с которой начинают формирование корпуса.
Для сборки корпуса судна стапель оборудуют грузоподъемными кранами и опорными
устройствами: набор кильблоков устанавливают по форме килевой линии судна;
одновременно подготавливают упоры, подставы, талрепы, тяги и другие
приспособления для раскрепления секций на стапеле и подтягивания их друг к другу.
Наиболее распространенным способом строительства корпуса морских судов в
современном судостроении является секционный способ, который и будет рассмотрен
в данной теме в качестве базового для изучения.
До установки закладной секции производят:
разбивку (расчерчивание) построечного места — нанесение следа ДП и
батоксов (по плазу), построение перпендикуляров к ДП, нанесение
горизонтальной базовой линии;
расстановку элементов опорных устройств (кильблоков, клеток, подстав) по
данным разметки с плаза и проверку их по высоте и на горизонтальность.
Разбивка построечного места и проверка положения опорных устройств входит в
состав так называемых проверочных работ.
К другим проверочным работам относят:
определение положения отдельных конструкций (секций, блоков и др.);
проверку положения в пространстве всего корпуса судна при постройке,
контроль его обводов и главных размерений.
Для разметки и нанесения на стапеле базовых линий стапель оснащают закладными
планками, реперами-стойками с подпружиненным штоком и бортовыми стойками
Наиболее проста разметка и проверка стапельного места с помощью рулетки и метра,
отвеса и водяных уровней, однако такой способ допускается только при постройке
малых судов.
Разметка стапеля для
постройки крупных судов предполагает использование
оптических приборов, имеющих высокую точность измерений.
Для нанесения базовой основной линии при постройке крупных и средних судов
пробивают так называемую световую линию. Обычно световую линию располагают на
расстоянии 750-1000 мм от ДП судна на высоте 1000-1200 мм от основания
8
построечного места. Для пробивки световой линии вдоль него устанавливают стойки,
обычно изготовленные из швеллера, на расстоянии 15-20 м друг от друга.
Рис. 13.7. Пробивка базовой линии на стапеле с помощью светового луча.Источник (4).
1-источник света, 2-планка с отверстием0,8-1,5 мм, 3-крайние стойки, 4 –устанавливаемая
стойка, 5-глаз наблюдателя
Процесс пробивки световой линии заключается в наведении отверстий мишенек
промежуточных стоек на световой луч, проходящий через отверстия крайних мишенек.
Рис.13.8 Схема размеченного стапельного места . Рисунок автора.
1-бортовые стойки, 2-закладные планки, 3-реперы, 4-кильблоки.
После нанесения базовых линий устанавливают кильблоки и клетки согласно данным
чертежа закладки. При этом особое внимание обращают на точность положения
верхней кромки кильблоков по высоте. При подготовке построечного места к закладке
судна устанавливают леса проверяют исправность трубопроводов, электрических сетей
и т.п.
9
3. ПРАВИЛА СБОРКИ КОНСТРУКЦИЙ НА ПОСТРОЕЧНОМ МЕСТЕ
Работы по формированию корпуса
При формировании корпуса соответствующую секцию или блок секции подают на
построечное место, ориентируют по разметке на опорных устройствах или по ранее
установленным (базовым) конструкциям, а затем скрепляют прихватками для
последующей сварки.
Последовательность работ при установке секций на построечном месте, а также других
основных конструкций корпуса, если они уже оконтурованы и не имеют припусков,
следующая:
Установка опорных устройств, проверка их расположения, нанесение контрольных
линий, установка направляющих планок для фиксации положений и рымов для
раскрепления секций оттяжками; погрузка секций краном, грубое наведение по
контрольным линиям и временное раскрепление ее упорами и растяжками; подвижка
секций до полного совпадения с теоретически заданным положением; окончательная
проверка положения; закрепление этого положения упорами, оттяжками (тягами) и
частично прихватками.
Совмещение кромок стыковых соединений с обеспечением зазора, требуемого под
сварку (всю эту операцию иногда называют стыкованием); одновременно устраняют
зазоры в тавровых соединениях обшивки со смежными конструкциями – выполняют
стягивание сопряжений; стыкование концов балок набора или притыкание концов этих
балок к листам при тавровом соединении; сдачу соединений под сварку.
Затем выполняют сварку всех собранных соединений. Одновременно со сварочнымии
работами производят установку различных фундаментов, крепление изоляции,
деталей устройств и элементов доизляционного начыщения.
Перечисленные работы по назначению, способам выполнения и применяемому
инструменту, оснастке и оборудованию разделяют на
-сборочные,
-проверочные,
-сварочные
-работы по испытанию непроницаемости и герметичности.
Наибольшую трудоемкость (п 35-40% от общей) составляют сборочные и сварочные
работы.
10
СТАПЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Сборочные
Доводочные
перемещения
Проверочные
Сварочные
Испытания
Подгонка
сопряжений
Рис 13.9 Классификация стапельных работ.
Сборочные работы включают две основные операции:
-доводочное перемещение;
-подгонку сопряжений устанавливаемых секций.
Операция доводочного перемещения включает подбор, установку и удаление
оснастки и приспособлений для перемещения, прижима и закрепления секций,
контроль положения и отрезку припусков (если секция не оконтурована). Операцию
подгонки кромок, т.е. стыкования или примыкания сопряжений, выполняют с
помощью средств малой механизации.
При сборке корпуса производят также подгонку и обжатие концов балок встык с
концами других профилей или же впритык с пересекающими их поперечными
элементами секций.
Проверочные работы заключаются в разметке базовых, осевых, эксплуатацитонных,
контрольных линий и проверке размеров, формы и пространственного положения
отдельных частей и всего корпуса судна в процессе изготоволения и монтажа.
Проверку построечного места и всех устанавливаемых конструкций, как правило,
производят с помощью оптических приборов – теодолитов или специально
разработанных для судостроения стапельных визиров.
Для определения положения контрукции обычно назначают шесть опорных точек ( три
базовые и три контрольные), наносимых на самой конструкции.
Проверка положения всех конструкций при сборке корпуса на построечном месте
основывается на сравнении фактических и теоретических (плазовых) расстояний
контрольных линий от соответствующих базовых или на совмещении.
11
4. ПРОВЕРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПРИ УСТАНОВКЕ НА
СТАПЕЛЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Назначение проверочных работ
Основным назначением проверочных работ является обеспечение необходимой
точности выполнения судосборочных работ, заключающихся в том, чтобы фактические
размеры и форма собираемых узлов, секций блоков и всего корпуса судна, как можно
более точно совпадали с плазовыми и чертежными данными.
Для этого в различных стадиях постройки на стапеле и на плаву производят
регулярную проверку формы и размеров узлов, секций, блоков и корпуса судна.
Проверочные работы производят на основании рабочих чертежей конструкций
корпуса, а также по шаблонам, эскизам, каркасам, рейкам, содержащим плазовые
данные.
Допускаемые отклонения фактических размеров и форм, установленные в процессе
проверки, от чертежных или плазовых данных указаны в отраслевых стандартах на
проверочные работы и построечных чертежах.
Для сложных секций и блоков составляют паспорт, в котором фиксируют фактические
размеры и формы проверяемых конструкций (проверочный журнал).
4.2 Проверочный и мерительный инструмент
Проверочные работы выполняют при помощи проверочного и мерительного
инструмента и приспособлений (подробно см.тему 7 настоящего курса).
К ним относятся:
измерительные металлические рулетки (стальные простые);
складные металлические метры для измерения длин до 1 м;
измерительные металлические линейки для измерения небольших длин
(измерение длины большими линейками не рекомендуется),
щупы (пластины, ступенчатые и клиновидные),
штангенциркули,
бухтиномеры;
транспортиры,
угломеры для контроля углов разделки кромок под сварку;
12
малочники,
Рис.13.10 Схема стандартного
малочника.1-корпус,2-стрела,3-планка,4гайка,5,6-планка.Источник (4)
квадрант-угломер,
который
соединяет в себе конструктивно
угломер с уровнем (квадрантугломер
и
уровень
с
микрометрической
подачей
применяется для измерения
углов
наклона
плоскости
поверхности
и
установки
конструкций под заданным углом
к горизонту с достаточной
точностью);
проверочный
инструмент
и Рис.13.10 Схема стандартного малочника.
приспособления:
отвесы 1-корпус, 2-стрела,3-планка,4-гайка, 5,6планка. Источник (4)
(шнуровые), шланговые уровни,
уровни рамные и брусковые и строительные уровни, уклонная доска для
проверки угла наклона, кронштейн для натягивания струны;
оптические приборы: теодолит (используется при построении прямых линий в
пространстве, горизонтальных и вертикальных плоскостей и углов), нивелир
(применяется при построении горизонтальных линий и плоскостей).
В настоящее время проверочные работы в цехе, на стапеле, на плаву и в доке
выполняют при помощи простейших мерительных и контрольных инструментов. Более
прогрессивным и дающим повышение точности проверочных работ является
применение оптических приборов. При этом значительно возрастает и
производительность труда. В ряде случаев применение оптических приборов
позволяет совместить несколько проверочных операций, например, одновременно
производить проверку положения секции по высоте и крену, по длине и дифференту и
т. п. Поэтому одним из направлений совершенствования проверочных работ является
разработка и внедрение оптических приборов.
Оптические приборы применяют: для разбивки стапеля перед закладкой корпуса, для
замера общих деформаций корпуса, для замеров обводов корпуса на стапеле и в доке
и других. В последнее время начинают применять оптические приборы и для
контуровки монтажных стыков блоков, проверки установки секций на стапеле,
нанесения ватерлиний и марок углублений и пр.
13
Находит применение специальная аппаратура для дистанционного контроля за
положением судна на стапеле.
В ближайшие годы оптические приборы несомненно станут одним из основных
средств выполнения большинства проверочных работ на стапеле, на плаву и в доке.
4.3 Проверка положений корпусных конструкций на стапеле
Проверочные работы при постройке корпуса на стапеле складываются из проверки
положения отдельных конструкций (секций, блоков, фундаментов и др.) и
проверочных работ по корпусу в целом. Проверка положения отдельных конструкций
на стапеле сводится к определению их положения относительно трех взаимно
перпендикулярных базовых плоскостей судна: основной (ОП), диаметральной (ДП) и
плоскости мидель-шпангоута (ПМШ).
4.3.1 Проверка установки днищевых секций
Методика проверки положения днищевой секции при установке на стапеле включает
проверки :
-по длине совмещение линий шпангоутов , нанесенных на наружной обшивке секции
с рисками на планках стапеля
а,
- по полушироте-совмещением линии ДП , нанесенной на наружной обшивке секции с
линией ДП на планках стапеля
-
по
высоте
в,
–совмещением
основной
линии
секции
с
рисками
базовой
плоскости,вынесенной на бортовые стойки с.
- по крену-совмещением в одной плоскости
горизонтальных контрольных линий,
нанесенных на обшивке d , например линий настила второго дна.
Схема замеров показана на рис.13.11
14
Рис 13.11 Схема проверки положения днищевых секций на стапеле(слева-водяным
уровнем,справа-оптическим способом).Источник (8).
Установку остальных днищевых секций по длине проверяют замером рулеткой
расстояния между крайними шпангоутами двух смежных секций
После установки трех-четырех секций проверяют совмещение теоретических линий
крайних (носового и кормового) шпангоутов (А) с соответствующими рисками на
планках стапеля (см. рис.13.12)
Рис. 13.12. Проверка положения днищевой секции по длине:
1 — закладная секция, 2 — теоретическая линия среднего шпангоута, 3 — теоретическая линия
крайнего шпангоута, 4 — планка на стапеле
Рис.13.13 . Учет уклона стапеля при работе с веском
Одновременно проверяют размер монтажной шпации. Положение секций по
полушироте определяют совмещением линии диаметральной плоскости стапеля и
15
весков, опущенных из пересечения диаметральной плоскости судна с теоретическими
линиями крайних шпангоутов, нанесенных на наружной обшивке.
Рис. 13.14 Общий вид наклонного продольного стапеля.
Положение днищевых секций по высоте определяют замером отстояния основной
линии от базовой линии, нанесенной на стойках стапеля. Замеры производят с
помощью реек и шлангового ватерпаса непосредственно от стоек, либо от поперечных
шергеней, установленных в плоскостях крайних шпангоутов.
Рис..13.15 Проверка дифферента на наклонном стапеле
Рейками и шланговым ватерпасом определяют крен и дифферент днищевых секций.
При проверке дифферента на наклонном стапеле с помощью шлангового ватерпаса
необходимо учитывать уклон стапеля (рис.13.15). Разность расстояний (поправка)
16
уровней жидкости в ватерпасе (b) от рисок на рейках (или на секциях) определяют но
формуле
b = l tg α,
где l — длина (база), на которой проверяют дифферент; α — угол уклона стапеля (sin α
заменен tg α, так как угол мал). Таким образом определяют поправки при проверке
дифферента других конструкций.
4.3.2 Проверка положения бортовых секций
Проверяется:
-по длине –совмещение шпангоутов борта и днища или совмещение контрольных
линий шпангоутов ,нанесенных на днищевой и бортовой секциях a.
-по полушироте-совмещенгие линий верхней палубы
с соответствующей линией
полушироты ,нанесенной на закладных планках или поперечном шаргене в
-по высоте-совмещением контрольной линии ,нанесенной на наружной обшивке
секции по крайним шпангоутам ,с соответствующими рисками бортовых рисок стапеля
с.
Рис.13.16 Схема проверки положения на стапеле бортовых секций водяным уровнем и
теодолитом.Источник (8).
Проверку правильности положения бортовой секции (рис 13.17. , а) производят по
длине, полушироте и высоте.
Проверка по длине заключается в совмещении теоретических линий средних
шпангоутов 2 бортовой и днищевой секций. При этом обеспечивается обязательная
17
сходимость стыкуемого поперечного набора. Проверку по длине секций,
устанавливаемых после закладной, можно производить замером расстояния между
крайними шпангоутами по верхним кромкам бортовых секций или на уровне базовых
линий 1, а также совмещением поперечного набора.
Рис.13.17. Проверка положения секций:
а — бортовой, б — палубной; 1 — базовая линия, 2 — теоретическая линия среднего шпангоута, 3 —
шергень, 4 — контрольная линия, 5 — теоретическая бортовая линия палубы, 6 — весок
Для проверки положения бортовой секции по полушироте и высоте на стапеле
устанавливают поперечные шергени 3 (горизонтальность верхних кромок шергеней
проверяют шланговым ватерпасом относительно стыка основной (базовой) линии).
Расположение шергеней в плоскости шпангоутов проверяют веском. Затем на шергене
наносят риски диаметральной плоскости, от которых по плазовым данным намечают
риски полуширот точек пересечения палубы с бортом и риски полуширот борта на
высоте базовой линии. По полушироте секции проверяют весками, опуская их из точек
пересечения теоретических линий палуб и базовой линии 1 с линиями крайних
шпангоутов на соответствующие риски поперечных шергеней.
По высоте секцию борта проверяют совмещением базовых линий 1 с рисками высот на
рейках, установленных вертикально на поперечных шергенях.
4.3.3 Проверка положения поперечных переборок
Проверяются :
По длине – совмещение нижней кромки переборки с линией разметки
соответствующего ей шпангоута ,нанесенного на настиле второго дна или на наружной
обшивке а,
18
по полушироте – совмещение линий ДП ,нанесенных на переборке и днищевой
секции в,
по высоте – совмещением горизонтальной линии ,нанесенной на переборке
с
соответствующей риской бортовой стойки стапеля с,
на вертикальность –параллельностью плоскости переборки
с плоскостями
шпангоутов е.
Рис.13.18 Схема проверки положения секций переборок на стапеле. Источник (8).
Правильность положения поперечной переборки (рис.13.19) устанавливают:
по длине — совмещением нижней кромки переборки с теоретической линией 3
соответствующего шпангоута;
по полушироте — совмещением линий диаметральной плоскости на переборке
и днищевой секции;
на вертикальность — опусканием веска 4 с наиболее высокой кромки
переборки;
по высоте — проверкой рулеткой или рейкой фактического расстояния от
основной плоскости или настила второго дна до базовой линии на переборке и
сравнением его с плазовыми данными;
по крену — проверкой горизонтальности базовой линии 1 шланговым
ватерпасом 2.
19
Рис.13.19 Установка и проверка поперечной переборки. Источник (9).
1-проверка по высоте,2-установка по теоретической линии пробитой на настиле,3-проверка
уровнем по крену,4-проверка по дифференту,А-поправка при установке на наклонном стапеле.
Рис.13.20 Установка днищевой носовой секции пассажирского судна «Oasis of the sea»на
стапеле в сухом доке.Источник :http://www.worldculturepictorial.com/blog/content/at-seabigger-better-oasis-of-sea-largest-cruise-ship-tall-as-12-story-building-wider-than-panama-canal
20
Правильность положения продольной переборки (рис.13.21 б ) устанавливают:
по длине — совмещением теоретической линии 3 среднего шпангоута, нанесенной на
переборке, с линией соответствующего шпангоута на настиле второго дна или
наружной обшивке;
по полушироте — совмещением нижней кромки переборки с линией разметки по
днищевой секции; на вертикальность — опусканием веска с верхней кромки переборки
у средней и крайних стоек;
по высоте совмещением базовых линий продольной и поперечной переборок или
замером фактического расстояния от основной плоскости до базовой линии;
по дифференту — проверкой шланговым ватерпасом 2 параллельности базовой линии
1 основной плоскости судна.
Рис. 13.21. Проверка положения переборок:
а — поперечный, б — продольный; 1 — горизонтальная базовая линия, 2 — шланговый
ватерпас, 3 — теоретическая линия шпангоута, 4 — весок
4.3.4 Проверка положения палубных секций
Проверяются:
по длине – совмещение контрольных линий шпангоутов ,нанесенных на палубе и на
наружной обшивке бортов,а также совмещение бимсов с бортовыми шпангоутами а
по полушироте –совмещение при помощи отвеса линий ДП ,нанесенных на настиле
палубы и настиле второго дна (или на днищевой обшивке в).
по высоте – совмещением бортовых кромок палубной секции с теоретической линией
палубы ,нанесенной на секциях бортов с.
Проверку положения палубной секции (идущей от борта до борта) производят
(рис.13.17б):
по длине — совмещением теоретических линий 2 средних шпангоутов, нанесенных на
настиле палуб и наружной обшивке бортов; одновременно проверяют сходимость
21
поперечного набора и совмещение кромок
нижележащими переборками и выгородками;
шельфов
с
соответствующими
по полушироте — совмещением линии диаметральной плоскости, нанесенной на
настиле, с линией диаметральной плоскости на нижерасположенном настиле с
помощью весков 6;
по высоте — совмещением бортовых кромок настила палубы с теоретическими
линиями 5 этой палубы, нанесенными на наружной обшивке, а в диаметральной
плоскости — относительно основной плоскости с помощью рейки высот и шлангового
ватерпаса.
При наличии двух палубных секций по ширине судна их положение устанавливают
аналогично. При трех палубных секциях по ширине, сначала проверяют положение
бортовых частей по длине и высоте способами, указанными выше.
Рис 13.22.Схема установки и проверки положения палубной секции.Источник (9) 1-отвес,2рейки,3-водяной уровень.
Положение по полушироте определяют по отношению к линии диаметральной
плоскости или параллельных ей, пробитых на расположенных ниже конструкциях.
Положение средней палубной секции по длине проверяют совмещением
теоретических линий 2 среднего шпангоута на настилах средней и бортовых частей
секции.
22
4.3.5 Проверка положения блоков
При блочном методе формирование корпуса начинают с закладного блока ,которым
чаще всего является блок машинного отделения , к закладному блоку в обе стороны
одновременно или последовательно стыкуют следующие блоки.
На горизонтальных построечных местах стыкование блоков выполняется обычно на
тележках с механическим или гидравлическими домкратами для установки блока по
горизонту и выравнивания по базовым и контрольным линиям.
Положение блоков средней части корпуса проверяют в основном так же, как днищевых
секций. Положение закладного блока по длине определяют по совмещению
теоретической линии среднего шпангоута, нанесенной на наружной обшивке, с риской
соответствующего шпангоута на планке стапеля в диаметральной плоскости.
Положение последующих блоков по длине проверяют по величине монтажной
шпации.
Проверку положения блока по полушироте производят по совмещению линии
диаметральной плоскости на наружной обшивке с линией диаметральной плоскости на
планках стапеля у крайних шпангоутов блока.
Рис.13.23 Транспортирование кормового блока машинного отделения на стапельное место,
Skagerrak,Норвегия. Источник http://www.ship-technology.com/projects/nexansskagerrak/
nexansskagerrak2.html
Положение блока по высоте устанавливают высотой килевой линией блока (у крайних
шпангоутов) относительно горизонтальной базовой плоскости, зафиксированной на
23
стойках или колонках стапеля. При этом проверяют совпадение высоты палуб и
платформ в блоках. Дифферент блока определяют по разности высот у крайних
шпангоутов по днищу в диаметральной плоскости. Положение блока по крену
проверяют совмещением в одной вертикальной плоскости рисок, линий
диаметральной плоскости, нанесенных на палубах, платформах и наружной обшивке
блока в районе монтажного стыка или совмещением в одной горизонтальной
плоскости горизонтальных линий, нанесенных на бортах или поперечных переборок.
4.3.6 Проверка положения блоков оконечностей
Правильность положения секции носовой оконечности (рис.13.24 ) по длине и высоте
определяют путем использования, установленного на стапеле по линии диаметральной
плоскости продольного шергеня 5 с рисками, указывающими отстояние точек 1, 2
пересечения палуб 4 платформ с наружной кромкой форштевня от мидель-шпангоута.
Положение секции по длине проверяют совмещением весков, опущенных из точек
пересечения теоретических линий палуб или платформ с внешней кромкой форштевня
с соответствующими линиями на шергене.
Рис.13.24. Проверка положения секции носовой оконечности:
1—4 — точки пересечения, 5 — шергень
Положение секции по полушироте проверяют совмещением весков, опущенных из
точек 1—4, находящихся в диаметральной плоскости на форштевне и килевом поясе
наружной обшивки с линией диаметральной плоскости, нанесенной на продольном
шергене 5 или на стапеле.
Положение секции кормовой оконечности одновинтового судна с ахтерштевнем
определяют (рис.13.25) величиной отстояния ее от мидель-шпангоута, диаметральной
и основной плоскостей, а также положением оси гребного вала иоси баллера руля.
Проверку производят следующим образом:
по длине положение секции проверяют совмещением веска 1, опущенного из центра
нижнего отверстия пятки ахтерштевня с риской, нанесенной на продольном шергене
или на металлической планке, забетонированной в теле стапеля;
24
«проверку положения секции по полушироте производят совмещением веском,
опущенных из нескольких точек линии пересечения диаметральной плоскости с
ахтерштевнем и килевым листом, с линией диаметральной плоскости на продольном
шергене 2;
положение ахтерштевня по полушироте проверяют опусканием веска 1 из центра
отверстия в пятке ахтерштевня на линию диаметральной плоскости, нанесенную на
стапеле;
положение секции по высоте определяют с помощью шлангового ватерпаса, замеряя
отстояние контрольных линий, нанесенных на наружной обшивке от рисок рейки
высот;
положение секций по высоте и по полушироте проверяют также совмещением центра
отверстия для гребного вала в старнпосте со стеклинем, натянутым по оси линии вала;
крен секции определяют шланговым ватерпасом по контрольным линиям, нанесенным
на переборках или на наружной обшивке;
дифферент определяют шланговым ватерпасом 3 по рейкам 4, установленным в
диаметральной плоскости на палубе, или по контрольным линиям;
совмещение центров отверстий под баллер с осью баллера проверяют опусканием
веска из центра каждого отверстия по оси баллера и замером положения острия веска
относительно центра нижележащего отверстия.
Рис. 13.25 . Проверка положения блока кормовой оконечности:
1— весок, 2 — шергень в ДП; 3 водяной уровень; 4 — рейки
25
4.4 Проверка положения корпуса на стапеле
Положение корпуса судна по длине стапеля проверяют опусканием веска,
совмещением линии мидель-шпангоута судна или другого шпангоута в районе
диаметральной плоскости с соответствующей риской шпангоута, нанесенной на планке
стапеля.
Особенно внимательно необходимо следить за положением корпуса судна по длине
наклонного стапеля.
Положение корпуса по полушироте определяют в нескольких точках опусканием веска
в диаметральной плоскости корпуса (вблизи поперечных переборок или флоров) на
линию диаметральной плоскости, нанесенную на планках стапеля.
Положение судна по высоте и дифференту проверяют по реперам, установленным в
диаметральной плоскости (под поперечными переборками или флорами) около
кильблоков.
Крен судна определяют в трёх поперечных сечениях по длине (в носу, корме и при
миделе), по разности высот реперов, расположенных на одном шпангоуте на
противоположных бортах или при помощи шлангового уровня. Можно проверять крен
шланговым ватерпасом по контрольным линиям, нанесенным на поперечных
переборках.
Все результаты периодической проверки положения корпуса судна на стапеле заносят
в специальный журнал проверок
4.5 Проверка формы и размеров корпуса судна
Когда весь корпус судна сформирован и сварен, проверяют его главные размерения и
обводы. Результаты записывают в специальный журнал.
Проверку главных размерений производят в следующем порядке:
определяют размеры судна по длине с помощью шнурового отвеса, опущенного из
точек пересечения конструктивной ватерлинии с диаметральной плоскостью судна
(для установления длины между перпендикулярами) и из точек пересечения настила
бака и верхней палубы со штевнями (для установления наибольшей длины) на
соответствующие риски, нанесенные на теле стапеля и на продольных шергенях,
установленных в диаметральной плоскости;
производят проверку ширины судна по горизонтальному шергеню или теоретическим
рискам, нанесенным на теле стапеля, опуская отвес из точек пересечения плоскости
мидель-шпангоута с конструктивной ватерлинией по борту (при проверке расчетной
26
ширины) и из точек наибольшей ширины судна (при проверке наибольшей ширины) с
учетом толщины наружной обшивки;
производят проверку высоты борта в плоскости мидель-шпангоута, для этого замеряют
расстояния от риски поперечного шергеня, установленного верхней кромкой в
основной плоскости, до линии пересечения плоскости мидель-шпангоута с верхней
палубой, проверку выполняют с помощью рулетки или рейки высот;
в таком же порядке замеряют высоту борта в носовой и кормовой оконечностях.
Обводы корпуса судна обычно проверяют у головных судов. Проверку производят в
пяти-семи поперечных сечениях, совпадающих с плоскостью поперечных переборок в
районе мидель-шпангоута, носовых и кормовых марок углублений и других
поперечных сечениях; в намеченном поперечном сечении для проверки выбирают
семь-десять точек по возможности вблизи пересечения плоскости шпангоута с
продольной связью. Обводы могут быть проверены при помощи шаблонов или
шергеней. Наиболее распространена проверка с применением горизонтальных и
вертикальных шергеней. При проверке обводов корпуса по горизонтальным шергеням
вески, опущенные из точек корпуса, должны совпасть с соответствующими рисками,
намеченными на шергене по плазовым данным.
После окончания постройки корпуса на наружную обшивку наносят грузовую
ватерлинию, соответствующую полному водоизмещению судна (ГВЛ). В оконечностях и
у мидель-шпангоута размечают положение регистровых марок углубления, служащих
для определения осадки судна. В соответствии с чертежом размечают также палубную
линию и знаки грузовой и тоннажной марок.
27
5. СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ НА СТАПЕЛЕ
5.1 Установка и сборка днищевых секций
Сборку корпуса судна из секций на стапеле начинают с установки днищевых секций в
средней части, продолжая формирование корпуса в нос и корму. Среднюю днищевую
секцию подают на стапель с нанесенными на наружной обшивке (с внешней стороны)
линией ДП и теоретическими линиями среднего и крайних шпангоутов. Продольный
набор и пазы обшивки на секциях должны быть недоварены на 300—500 мм для
облегчения пригонки продольных секций при выравнивании их в одной плоскости со
сложными секциями.
Секцию устанавливают краном на кильблоки, совмещая линии ДП и теоретическую
линию среднего шпангоута секции с контрольными линиями стапеля. В случае
необходимости под продольные днищевые связи (под стрингеры-кильсоны)
устанавливают с каждого борта упоры, опирающиеся в основание стапеля, а для
выравнивания секций по обеим ее сторонам приваривают обухи для талперов
(рис.13.26.).
После установки секции (в том числе и по высоте) ее окончательно закрепляют на
стапеле талперами, подбивают клинья кильблоков, подставки и вторично проверяют
все линии и точки. Далее зачищают торцевые кромки секций и производят подготовку
их для стыковки со следующими секциями.
Следующую днищевую секцию устанавливают краном на стапельные кильблоки,
помещая в междудонное пространство детали и узлы, которые не были поставлены на
секцию. Под секцию каждого борта ставят подставы. Теоретическую линию ДП на
секции совмещают с линией ДП на кильблоках стапеля, приваривают по два
временных обуха на наружной обшивке (снизу) и на втором дне (сверху) в районе
смежных монтажных стыков и при помощи тяг и талрепов подтягивают установленную
секцию к ранее поставленной до зазора 100—200 мм.
Далее проверяют секцию в четырех условных точках на горизонтальность,
выравнивают при помощи подстав, тяг и талрепами закрепляют на стапеле.
На настиле второго дна и на продольном наборе проверяют зазор по контуру
монтажного стыка и по наружной обшивке и намечают припуск и неровности. После
удаления припуска и зачистки неровностей производят разделку кромок для
монтажной сварки.
28
Рис..13.26 Установка днищевой секции на стапель
Затем ослабляют крепление секции к стапелю и подтягивают ее к ранее установленной
секции до упора. Проверяют еще раз правильность стыкования и положение обеих
секций, производят подготовку к ручной сварке наружной обшивки, второго дна и
продольного набора. Для этого выравнивают кромки листов и набора до совмещения
плоскостей и закрепляют прихватками.
Для обеспечения стыкования секций к ним приваривают направляющие гребенки в
виде коротких планок или угольников. Затем снимают тяги, талрепы и обухи секций,
окончательно проверяют их установку, вновь закрепляют к стапелю и после проверки
установки сдают секции для производства сварки. Таким образом устанавливают все
остальные секции днища
29
5.2 Установка скуловых и бортовых секций
Скуловые секции начинают устанавливать на стапеле также со средней части судна.
После подачи краном секцию ставят на одну или две клетки, устанавливают два-три
упора и приваривают к наружной обшивке и ко второму дну обуха для подтягивания.
При помощи талперов секцию притягивают к днищевым секциям, выравнивая ее
тягами и упорами.
На секции до ее установки должны быть нанесены с внешней стороны наружной
обшивки контрольные линии: теоретические линии шпангоутов, настилов палуб (на
бортовой части скуловой секции), стрингеров и теоретической грузовой ватерлинии (по
плазу).
Положение секции по длине проверяют, совмещая теоретическую линию среднего
шпангоута на секции с такой же линией на днищевых секциях и с контрольной линией
на стапеле. Положение секции по полушироте от ДП проверяют рейками с плаза не
меньше чем в двух точках обычно по концам.
Положение секции по высоте на горизонтальность проверяют рейками от основной
линии по рискам на секции.
После этого секцию закрепляют и намечают на наружной обшивке, втором дне и на
поперечном наборе припуски и неровности так же, как на днищевых секциях.
Затем обрезают припуски обычно газовой резкой с последующей зачисткой
пневматическим зубилом, подтягивают до упора скуловую секцию к днищевой, после
чего выравнивают кромки, окончательно проверяют положение секций и производят
стыкование их под сварку.
Таким же образом устанавливают и остальные скуловые секции. Обычно каждая
секция имеет припуски до 10—20 мм по одному пазу и стыку, а два других ее паза и
стыка делают в чистый размер.
Если бортовые секции делают отдельно от скуловых (на крупных морских судах), то их
устанавливают на стапель аналогично скуловым
5.3 Установка и сборка секций переборок
Переборки подают на стапель до и после установки бортовых секций. В последнем
случае переборки устанавливают так:
прежде всего проверяют по данным с плаза полушироту бортов в районе установки
поперечных переборок, выравнивают и закрепляют бортовые секции по полушироте
упорами и талрепами, затем намечают меловой линией по нитке теоретическую линию
30
установки переборки на настиле второго дна и на бортах и приваривают к ним
направляющие гребенки на расстоянии 400—500 мм друг от друга. На полотнище
переборки наносят контрольную линию ДП и грузовую ватерлинию (по плазу), а также
приваривают по два обуха с каждой стороны для временного крепления переборки к
настилу второго дна.
Переборку подают обрезанной в чистый размер по бортам и палубе с припуском по
второму дну для пригонки по месту.
После этого переборку устанавливают на свое место, выравнивают при помощи тяг в
вертикальной плоскости и по веску проверяют на вертикальность. Затем определяют и
причерчивают припуск по настилу второго дна, снимают временные крепления,
переборку поднимают краном и кладут на деревянные прокладки для удобства
удаления припуска.
Иногда с места установки, т. е. с настила второго дна, снимают шаблон, а припуск
удаляют еще до установки переборки на судно. После этого переборку устанавливают
на место, закрепляют и выравнивают при помощи тяг в вертикально-поперечной
плоскости по веску, затем переборку обжимают по настилу второго дна и бортам и
закрепляют прихватками.
Если у переборки на стойках имеются кницы для крепления ко второму дну или к
палубе, то их тщательно подгоняют и закрепляют прихватками.
5.4 Установка секций палуб
Секции настилов палуб подают на стапель обрезанными в чистый размер по пазам. На
полотнище палубной секции должны быть нанесены теоретическая линия ДП и
положение линий крайних шпангоутов.
Сначала для поддержания настилов палубы вдоль ДП устанавливают прогоны, т. е.
продольные брусья, опирающиеся на подставки с клиньями (рис.13.27 )Иногда ставят
металлические упоры с распорными домкратами.
После этого намечают линиями место установки секций на внутренней стороне
наружной обшивки бортов, на поперечном наборе и поперечных переборках,
находящихся в районе установки секций палубных настилов.
К наружной обшивке бортов по намеченным линиям приваривают временные
угольники-коротыши, которые служат установочными планками для настила палубы и
определяют положение палубы по высоте у бортов.
31
Рис.13.27 Установка палубной секции
К палубному настилу и наружной обшивке приваривают временные обухи для
подтягивания секции, выравнивают погнутые кромки настила и выступающие части
набора. Если по верхней кромке набора корпуса и у переборок имеются припуски, их
удаляют. После этого подают секцию краном на место, укладывают на прогоны в
средней части и установочные планки по бортам, проверяют положение настила по
высоте при ДП и регулируют высоту при помощи домкратов или клиньев под
подставками прогонов.
32
6. ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ
СБОРКИ СЕКЦИЙ НА СТАПЕЛЕ
При сборке секций в процессе выполнения доводочных работ и сопряжения кромок
секций и блоков применяются обычные приспособления и инструмент
(гидравлический, пнематический и ударного действия) ,который применяется и при
цеховой сборке секций и узлов ,а именно: различные прижимы и фиксаторы,домкраты
и стяжки –талрепы с гидравлическим приводом подробно описанные в темах 1,2,12
настоящего курса.
Работа на стапеле по доводке корпусных конструкций относится к разряду тяжелых,
особенно в связи с увеличением размеров и веса сборочных элементов и является
весьма специфичной, проводимой в стесненных условиях дока, корпуса судна,
судового отсека и т.п. Проблема механизации сборочных работ на стапеле является
острой и на сегодняшний день для судостроителей.
Предприятиями тяжелой индустрии разработаны средства механизации сборочных
работ на стапеле, к которым можно отнести такие специфические устройства как:
-установщик бортовой секции –передвижное рычажное устройство для установочных
перемещений бортовых секций
-механизированные внутренние леса, используемые для стыкования палуб
1
2
Рис.13.28 Схема установщика бортовых
секций. Источник (4).
Рис.13.29 Складные внутренние леса с
гидравлическим приводом.Источник (4).
1-тележка,2-кабина подьемника,3-бортовая
секция,4-опорная рама,5-направляющая
стойка,6-хобот,7-тяга гидроцилиндров,8поворотная колонка.
1-внутренние леса, 2-гидропривод.
33
-неприварные средства механизации сборочных работ, базирующиеся на
электромагнитных прижимах и гидравлическом силовом приводе (устройство
совмещения кромок листов, устройство обжатия набора и т.п.).
Рис.13.30 Неприварные устройства для обжатия набора (слева) и наведения кромок.
Источник (4)
34
7. СВАРКА КОРПУСА СУДНА НА СТАПЕЛЕ
Сварка на стапеле является важнейшей
формирования корпуса строящегося судна.
частью
технологического
процесса
На стапеле обычно производится полуавтоматическая сварка в среде СО2 и ручная
электродуговая сварка плавящимся электродом.,что объясняется различными
пространственными положениями монтажных соединений секций и блоков .
Размеры катетов швов различны, а
протяженность швов одного размера и
одинакового положения относительно невелики. Многие швы производятся в
неудобных местах.
При секционном способе формирования корпуса сварку каждой установленной
секции начинают после ее окончательной проверки и закрепления на прихватках.
Сварку стыков секций , а также монтажных стыков блоков при блочном методе
постройки корпуса выполняют несколько сварщиков одновременно (необходимое
число сварщиков определяют в зависимости от размеров стыка из расчета участок
длиной 4-5 метров на одного сварщика).
35
8. ИСПЫТАНИЯ КОРПУСА НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ И НЕПРОНИЦАЕМОСТЬ
В зависимости от назначения отсека корпуса сварные соединения корпусных
конструкций должны отвечать требованиям герметичности или непроницаемости.
Непроницаемость –способность конструкции или
капельные жидкости (воду ,нефтепродукты и т.п.).
соединения
не
пропускать
Герметичность-способность конструкций или сварных соединений не пропускать
газообразные вещества.
Все испытания разделяют на 3 группы:
-предварительные,
-основные,
-контрольные.
Предварительные испытания проводят для некоторых швов при изготовлении узлов и
секций в цехе .Предварительные испытания проводят неразрушающими методами
(рентгенографирование,ультразвуковой контроль).
Основные испытания проводят после того как сформирован
сформированы таким образом герметичные отсеки.
корпус судна
и
Испытания отсеков производятся согласно схемам ,разработанным в конструкторском
бюро при проектировании судна.
Основные испытания проводятся для группы ответственных отсеков (группа А)
гидравлическим давлением воды или надувом воздуха,для прочих отсеков (группа В)полив струей,обдув сжатым воздухом и т.д.
Контрольные испытания проводят для отсеков ,которые не выдержали основного
испытания и имеют вторично заваренные дефектные места.
36
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА В СОСТАВЕ КОМАНДЫ
Практическая работа может быть выполнена на судостроительном предприятияя в
процессе прохождения производственной практики на предприятии.
Возможные темы практических работ (в зависимости от этапа выполнения
предприятием судостроительного заказа).
1. Подготовка стапельного места к закладке судна. Нанесение линий базовых
плоскостей . Пробивка световой оси или натяжение струны для материализации
базовой лини. Получение практических навыков под руководством наставника в
использовании водяных уровней, лазерных уровней, нивелиров и специального
измерительного инструмента.
2. Проверка положения секции . Изучение монтажного чертежа устанавливаемой
секции, установление базовых линий, практические замеры под руководством
наставника положения секции относительно базовых
линий. Маркирование
контрольных линий. Получение навыков практического использования измерительного
инструмента .
3. Установка и сопряжение секции. Изучение монтажного чертежа. Участие в составе
команды/бригады под руководством наставника в предварительной установке секции,
контуровка секции, обрезка припусков, вторичная доводка сопряжений, стягивание
кромок, прихватка стыков. Получение практических навыков в использовании
механизированного инструмента для сборки сопряжений .
4. Испытание отсека на герметичность/непроницаемость. Под руководством
наставника установка заглушек , монтаж необходимых технологических
трубопроводов, манометров, запорной арматуры. Участие в проведении
гидравлических/пневматических испытаний отсека.
37
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ
1. Перечислите какие сооружения используются в качестве построечных мест для
судов.
2. Назовите виды опорных стапельных устройств.
3. Какие виды работ производятся в ходе формирования корпуса судна на стапеле?
4. С какой целью проводятся проверочные работы при установке секций на стапеле ?
5. Опишите состав сборочных операций при сборке секций на стапеле.
6. Какой вид испытаний должен быть проведен для грузовых танков танкера
нефтевоза:
-непроницаемость
-герметичность
7. Какой вид испытаний следует провести для танков газовоза LNG ?
-на непроницаемость
-на герметиченость.
8. При испытании отсека были обнаружены
дефекты сварочного шва и
негерметичность отсека. Дефекты были устранены зачисткой и повторной заваркой.
Что следует сделать после окончания сварочных работ по исправлению дефекта:
-зачистить от шлака и покрасить место заварки
-провести предварительные испытания ,
-провести контрольное испытание отсека
-составить акт о браке.
9. Чем проверяется форма корпуса судна?
10. Какой инструмент и приспособления используются для доводочных операций при
сборке секций на стапеле ?
38