Изготовление узлов, секций, блоков корпуса судна

Технологическая классификация сборочных единиц корпуса судна

Корпус судна состоит из листовых и профильных деталей, а неко­торые его конструкции включают еще и массивные отливки и поков­ки, например, штевни. Из этих деталей в сборочно-сварочном цехе из­готавливают сборочные единицы различного уровня сложности:

• Узлы;
• Секции с насыщением;
• Блоки секций.

Насыщением секции называют детали для крепления:

• Труб судовых систем;
• Предметов оборудования;
• Элементов изоляции судовых помещений;
• Устройств;
• Дельных вещей;
• Электротрасс;
• Детали и узлы устройств;
• Систем;
• Обору­дования и отделки, размещаемые в корпусной конструкции.

При проектировании судна в КБ, его корпус делят на:

• Сборочные единицы (секции и блоки секций), комплексно учитывая конструктив­ные (систему набора корпуса, размеры листового и профильного про­ката, расположение корпусных конструкций, механизмов и т. п.);
• Тех­нологические (метод постройки судна, удобство выполнения основных видов корпусных работ при изготовлении и монтаже корпусных конструкций, возможность применения средств механизации, жесткость конструкции при ее кантовке, транспортировке и установке и т. д.);
• Производственные (возможность изготовления конструкций при суще­ствующих оснастке и средствах механизации, грузоподъемность кра­нов в сборочно-сварочном цехе и на построечном месте, высоту от пола до подкрановых путей и размеры ворот цехов, грузоподъемность и раз­меры транспортных средств и т. п.);
• Организационные (специализация рабочих мест) факторы.

Изготовление узлов, секций и блоков секций корпуса, выполняе­мое сборочно-сварочным цехом (ССЦ), составляет до 18% общей тру­доемкости постройки судна. В составе корпуса современного судна, особенно крупного, может быть несколько сотен секций, тысячи узлов и десятки тысяч деталей, что делает весьма эффективной организацию сборочно-сварочного производства на основе принципов групповой технологии.

Исходя из принципов групповой технологии, все сборочные едини­цы, выпускаемые ССЦ, группируют, учитывая их тип, форму, соотно­шение основных размеров, и для каждой группы устанавливают типо­вые процессы изготовления.

Классификационная схема разделения объектов сборки по основ­ным конструктивно-технологическим признакам приведена на рис. 1.

К конструктивно-технологическим признакам секций относятся:

• Форма ограничивающих поверхностей (плоская или криволиней­ная), определяющая способ базирования при сборке;
• Соотношения высоты и числа балок набора разного направления, от которых зависят возможности механизации их сборки и автомати­зации сварки, а также величина и характер остаточных сварочных деформаций;
• Отношение максимальной вы­соты секции к ее размерам в плане, также влияющее на способ базиро­вания и величину остаточных де­формаций.

Плоскостными считаются сек­ции, у которых высота балок Н набора главного направления(направ­ления, в котором количество балок больше) составляет не более 7% (1/15) меньшего размера секции в плане В (рис. 2, а). При такой высоте балок относительно просто ме­ханизировать изготовление секцийИзготовление секций на стендах, снабженных сборочны­ми и сварочными агрегатами. Плос­костные секции, как это следует из рис. 1, подразделяют на плоские, плоскостные с небольшой погибью (обычно не превышающей 1/50 меньшего размера секции в плане) и гофрированные.

Секции, у которых высота балок набора главного направления со­ставляет от 7 до 20% (от 1/15 до 1/5) меньшего размера секции в плане, называют полуобъемными (рис. 2, б). Объемными следует считать та­кие секции, габаритные размеры которых соизмеримы во всех направле­ниях (рис. 2, в).

При модульном судостроении корпус судна делят на конструктивные модули — конструктивно и технологически законченные унифици­рованные или стандартные плоские и объемные сборочные единицы. Таки­ми модулями могут быть модуль-панели, состоящие из плоских листов с набором или гофрированных листов, модуль-секции и модуль-блоки.

Основные положения технологии изготовления корпусных конструкций

Изготовление корпусных конструкций должно производиться на линиях и участках сборочно-сварочного цеха, специализированных для сборки и сварки определенных типов узлов и секций.

При выполнении технологических процессов изготовления корпус­ных конструкций применяют большое число разнообразной сборочно­сварочной оснастки, которая должна:

• Обеспечивать заданные габариты и форму изготавливаемых кон­струкций, а также необходимую точность взаимного расположения узлов и деталей. Этого достигают правильным выбором конструкции оснастки и предотвращением или компенсацией общих сварочных де­формаций собираемой конструкции за счет ее жесткого закрепления и придания предварительной обратной погиби на время сварки, а также изменения плазовых обводов на основе расчета ожидаемых сварочных деформаций или опыта изготовления аналогичных конструкций;
• Быть удобной в эксплуатации и способствовать снижению тру­доемкости проверочных и сборочно-сварочных работ. В конструкциях оснастки необходимо предусматривать быстродействующие прижимы для закрепления собираемых конструкций, фиксирующие устройства, уменьшающие время на разметку мест установки узлов и деталей и проверку их положения в процессе сборки, вырезы, обеспечивающие удобство и доступность выполнения работ;
• Обеспечивать возможность механизации выполняемых свароч­ных работ. Для этого оснастка снабжается устройствами для автомати­ческой сварки при повышенных зазорах или односторонней сварки с одновременным формированием двустороннего сварного шва, а так­же устройствами поворота изготавливаемой конструкции в удобное для сварки положение;
• Быть транспортабельной, т. е. иметь рымы для крепления тросов, а также быть достаточно легкой, но жесткой, чтобы не деформировать­ся в процессе транспортировки.

Для повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции при выполнении технологических процессов изготовления корпусных конструкцийСостав и характеристика технологических операций изготовления корпусных конструкций стремятся применять средства механизации и автоматизации.

В основу механизации сборочно-сварочного производства заложе­ны:

• Конструктивно-технологическая однородность сборочных единиц — узлов и секций корпуса;
• Технологичность корпусных конструкций в ус­ловиях механизации производства, т. е. пригодность конструкций к их механизированному изготовлению;
• Типизация технологических про­цессов и оборудования для механизации и автоматизации;
• Организа­ция потока с принудительным (расчетным) ритмом, специализацией рабочих мест и синхронизацией их работы.

Решающее влияние на эффективность механизации и автоматиза­ции сборочно-сварочного производства оказывает технологичность конструкций.

Под технологичностью судовых корпусных конструкций понима­ют совокупность их свойств, удовлетворяющих заданным условиям экс­плуатации, при оптимальных затратах материалов и сроках изготовле­ния, минимальной трудоемкости и стоимости с учетом особенностей заводов-строителей, ремонтопригодности и простоте обслуживания.

На технологичность оказывают влияние:

• Тип производства (массовое, серийное, единичное);
• Цикл постройки;
• Действующая технология.

Существуют общие требования, определяющие степень технологично­сти корпусных конструкций и влияющие на механизацию и автомати­зацию процессов их изготовления.

Одним из важнейших требований является упрощение формы как всего корпуса судна, так и отдельных его частей. Упрощение формы обводов корпуса позволяет увеличить:

• Количество повторяющихся де­талей;
• Узлов и секций;
• Повысить эффективность применения средств механизации и автоматизации;
• Сократить номенклатуру оснастки и уменьшить производственные площади для изготовления корпусных конструкций;
• Сократить время и объем технологической подготовки производства.

Большое значение для повышения технологичности корпусных кон­струкций имеет применение безнаборных (гофрированных) конструк­ций и максимальное использование прокатных и гнутых профилей вместо сварных. Перспективным направлением повышения техноло­гичности корпусных конструкций следует считать применение модуль­ного принципа при их проектировании.

К узлам и секциям корпуса судна для обеспечения технологично­сти предъявляют также совершенно конкретные частные требования:

• Полотнища не должны иметь пересекающихся сварных соедине­ний кромок листов;
• Полотнища плоских секций должны иметь хотя бы одну прямо­линейную кромку;
• Пазы листов полотнищ должны быть прямолинейными и парал­лельными;
• Для обеспечения односторонней сварки с двусторонним форми­рованием шва разность толщин на кромках смежных листов не должна превышать 2 мм (в противном случае выполняют разделку кромок или снимают ласку);
• Набор главного направления плоских секций должен быть пря­молинейным, параллельным между собой и расположен параллельно или перпендикулярно пазам листов;
• Расстояние между набором главного направления плоских сек­ций должно быть постоянным в пределах одной секции;
• Набор, устанавливаемый на плоские секции, должен располагаться с одной стороны полотнища и т. д.

В условиях механизированного производства узлы и секции целе­сообразно:

• Изготавливать на специализированных по типам конструкций участках и поточных линиях, в целях увеличения загрузки которых следует предусматривать концентрацию однородных операций;
• Применять аналитические методы подготовки данных для настрой­ки сборочной оснастки и выполнения разметочно-проверочных работ;
• Расширять объемы сборки без предварительной разметки;
• Повышать точность геометрических параметров (размеров и фор­мы) деталей и узлов в целях сокращения пригонки, особенно при сбор­ке секций на механизированных поточных линиях;
• Совмещать операции сборки и сварки, выполняя их машинным спо­собом и исключая закрепление деталей с помощью электроприхваток;
• Применять метод раздельной сборки и сварки набора, когда вна­чале устанавливают и автоматически приваривают к полотнищам бал­ки главного направления, а затем устанавливают и приваривают балки перекрестного набора;
• Применять оборудование и оснастку для односторонней сварки полотнищ с двусторонним формированием шва;
• Использовать сварочные автоматы с системой слежения по шву и с дистанционным управлением.

Сборщик корпусов металлических судов (видео)

Рекомендуется к прочтению:
Механизация и автоматизация изготовления деталей корпуса
Плазовые работы