.

Постройка морских деревянных судов

СодержаниеСвернуть

Методы постройки. Влияние образований корпуса на технологичность конструкции

Характеристика методов постройки

Современное морское деревянное судно является достаточно сложным инженерным сооружением, насыщенным различным машинным и электротехническим оборудованием, судовыми устройствами, системами и трубопроводами, вспомогательными механизмами и снабжением, которые в совокупности обеспечивают судну и находящемуся на нем экипажу безопасность плаванияБезопасность эксплуатации судна. Поэтому постройка судна является сложным технологическим процессом, распадающимся на многочисленные заготовительные и сборочные работы.

В практике некоторых верфей, где строятся морские деревянные суда, вопросам механизации заготовки деталей корпуса уделяется недостаточно внимания, многие детали по-прежнему изготовляются вручную корабельными плотниками.

За последние 10— 15 лет на ряде отечественных верфей деревянного судостроения достигнуты крупные успехи в механизации заготовительных работ и введении на сборочных процессах различных фиксирующих приспособлений, позволивших в значительной мере преодолеть специфические трудности технологии постройки корпусов. Внедрение клееных конструкций, применение для наружной обшивки и переборок бакелизированной фанеры и, наконец, появление такой системы набора, как продольно-монолитная, открывают дальнейшие перспективы для совершенствования деревянного судостроения.

Наряду с внедрением склеивания, применение нагельных средств креплений пока сохраняет главенствующее значение. Поэтому в дальнейшем основное внимание уделяется постройке судов на нагельных средствах крепления, а об особенностях технологии при применении склеивания сказано ниже, в «Особенности технологии склеивания».

Характеризуя способы постройки морских деревянных судов, необходимо остановиться на следующих трех основных методах, отличающихся главным образом организацией стапельных (сборочных) работ.

Индивидуальный метод постройки. Судно до спуска на воду строят на одном стапельном месте, и основные судоплотницкие работы по корпусу ведет одна бригада. Монтажные работы также проводятся без узкой специализации. Для заготовительных работ характерен большой объем работ, выполняемых по размерам с места.

Бригадно-позиционный метод постройки. Одновременно строится и монтируется несколько однотипных судов, заложенных на разных ста­пелях через примерно равные промежутки времени. Работы разбиты на ряд узлов и ведутся несколькими бригадами по принципу узкой специализации. Суда строятся до спуска на воду на одном стапельном месте. Заготовка деталей корпуса, устройств и оборудования ведется предварительно по плазовым шаблонам и чертежам, откорректированным по головному судну.

Поточно-позиционный метод постройки. Суда закладывают и строят на одной линии, передвигая на тележках или санях. Процесс постройки и монтажа разбит в технологической последовательности на несколько равных по трудоемкости периодов — позиций. По окончании работ суда передвигают одновременно по всей линии на следующую, очередную позицию. Детали, секции и готовые изделия для стапельных работ заго­товляют предварительно по чертежам и плазовым шаблонам.

Выбор метода постройки зависит от многих факторов. Индивидуальный метод постройкиКонструктивные и архитектурные типы морских деревянных судов, наиболее простой для организации и исполнения, широко применяется на небольших, слабо оборудованных верфях при единичной и мелкосерийной постройке. Поскольку этот метод, отличающийся длительным циклом постройки, малоэффективен, при серийной постройке целесообразно организовать бригадно-позиционный или поточно-позиционный метод.

Между бригадно-позиционным и поточно-позиционным методами постройки имеется принципиальное отличие: при бригадно-позиционном методе рабочие переходят с одного судна на другое для выполнения закреплённых за ними работ, а в поточно-позиционном — суда перемещаются к рабочим.

Поточно-позиционный метод, в силу особенностей постройки деревянных судов, несмотря на дополнительные затраты по передвижке судов по позициям, является наиболее экономичным. При серийной постройке судов важнейшим фактором является стандартность корпусов, исключающая дополнительные разметочные и проверочные работы. Стандартность обеспечивается стапель-кондуктором.

При поточно-позиционном методе постройки первую позицию всегда выполняют на стапель-кондукторе — единственном для всей линии. При бригадно-позиционном методе строить стапель-кондукторы по числу стапелей неэкономично, в силу чего приходится работать без них. По сравнению с бригадно-позиционным поточно-позиционный метод имеет и следующие преимущества:

  1. исключение или резкое сокращение затрат на оборудование многих стапелей клетками, лесами, мачтами со струнами, контрольными рыбинами, а также на обслуживание их электроэнергией, сжатым воздухом и транспортом;
  2. облегчение работ по выставке штевней, шпангоутов и сгибанию продольных связей;
  3. упрощение планирования и учета работ, а также организации и обеспечения рабочих мест за счет концентрации их на одной линии;
  4. обеспечение оперативного контроля за ритмичным выпуском судов по строгому графику и за работой всех цехов, участвующих в постройке и монтаже судов на линии.

Поточно-позиционную постройку следует применять там, где строится большая серия малых судов, и доля затрат на передвижку их по линии незначительна, а бригадно-позиционный метод — при малой серии относительно больших судов.

При разработке технологических процессов для поточно-позиционной постройки деревянных судов целесообразно организовать поточную линию на стапельных (сборочных) процессах и вести работы, имея склад комплектации, на котором должен поддерживаться постоянный запас готовых деталей и изделий, поставляемых заготовительными цехами с опережением на 5—10 судов. Примером такой организации работ служит проект поточно-позиционной линии для постройки мотоботов, разработанный из расчета выпуска 60 — 70 единиц в год при односменной работе. Технические характеристики мотобота приведены в статье (Основные типы морских деревянных судов), а его общий вид представлен на рис. 24. Технологический процесс постройки и монтажа предусматривает пять позиций на берегу, а шестую— после спуска на воду у достроечного причала, с шагом передвижки судов на линии каждые 4 смены и общей продолжительностью постройки 24 смены. Принципиальная схема организации стапельных работ на позициях представлена на рис. 1.

Схема организации стапельных работ
Рис. 1 Принципиальная схема поточно-позиционной постройки мотобота. 1—VI — позиции постройки. 1 — стапель-кондуктор; 2 — стапельная тележка; 3 — лоток для стока воды. 4 — главный построечный путь; 5 — сани спусковые; 6 — верстак слесарный; 7 — трубогибочный станок; 8 — верстак столярный; 9 — колонка водопровода; 10 — шкаф-кладовая для крепежных и других изделий и инструмента; 11 — верстак плотницкий. 12 — столб сети питания электроинструмента и шкаф-кладовая для этого инструмента

Ограниченность территории верфи вынудила направить линию постройки параллельно акватории, с последующим разворотом судов при спуске. Закладка и передвижка судов производятся на двух разобщенных тележках вагонеточного типа с колеей 1 000 мм; для наклона корпуса при постановке наружной обшивки и конопатных работах на тележках установлены кильблоки с откидной частью. Спуск судовНеуправляемые спуски ведется на сварных санях, выполненных в виде продолжения узкоколейного пути; судно накатывается на сани на тех же построечных тележках и после закрепления спускается вместе с тележками в воду по склизу. Все заготовительные работы по корпусу механизированы на основе тщательной плазовой разбивки и шаблонизации.

На первой позиции в специальном разборном стапель-кондукторе (рис. 2) производится выставка закладки корпуса, шпангоутов, кильсона, фундамента главного двигателя, подбалочных брусьев и пр. Поскольку, ввиду крутых образований корпуса в носовой части, сгибать пропаренные доски обшивки было бы затруднительно, для облегчения применен способ предварительного сгибания досок с большим выгибом на болване, соответствующем носовым образованиям.

Устройство разборного стапель-кондуктора
Рис. 2 Стапель-кондуктор для закладки корпуса мотобота. 1 —продольные брусья; 2 — поперечные брусья: 3 — стойки и раскосы; 4 — гребенка; 5 — стапельные тележки

По окончании работ на первой позиции, обеспечивающих надлежащую жесткость каркаса корпуса, освобождаются гребенки стапель-кондуг гора, а также опорный брус транца, и судно перекатывается на вторую позицию. Чтобы удобнее было ставить наружную обшивку в днищевой части, на второй позиции откидную часть кильблоков опускают, и корпус ложится на скулу. Такой же прием применяется и на третьей позиции при конопатных работах. До постановки палубного настила на подпалубный набор выставляются шаблоны, соответствующие комингсам рубки и люкам. Рубку собирают на судне из четырех щитов, заготовленных заблаговременно, а люки подаются полностью собранными.

Основные монтажные работы начинаются с четвертой позиции. При трубопроводных работах широко применяется метод предварительной заготовки отдельных труб, которую ведут по головному мотоботу, прошедшему все позиции. Это позволяет укладываться в отведенное для монтажа время. На берегу делается лишь крепление сварной рамы дви­гателя к фундаменту, а сам двигатель крепится к раме после спуска судна на воду и окончательной центровки, так как практика постройки показала неизбежность перецентровки линии вала после спуска деревянного судна на воду. Остальные построечно-монтажные работы на плаву проводятся обычным порядком.

Конопатчики, маляры и столяры работают на линии периодически, по мере необходимости, что не отражается на организации работ, так как на верфи в то же время строятся и ремонтируются другие суда.

Рассмотренную схему организации стапельных работ и простейшие приспособления, примененные на отдельных позициях, можно использовать в качестве прототипов при разработке таких упрощенных поточно- позиционных линий для серийной постройки других деревянных судов, с большими главными размерениями и спусковым весом.

Установившаяся технология постройки корпуса

Для определения возможности совершенствования технологии постройки корпуса путем механизации необходимо рассмотреть установившуюся на верфях технологию производства работ по отдельным узлам набора и выявить технологические трудности, встречающиеся при постройке.

Если не рассматривать закладку, то из многочисленных деталей и узлов набора, составляющих корпус суднаКонструкция корпуса морских деревянных судов, наиболее трудоемкими в постройке являются поперечный набор, наружная и внутренняя обшивка, бархоут, внутренние связные поясья, подбалочные брусья.

У судов на корабельном наборе шпангоутная рама состоит из двух слоев лекальных брусьев-футоксов, набранных в размет и соединенных болтами и нагелями. 

Заготовка шпангоутов распадается на два этапа: заготовку отдельных футоксов и сборку из них шпангоутных рам. Основная трудность изготовления футоксов заключается в наличии переменной (вдоль криволинейного контура) малки, различной, в общем случае, для каждого шпангоута и футокса, составляющих шпаигоутную раму. Футоксы готовятся из необрезного, остроганного с двух сторон до требуемой толщины бруса, по шаблонам, получаемым с плаза. На многих верфях установился следующий процесс заготовки футоксов: на ленточнопильном станке выпиливается по плазовому шаблону с припуском на малку примерная заготовка, а дальнейшая обработка до требуемого контура и малки производится вручную. Эта чрезвычайно трудоемкая операция тарифицируется 5—6-м разрядом.

Последнее время указанную операцию па передовых верфях заменяют фрезеровкой на специальных станках с горизонтальной ножевой головкой в копир-шаблонах или так называемых цулагах (рис. 3), изготовляемых для каждого футокса отдельно. В этом случае заготовка, или просто кусок необрезного бруса, закрепляется временными гвоздями в цулаге и подается на фрезеровку излишков древесины на станке, в зависимости от мощности которого за каждый проход снимается 8—15 мм излишней древесины.

Схема копир-шаблона
Рис. 3 Копир-шаблон (цулага) для фрезерования футоксов. 1 — доска-копир толщиной 15—20 мм; 2 — необрезной брус-заготовка

Фрезеровка производится до тех пор пока щеки цулаги не начнут скользить по ограничителям, установленным по бокам ножевой головки станка (рис. 4). Такой способ намного облегчает обработку футоксов до необходимых контура и малки и не требует рабочих высокой квалификации. Однако, ввиду больших первоначальных затрат на изготовление громоздких цулаг и периодическую их проверку и ремонт, способ доступен и целесообразен лишь для хорошо оснащенных верфей при крупной серии однотипных судов, с толщиной футоксов по правке не более 100 мм (с утолщением их цулаги получаются очень громоздкими и фрезеровка усложняется).

Фрезеровка футоксов на станке
Рис. 4 Схема фрезеровки футоксов на станке. 1 — цулага; 2 — опорный кожух; 3 — ножевая головка

Следует отметить, что оба рассмотренных процесса заготовки футоксов приводят к неэффективному использованию пиломатериала, так как большая часть отходов идет в щепу или стружку. Сборка шпангоутных рам из готовых футоксов производится по сборочным шаблонам или в специальных кондукторах различной конструкции, изготовляемых на каждый номер шпангоута. При ручной обработке футоксов собранные шпангоутные рамы приходится еще «облекаливать», т. е. поправлять вручную контур и малки уже собранной и закрепленной рамы по сборочному шаблону, а также после выставки на стапеле.

Изготовление и установка наружной обшивки также сопряжены с рядом трудностей. Как уже отмечалось, трудности в заготовке и постановке досок наружной обшивки заключаются в том, что поверхность корпусаПодготовка поверхности перед нанесением лакокрасочных материалов морского деревянного судна в общем случае не разворачивается на плоскость, а поэтому доски обшивки в заготовке получаются криволинейными, что усложняет механическую обработку на станках. Чертеж растяжки наружной обшивки в обычном исполнении конструкторских бюро представляет искаженную развертку правого борта судна на плоскость чертежа, которая получается выпрямлением полупериметров шпангоутов. Сверху растяжка ограничена палубной линией, а снизу и боков — боковой проекцией шпунтовой линии. На чертеж наносятся все поясья наружной обшивки, стыки досок, указывается порядок крепления досок к штевням и набору (рис. 5). При таком оформлении чертежа направление поясьев определяется делением длины полупериметра данного шпангоута на число выбранных поясьев.

Чертеж растяжки наружной обшивки
Рис. 5 Растяжка наружной обшивки 40-тонного морского дуба из кроеных досок

Обычно на верфи чертеж растяжки рассматривают лишь как документ, регламентирующий толщину досок, порядок разгона стыков и их крепление; что касается направления поясьев и формы отдельных досок наружной обшивки, то они определяются практически в процессе постановки самими корабельными плотниками.

Постановка наружной обшивки расчленяется на следующие основные операции:

  • рейковка по корпусу;
  • разметка доски;
  • заготовка доски;
  • пропарка и постановка доски на место с креплением.

Рейковка заключается в том, что на место будущей обшивочной доски, форма которой определяется этим процессом, к шпангоутам прибивают монтажными гвоздями чистообрезную рейку (без изгибания ее на ребро), от которой на каждом шпангоуте делают замеры циркулем: для первого пояса бархоута — до палубной линии, а для каждого последующего— до кромки предыдущего. Затем рейку отрывают от шпангоутов и накладывают на широкую необрезную доску, остроганную с двух сторон. Для разметки обшивочной доски от кромки уложенной рейки откладывают замеренные расстояния и полученные точки соединяют плавной кривой, которая дает контур кромки доски, прилегающей к предыдущему поясу; наружный контур получается откладыванием запроектированной ширины пояса на каждом шпангоуте.

Обработка размеченной обшивочной доски заключается в обрубке или опиловке кромки по размеченному контуру и ручной фуговке кромок со снятием малки и фаски для конопатки. После пропаривания доску крепят одним концом к набору и плотно прижимают к корпусу веревками, струбцинами и упорами. После поджатия кромок клиньями к предыдущему поясу доску крепят к набору корабельными гвоздями и болтами или нагелями. Хотя такая заготовка кроеных досок обшивки не механизирована, а производится вручную квалифицированными судоплотниками, однако постановка их значительно облегчается, так как доска гнется только плашмя.

При постройке крупной серии судов рейковка досок обшивки обычно выполняется только для толовного корпуса, а для последующих доски размечаются по снятым с него шаблонам. Чтобы получить по корпусу удачную форму шаблонов отдельных досок, необходим большой опыт, так как при сложных образованиях корпуса доски получаются обычно с большой кривизной и при постановке часто ломаются.

На более механизированных верфях для обработки досок без разметки готовят специальные копир-шаблоны с отбором на них малок по кромкам; такой копир-шаблон прибивается на необрезную доску и вместе с нею подается на фрезерный станок с вертикальной ножевой головкой и выступающими ограничительными роликами. Доски с большой серповидностью предварительно опиливаются на ленточной пиле. Кромка доски фрезеруется до упора копир-шаблона в ограничительные ролики. При обработке кроеных досок для наружной обшивки необрезной пиломатериал используется очень незначительно, редко на 50%, а при неблагоприятных образованиях корпуса, неудачных шаблонах и несоответствии сортамента необрезных досок еще меньше.

На рис. 6 изображена форма, которую должна иметь первая с носа доска 7-го пояса наружной обшивки при исполнении по растяжке, показанной на рис. 5; дан также контур необрезной доски, из которой можно выкроить эту заготовку. Размер доски в заготовке 6 000 × 440 × 50 мм, что составляет 0,132 м³, а в деле 5 800 × 130 × 50 мм, что составляет 0,038 м³, т. е. пиломатериал использован примерно на 27%.

Форма кроеной доски при исполнении по растяжке
Рис. 6 Форма кроеной доски наружной обшивки

Заготовка и постановка внутренней обшивки, бархоута, подбалочных брусьев, а в некоторых случаях — и связных поясьев (стрингеров), также производятся по описанной выше технологии, сложность выполнения которой возрастает с увеличением толщины связей.

Предлагается к прочтению: Крушение Лаконии – благородный поступок немецкого капитана

Технологию постройки корпусов на корабельном наборе можно упростить и облегчить механизацией заготовки футоксов; сокращением расхода пиломатериалов на заготовку досок обшивки и внутренних продольных связей за счет снижения серповидности доски; снижением трудоемкости на заготовку и постановку обшивки и внутренних продольных связей, применяя чистообрезные доски.

Связь теоретического чертежа с технологией

Расход лесоматериалов на постройку судна и трудоемкость работ по основным узлам набора и связям корпуса, при прочих равных условиях зависят от образования корпуса. Образование шпангоутов прямыми линиями для морских деревянных судов упрощает технологию и снижает расход пиломатериала.

На рис. (Рис. 7 Кунгас грузоподъемностью 50 т. Общее расположение (статья: Конструктивные и архитектурные типы морских деревянных судов)) дан теоретический чертеж морского деревянного кунгаса с прямолинейными образованиями шпангоутов, однако такие образования имеют ограниченное применение, так как мореходные качества корпуса ухудшаются, а сложность крепления бортовой и днищевой ветвей шпангоутов, при отсутствии корневого (покорного) леса, возрастает. Поэтому большинство морских деревянных судов проектируется с нормальными образованиями шпангоутов.

Для судов с лекальной формой шпангоутов, в целях лучшего крепления бортовой и днищевой ветвей и уменьшения перетесов волокон футоксов в районе скулы, шпангоуты проектируют с плавной, не резко выраженной скулой и с подъемом днищевых ветвей от киля к борту, так как плоское днище обычно приводит к острой скуле. Отсутствие плоского днища, большой цилиндрической вставки и плавность скулового образования шпангоутов — характерное отличие морского деревянного судна от речных деревянных барж.

Иногда эксплуатационное назначение вынуждает проектировать морские суда с участком плоского днища в средней части. В этом случае правила постройки Регистра требуют дополнительного подкрепления для шпангоутов в районе скулы; Плоское днище и остроскулые образования не только ослабляют прочность шпангоутной рамы в районе скулы, но и значительно осложняют постановку наружной обшивки в оконечностях судна, так как близкие к скуле со стороны днища и борта поясья при обычной системе обшивки из кроеных досок получаются с очень большой серповидноетью в носу и в корме.

Приведенный на рис. (Рис. 5 Морской дуб грузоподъёмностью 40 т. Общее расположение (статья: Конструктивные и архитектурные типы морских деревянных судов)) теоретический чертеж морского 40-тонного дуба является характерным примером невыгодных с точки зрения технологии образований корпуса, так как плоское днище и относительно острая скула приводят к большой серповидности досок в носовой оконечности (см. рис. 6). Особенностью такого нетехнологичного чертежа является также большая разница в периметрах шпангоутов на миделе и у форштевня, что хорошо видно на чертеже растяжки наружной обшивки (см. рис. 5); резкий переход периметров шпангоутов характеризует изменение крутизны образований и затрудняет работы по обшивке.

При проектировании палубной линии на боковой проекции теоретического чертежа обычно исходят только из расчетной величины седловатости, регламентируемой правилами определения высоты надводного борта и соображениями общего расположения, упуская из виду, что палубная линия определяет расположение, а следовательно и характер выкройки самых тяжелых в исполнении верхних продольных связей корпуса— бархоута и подбалочных брусьев. Ближе к носу связи большого сечения неизбежно должны гнуться плашмя по линии, близкой к палубной на полушироте, что является трудной операцией даже при предварительной пропарке, и сгибать их одновременно на ребро практически невозможно. Таким образом, проектировать палубную линию нужно так, чтобы бархоут и подбалочные брусья, имея малую серповидность, гнулись только плашмя, иначе может произойти не только поломка досок при постановке, но запроектированная палубная линия не будет выдержана при постройке из-за технологических трудностей.

Изложенное иллюстрируется рис. 25 (Рис. 25 Моторный бот. Теоретический чертеж (статья: Конструктивные и архитектурные типы морских деревянных судов)), на котором приведен теоретический чертеж небольшого мотобота, запроектированного с палубной линией в носовой части практически невыполнимой для судов серийной постройки с обшивкой из кроеных досок, так как верхний пояс наружной обшивки имеет чрезмерную серповидность. На рис. 17 (Рис. 17. Сейнер СЧС. Теоретический корпус (статья: Конструктивные и архитектурные типы морских деревянных судов)) показан теоретический корпус среднего черноморского сейнера, у которого образования шпангоутов и палубной линии проще для постановки наружной обшивки, бархоута и подбалочных брусьев, чем у рассмотренных морского дуба и мотобота.

Требования, предъявляемые к теоретическому чертежу корпуса с нормальными образованиями шпангоутов, следующие:

  1. корпус должен быть по возможности без плоского днища;
  2. лучшая форма шпангоутов — со скулами большого радиуса кривизны, плавно переходящими в образование оконечностей;
  3. плавные рыбины, без крутых перегибов в носу и корме;
  4. палубная линия по полушироте и боку намечается, исходя из заготовки досок и брусьев с малой серповидностью и гнутья их только плашмя;
  5. отсутствие резкого уменьшения периметров шпангоутов в районе штевней по сравнению в миделевым.

Рассматривая теоретический чертеж в свете этих требований, можно  известной мере оценить степень технологичности корпуса в постройке. Под степенью технологичности следует понимать главным образом облегчение процессов постановки обшивки и внутренних продольных связей, имеющих минимальную серповидность досок и брусьев. При проектировании судна выполнение условий технологичности теоретического чертежа не всегда возможно, так как в отдельных случаях они могут идти вразрез с требованиями мореходности и общего расположения: знание условий технологичности поможет конструктору найти правильное решение.

Существует ошибочное мнение, что в силу специфических особенностей теоретического чертежа морского деревянного судна с нормальными образованиями шпангоутов наружная обшивка не может быть полностью выполнена из чистообрезных досок, даже при условии выполнения тех требований к образованиям корпуса, которые были рассмотрены выше. Практически эту задачу можно решить, изыскав такие направления для поясьев обшивки на корпусе судна, по которым чистообрезные доски свободно сгибаются только плашмя, без сгибания на ребро. Оказывается, что эти рациональные направления на корпусе судна по характеру изгибания совпадают с направлением линий, известных в дифференциальной геометрии под названием геодезических.

Таким образом, при использовании чистообрезных досок для наружной обшивки в первую очередь следует отыскать на поверхности судна расположение геодезических линий по заданному направлению. Простейшее представление о направлении геодезической линии на корпусе судна дает прямая узкая реечка, имитирующая чистообрезную доску, уложенная на блок-модели и плотно соприкасающаяся с поверхностью. Если реечку на блок-модели сгибать только плашмя, то положение ее продольной оси будет совпадать с искомой геодезической линией. Огибая реечками блок-модель, можно прочертить группу геодезических линий, после переноса которых на искаженную растяжку борта конструктор может запроектировать технологически рациональную обшивку из чистообрезных досок.

Геодезические линии разделяют искаженную растяжку борта на несколько характерных участков. К первой группе относятся участки между параллельными линиями; участки, ограниченные сходящимися или пересекающимися геодезическими линиями, составляют вторую группу. Участки первой группы являются зоной, обшивку которой можно выполнить из чистообрезных досок. Участки второй группы составляют зону кроеных поясьев, причем эти поясья могут быть также выполнены в виде потеряйных, из тех же чистообрезных досок.

Корпус, у которого отношение суммарной площади участков первой группы ко всей площади поверхности борта (растяжки) большое, считается более технологичным в постройке, следовательно, степень технологичности образований корпуса определяется отношением этих площадей. Для иллюстрации на рис. 7, 8 и 9 приведены схематические чертежи растяжек наружной обшивки, разделенные геодезическими линиями на две упомянутые выше зоны.

Чертеж растяжки наружной обшивки
Рис. 7 Расположение зон чистообрезных и потерянных досок наружной обшивки для 40-тонного дуба: а — зона обшивки из потеряйных поясьев (ок. 41%); б — зона чистообрезной обшивки (ок. 59%)

Рисунки дают наглядное представление о степени технологичности корпуса каждого судна, а также подтверждают справедливость условий технологичности, предъявляемых к теоретическим чертежамТеоретический чертеж и координатные плоскости оси. Так, образования корпуса 40-тонного дуба и мотобота должны быть признаны неудачными, что и видно из рис. 7 и 8, на которых геодезические линии образуют большие зоны потеряйных поясьев в районе скулы и ниже палубной линии у бархоутных поясьев. Образования сейнера (рис. 9), наоборот, могут считаться достаточно технологичными, так как процент обшивки из потеряйных поясьев у этого судна невелик.

Чертеж растяжки наружной обшивки мотобота
Рис. 8 Расположение зон чистообрезных и потеряйных досок наружной обшивки для мотобота: а — зона обшивки из потеряйных поясьев (ок. 36%); б — зона чистообрезной обшивки (ок. 64%)

При рассмотрении приведенных схематических растяжек наружной обшивки может возникнуть вопрос, не будет ли нарушена общая прочность корпуса введением потеряйных поясьев в зону скулы и бархоута. В правилах постройки Морского Регистра России нет каких-либо ограничений или указаний на применение потеряйных поясьев. Если рассматривать наружную обшивку как одну из главных продольных связей, входящих каким-то редукционным коэффициентом в эквивалентный брус «судна-балки», то момент сопротивления его на миделе для крайних волокон не изменится от наличия зоны потеряев в средней части судна в районе скулы, если не будут изменены крепление обшивочных досок к набору, их сечение и порядок разгона стыков.

Чертеж растяжки наружной обшивки сейнера
Рис. 9 Расположение зон чистообрезных потеряйных досок наружной обшивки для малого сейнера: а — зона обшивки из потеряйных поясьев (ок. 11%); б — зона чистообрезной обшивки (ок. 89%)

Уменьшение редукционного коэффициента для скуловой части обшивки может произойти лишь при нарушении порядка разгона стыков досок, требуемого правилами Морского Регистра России (в зоне потеряев его в полной мере выдержать не удается). Расчеты показывают, что это уменьшение не превышает 3% и может быть легко компенсировано соответствующим усилением крепления досок обшивки в этой зоне. Что касается оконечностей судна, то уменьшение ординат кривой изгибающего момента от миделя к штевням идет значительно быстрее, чем падение прочности борта, даже при значи­тельной зоне потеряев и в районе бархоута.

Если учесть, что при технологически рациональной обшивке в досках нет перетеса волокон, то можно считать обшивку, выполненную по новой системе, более прочной. Таким образом, сохранение общей прочности не ограничивается применением для наружной обшивки чистообрезных досок, направленных вдоль геодезических линий. Эта система обшивки, как чрезвычайно эффективная с точки зрения экономии пиломатериала и механизации заготовки, может быть рекомендована для широкого использования на морских деревянных судах всех типов, независимо от их главных размерений и образований корпуса.

Применение геодезических линий для проектирования не исчерпывается только рассмотренным выше приемом составления чертежа растяжки из чистообрезных досок, а может быть использовано более широко при разработке рабочих чертежей и других узлов набора и связей корпуса.

Основы технологического проектирования

Трассирование геодезических линий по корпусу теоретического чертежа и корректировка его на технологичность

Существует несколько способов трассирования геодезических линий по теоретическому чертежу. Ниже приводится способ, разработанный инж. Д. Н. Николаевым.

Как известно, геодезическая линия, проведенная в качестве контрольной (средней) для узкой полосы поверхности, при развертывании этой поверхности на плоскость превращается в прямую линию. На рис. 10 показана часть корпусаКонструкции и проектирование корпусов плавучих доков; зададимся целью провести геодезическую линию от точки пересечения мидель-шпангоута № 20 с палубной линией, т. е. одновременно проверить и запроектированную седловатость палубы, причем направление, параллельное основной плоскости, выберем как первоначальное для геодезической линии.

Трассирование геодезической линии
Рис. 10 Трассирование геодезической линии на корпусе теоретического чертежа методом засечек b15b14 = АВ; ОВ — истинная длина хорды b15b14; b14k13 = АС; ОС — истинная длина хорды b14k13

Поскольку верхние бортовые ветви шпангоутов до № 15 сливаются в одну вертикальную линию, построение начнем с точки k15, совпадающей на корпусе с точкой k20 геодезической линии, что является результатом плоского борта на этом участке. Отложим от точки k15 в обе стороны вдоль шпангоута половину ширины полосы поверхности корпуса

h2

для которой геодезическая линия будет контрольной осью. При подборе ширины этой полосы следует принимать ее примерно равной шпации.

Начнем разворачивать методом засечек эту полосу на плоскость вокруг вертикали а15 b15.

Пусть прямая линия k’k’ есть геодезическая линия на развертке этой полосы, а отрезок а’15 b’15, равный a1b15, составляет, по условию, с геодезической линией угол φ = 90°. Поскольку точки k14 и a14 лежат на плоском борту, положение их на развертке определяется просто и не нуждается в пояснении. Точку b14 на развертке находим засечками из точек k’14 и b’15, для чего из k’14 проводим первую дужку радиусом

h2

для определения истинной длины отрезка пространной кривой b15b14 пользуются приемом нахождения истинной длины кривой по ее проекции на корпусе. Пусть отрезок ОА прямой NN равняется шпации на проекции полушироты нашего практического корпуса (ΔL). Отложив проекцию b15b14 от точки А на перпендикуляре к прямой NN, получим точку В.

Тогда отрезок ОВ будет представлять собой истинную длину искомого отрезка b15b’14, которым и делается засечка точки b’14 на развертке.

Точку k13 на корпусе подбираем так, чтобы на развертке при засечке ее из точек a’14 и b’15 она лежала на линии k’k’. Определив точку k13 методом попыток, из нее, как из центра, засекаем дужки радиусом

h2

а на корпусе, отложив вдоль шпангоута половину ширины полосы в обе стороны, получаем точки b14a13; определив истинную длину кривой b14b13 и кривой a14a13 (аналогично определению истинной длины отрезка b’15b’14), засечками из b’14 и a’14 находим точки a’13 и b’13 на развертке. Точно так же определяют точки k’12, a’12, b’12 и т.д.

Соединив точки k13, k12, k11, …,k5 плавной кривой, получим направление геодезической линии на корпусе по заданным первоначальным условиям и развертку узкой полосы борта, которая в общем случае не будет полосой с параллельными кромками, что понятно из построения.

Для характеристики технологически рациональных направлений поясьев обшивки по всему борту достаточно провести четыре-пять геодезических линий, при этом теоретический корпус с 20 шпангоутами дает весьма точные результаты. На рис. 11 показан теоретический корпус 40-тонного дуба с протрассированными геодезическими линиями. В данном случае палубная линия не совпала с геодезической, в то время как необходимо стремиться к этому совпадению для уменьшения технологических трудностей заготовки и постановки не только наружной обшивки, но и внутренних продольных связей (подбалочных).

Протрассированные геодезические линии
Рис. 11 Геодезические линии на теоретическом корпусе морского дуба грузо-подъемностью 40 т
А, Б, В, Г, Д — геодезические линии.

В том случае, если палубная линия закреплена ординатами на боку и полушироте и ее желательно принять за геодезическую, построение ведется обратным путем (рис. 12): прямую линию k’k’, проведенную на развертке, принимают за геодезическую. С чертежа корпуса, на котором намечены мидель-шпангоутРасшифровка сокращений названий элементов корпусных конструкций для чтения чертежей, палубная линия, а также сами шпангоуты в надводной части, переносим на развертку точки пересечения палубной (в данном случае геодезической) линии со шпангоутами. Истинная длина отрезков между ними откладывается описанным ранее приемом. Радиусом, равным полуширине условной полосы на развертке и корпусе, из точек k’9, k’8, k’7,…, k’1 и k9, k8, k7,…, k1 проводим дужки. На верхней дужке, проведенной, например, из точки ko на корпусе, намечаем точку a9, которую проверяем на развертке засечками из точек k’10 и k’8. Если все три дуги пересеклись в одной точке a9, то она выбрана правильно.

Таким же путем определяются и все последующие точки: a8, a7, …. a1 и b9, b8,…,b1, которые и вырисовывают контур шпангоутов в районе палубной линии.

Построение носовых шпангоутов
Рис. 12 Построение шпангоутов по заданной геодезической линии

Как видно из рис. 181, где показано построение носовых шпангоутов того же корпуса, что и на рис. 9, но с условием совпадения палубной линии с геодезической, форма шпангоутов в этом случае получилась несколько необычной и совершенно отличной от запроектированных, что указывает на необходимость искать какое-то компромиссное решение путем изменения и формы шпангоутов и палубной линии.

Технологическое проектирование основных связей корпуса

Футоксы и шпангоутные рамы. Правила постройки Морского Регистра России дают точные указания о конструкции шпангоутов из отдельных футоксов, устанавливают сечение последних, их длину, взаимное крепление и другие элементы, позволяющие конструировать шпангоутные рамы в зависимости от главных размерений судна и формы образований самих шпангоутов.

Поскольку при серийной постройке судов для изготовления отдельных футоксов трудно получить кривослойный лес, их, как правило, изготовляют из прямослойного, и при разбивке шпангоутной рамы на флортимберсы, футоксы и топтимберсы необходимо стремиться к максимальной экономии пиломатериала. Правила постройки, допуская перетесы волокон древесины в футоксе, требуют, однако, чтобы у концов сохранилось не перетесанной не менее ⅓ высоты футокса по лекалу. Допускается замена перетесанных мест футокса вставными чаками (см. рис. рис. 52 Вытесывание футокса из прямослойного бруса Конструкция корпуса морских деревянных судов и рис. 53 Заполнение перетеса чаком Конструкция корпуса морских деревянных судов).

Шпангоутные рамы с чаками дают наибольшую экономию пиломатериалов, а также позволяют уменьшить до 20% среднюю ширину необ­резных брусьев для заготовки футоксов на остроскулых судах. Экономия в результате применения чаков составляет примерно 15% пило­материала, необходимого для изготовления всех шпангоутов. Чаки следует применять только в стыках футоксов с большой кривизной шпангоута, там же, где образования шпангоутов плавные, экономия пилома­териала невелика, а следовательно применять их нецелесообразно.

Существующую практику разбивки шпангоутных рам на отдельные футоксы на основании одного чертежа мидель-шпангоута нельзя признать рациональной. Поэтому в конструкторских бюро следует разрабатывать рабочие чертежи на все шпангоутные рамы с нанесенными футоксами. Для уменьшения объема проектных работ и более наглядной и точной разбивки футоксов рекомендуется делать в небольшом масштабе два чертежа (рис. 13 и 14). На рис. 13 изображен плазовый корпус, на котором указаны линии стыков футоксов, проведенные соответственно образованиям корпуса в увязке со скуловыми и днищевыми связными поясьями, минимальным расстоянием между стыками и оптимальной шириной необрезного бруса, из которого готовят футоксы. Имея таблицу плазовых ординат и линии стыков, после нанесения их на корпус теоретического чертежа определяют разбивку всех шпангоутов на отдельные футоксы.

Линии стыков футоксов на плазовом корпусе
Рис. 13 Разбивка футоксов на плазовом корпусе
А, Б, В, Г, Д, Е, Ж — длина стыков футоксов

Для большей наглядности на этом же чертеже показаны собранные конструктивные шпангоуты — по одному для каждой типовой группы. На рис. 14 дан чертеж растяжки шпангоутов по наружному контуру.

Для унификации маркировки условно считают, что все футоксы, расположенные ближе к миделю, составляют первый слой шпангоута, а смежные с ним — второй. Нумерация футоксов в слое считается от киля к бортам.

Чертеж растяжки шпангоутов
Рис. 14 Растяжка шпангоутов. Маркировка футоксов: борт. №2 шпангоута, ряд от ⊗, № футокса от киля

Высота шпангоутной рамы по лекалу устанавливается Правилами Морского Регистра России всего в двух точках: для флортимберса — у боковой грани среднего кильсона, а для топтимберса — у палубной линии. Для третьей точки на скуле высоту определяют как полусумму высот по лекалу для первых двух, а все промежуточные значения высот получают приближенно, построением на плазе внутреннего контура шпангоута. При таком способе построения контуров шпангоутов по внутренним кромкам неизбежны неточности, которые приводят к дополнительным работам по обтесыванию шпангоутов изнутри во время постановки внутренних продольных связей и обшивки. Для устранения этих недостатков необходимо построить чертеж плазового корпуса по внутренним кромкам шпангоута и составить для него таблицу плазовых ординат.

Наружная обшивка. Конструктор, приступающий к проектированию растяжки наружной обшивки, должен разработать такую растяжку, у которой процент применения чистообрезных досок будет наибольшим, причем при постановке они будут гнуться только плашмя.

Проектирование начинается с трассирования геодезических линий на корпусе теоретического чертежа. Практически вполне достаточно пробить четыре-шесть линий, из которых две должны начинаться на мидель- шпангоуте— от палубной линии и от середины скулы. При трассировании геодезических линий для кормовых шпангоутов необходимо помнить, что развертку вспомогательной полосы поверхности корпуса засечками надо производить влево от мидель-шпангоута, с сохранением первоначально выбранного направления линий.

Далее обычными приемами вычерчивается ограничительный контур искаженной растяжки правого борта. При этом необходимо учитывать, что при построении растяжки длину полупериметров шпангоутов следует определять по наружной кромке обшивки, т. е. с учетом толщины ее досок.

После перенесения геодезических линий на искаженную растяжку приступают к распределению вдоль них досок наружной обшивки и бархоута, заполняя участки, где линии не параллельны, потеряйнымн поясьями. Ширина чистообрезных досок может быть выбрана в соответ­ствии с указанной выше рекомендацией, а именно —не шире:

15+t2см,

где:

  • t — толщина доски в сантиметрах.

Для повышения полезного выхода при распиловке на лесораме чистообрезных досок рекомендуется брать более узкие доски, что облегчает их постановку, ускоряет процесс сушки и улучшает качество, так как узкие доски меньше коробятся и растрескиваются при сушке, а во время эксплуатации судна не меняют форму при набухании. Оптимальная ширина досок для наружной обшивки рекомендуется в пределах (2—15 см для судов длиной до 25 м. Не следует выбирать очень узкие доски, так как с уменьшением ширины для покрытия одной и той же площади наружной обшивки возрастает их количество, что увеличивает трудоемкость по заготовке и постановке наружной обшивки, а также объем конопатных работ и расход крепежных изделий.

В зависимости от направления геодезических линий может быть предложено различное распределение досок по чертежу растяжки.

Однако для большинства судов следует рекомендовать следующую типовую схему расположения, увязанную с характером работ по постановке обшивки при постройке корпуса:

  1. параллельно верхней геодезической линии проводятся поясья бархоута из чистообрезных досок; если палубная линия не совпадает с верхней геодезической, то оставшееся пространство заполняется потеряйными поясьями из чистообрезных или кроеных досок;
  2. проводится скуловой пояс из чистообрезной доски вдоль скуловой геодезической линии от форштевня до ахтерштевня; если скуловой пояс при крутых образованиях носовых шпангоутов сильно задирается вверх, то его можно не доводить до форштевня, а оборвать у нижней доски бархоута;
  3. проводится группа нижних чистообрезных поясьев от киля, параллельно ближайшим геодезическим линиям;
  4. пустоты заполняются короткими клиновыми вставками у штевней, а обе стороны от скулового пояса — потеряйными поясьями.

При образовании потеряйных поясьев необходимо помнить, что вырез для зуба потеряйного пояса нужно делать в доске, поставленной на место, причем высота зуба должна составлять ⅓ ширины доски. При необходимости зубья могут располагаться и не на шпангоутах, а между ними, на стыковых планках; во всех случаях необходимо в ближайшем к зубу шпангоуте ставить болт. В оконечностях судна доски могут подходить друг к другу под значительным углом; если угол превышает 30°, они могут заканчиваться на ус, без зубьев.

При крутых образованиях корпуса геодезические линии в оконечностях резко сближаются и даже пересекаются. В этих случаях можно допускать постепенное сужение досок к штевням, что часто нужно при постановке бархоутных поясьев. Следует также помнить, что если на чертеже растяжки доска непараллельна геодезической линии, необходимо сгибать ее на ребро в натуре. В некоторых случаях такая непараллельность может быть допущена, если учесть, что при большой длине доску можно сгибать на ребро без значительных усилий. Длина досок и порядок разгона стыков выбираются в соответствии с требованиями Морского РегистраТребования регистра к непотопляемости морских судов и только в зоне потерянных поясьев могут быть допущены некоторые отступления. Изложенные принципы проектирования поясняет рис. 15, где показана технологически рациональная растяжка наружной обшивки из чистообрезных досок для 40-тонного морского дуба, спроектированная вдоль геодезических линий, трассированных по корпусу теоретического чертежа (см. рис. 11).

Растяжка наружной обшивки
Рис. 15 Технологически рациональная растяжка наружной обшивки 40-тонного дуба А, В, В, Г, Д — геодезические линии

Для корпусов судов с плавными образованиями шпангоутов геодезические линии в оконечностях не пересекаются, а лишь сближаются. В этих случаях для экономии пиломатериала можно спроектировать растяжку с частичным применением так называемых «сбеговых» досок т. е. необрезных, у которых кромки опилены по прямой линии параллельно естественному сбегу бревна.

На рабочем чертеже технологически рацио­нальной растяжки должны быть показаны следующие элементы:

  • положение геодезических линий на поле растяжки:
  • расположение стыков досок и зубьев потеряев;
  • все крепления, проходящие через наружную обшивку;
  • развернутая длина досок между стыками;
  • обозначения досок (например, О — чистообрезная, С — сбеговая, К — кроеная);
  • привязки по штевням и на миделе для основных поясьев;
  • очередность работ по постановке наружной обшивки.

В спецификации к чертежу растяжки, кроме самих досок обшивки должны быть заказаны все крепежные изделия с указанием количества, длины корабельных болтов и гвоздей, веса; для подсчета последнего удобно пользоваться номограммой (рис. 16). Для большей наглядности на чертеже может быть также дан теоретический корпус судна с нанесенными поясьями обшивки и геодезическими линиями.

Номограмма для подсчета веса болтов
Рис. 16 Номограмма для определения веса корабельных болтов

Внутренние продольные связи. Для днищевых и скуловых связных поясьев внутренней обшивки и подбалочных брусьев используют чистообрезные доски и брусья. Проектируют эти связи так же, как и для наружной обшивки, вдоль геодезических линий, и закрепляют их расположение размерами на нескольких характерных шпангоутах, переборках и штевнях.

Геодезические линии следует трассировать по корпусу теоретического чертежа, выполненного по внутренним кромкам шпангоутов. Построение этого чертежа проводится обычными приемами. После пробивки геодезических линий на внутренней поверхности корпусаФормование малотоннажного судна делают чертеж искаженной растяжки левого борта, размещая на нем все внутренние продольные связи и закрепляя их размерами к ограничительным линиям растяжки на характерных шпангоутах и у штевней.

За ограничительные линии принимают: вверху — верхнюю кромку подбалочных (клямпсов), внизу — линию пересечения боковой поверхности среднего кильсона с внутренней кромкой шпангоутов в средней части судна и со штевнями — в оконечностях.

Связи наносят на чертеж растяжки в следующем порядке:

  1. вдоль верхней геодезической линии — подбалочные;
  2. вдоль скуловой геодезической линии — скуловые связные поясья из чистообрезных брусьев:
  3. параллельно ближайшей геодезической линии — днищевые связные поясья из чистообрезных брусьев;
  4. образовавшиеся между нанесенными связями и ограничительными линиями пустоты заполняются внутренней обшивкой из чистообрезных досок.

При нанесении подбалочных брусьев может быть, что верхняя геодезическая линия у штевня значительно отклонится от ограничительной. В таких случаях подбалочные брусья в этих местах следует проектировать кроеными или из чистообрезных брусьев с кдиновыми вставками, как у бархоутных поясьев. При изломе направления подбалочных брусьев на замках (стыках) направление геодезических линий можно изменить, но при этом необходимо помнить, что брусья гнутся тем легче, чем они длиннее. Поэтому подбалочные брусья в носовой части не следует проектировать короткими, так как в этих местах они изгибаются плашмя по палубной линии.

Допускаемое правилами постройки уменьшение толщины продольных связей при подходе к штевням до 15° в отдельных случаях целесо­образно применить к ширине, оставляя толщину неизменной. При про­ектировании связных поясьев необходимо проверить их направление на совпадение с линиями стыков футоксов, которые должны перекрываться связными поясьями. Для большей наглядности на чертеже растяжки внутренних продольных связей должны быть даны разрезы корпуса (в нос и в корму от миделя) с нанесенными внутренними контурами шпангоутов и продольными связями. Этот чертеж можно использовать для построения сечений по шпангоутам и переборкам, а также для изготовления плазовых шаблонов на детали переборок.

Заготовительные работы

Плазовые работы и шаблонизация

Тщательные плазовые работы и шаблонизация способствуют ускорению и механизации заготовительных работ. Д. Н. Николаевым разработан способ механизированной заготовки футоксов, базирующийся на тщательном выполнении плазовых работ. Последовательность исполнения, техника разбивки, нанесения и закрепления линий на плазе остаются общепринятыми, а точность согласования принимается такой же, как для плазовых работ в стальном судостроении (±1 мм). Хотя такая точность для деревянных судов может показаться излишней, она необходима, так как в процессе заготовительных и сборочных работ могут накопиться ошибки.

После тщательного согласования разбитого на плазе теоретического чертежа по наружным кромкам практических шпангоутов и отработки линии шпунта необходимо произвести разбивку и полное согласование внутренних контуров шпангоутов на корпусе, что гарантирует плавное образование внутренней поверхности корпуса. Линии шпангоутов по внутреннему контуру следует наносить тушью другого цвета.

Для судна с плавными образованиями корпуса рекомендуется такая последовательность плазовых работ:

  1. разбивка сетки и тщательный контроль посредством диагоналей;
  2. прорезка сетки и расцветка ее линий (например, в синий цвет);
  3. нанесение бока, палубной и шпунтовой линий на боке и полушироте;
  4. вычерчивание мидель-шпангоута и грузовой ватерлинии;
  5. вычерчивание средней ватерлинии п нескольких шпангоутов в носовой и кормовой половине;
  6. вычерчивание батоксов и рыбин;
  7. полное согласование и исправление проделанных работ;
  8. нанесение и согласование остальных шпангоутов и ватерлиний;
  9. окончательное и всестороннее согласование всего теоретического чертежа путем контроля дополнительными рыбинами;
  10. нанесение и прорезка всех практических шпангоутов;
  11. нанесение и согласование на корпусе контуров шпангоутов по внутренним кромкам;
  12. нанесение конструктивных контуров и сечений (киля, штевней, кильсонов, переборок, кормовой обвязки, ватервейсов и пр.).

Для судна с ломаными образованиями корпуса работа по согласованию упрощается тем, что после п. 4 следует провести и согласовать лишь одну скуловую линию, которая и предопределит согласование всего корпуса. Разбивка и маркировка отдельных футоксов шпангоутов производится по разработанным в КБ чертежам (см. рис. 13 и 14).

Плазовый корпус разбивается по центровым линиям практических шпангоутов, при этом каждый шаблон футоксов служит для разметки их на правый и левый борт. Для последующей разметки и распиловки футоксов под переменную малку необходимо строго соблюдать правило обозначения борта на лицевой стороне шаблона, уложенного на плазовый корпус (рис. 17).

Маркировка шаблонов футоксов
Рис. 17 Маркировка шаблонов

Лицевая сторона шаблонов, уложенных на плазовый корпус, маркируется по таблице:

Ряд футоксов от мидель-шпангоутаШпангоуты
носовыекормовые
ПервыйЛевым бортом
ВторойПравым бортом

Указанное правило вытекает из условия построения носовых шпангоутов на правой стороне плазового корпуса, кормовых — на левой, а также из необходимости при сборке первого и второго рядов шпангоутов укладывать их так, чтобы центровой контур у них совпадал, т. е. сплачивать первый и второй ряды друг с другом плоскостями разметки.

На шаблоны футоксов должен быть нанесен указатель подачи на полотно ленточнопильного станка. Наиболее удобен для распиловки футоксов под переменную малку ленточнопильный станок, у которого стол неподвижен, а хобот с пильным полотном поворачивается на угол +45°. Указатель подачи на шаблонах в этом случае должен быть заменен знаком угла. Большинство верфей оборудовано обычными станками, у которых распиловка под малку возможна только при одностороннем наклоне стола при неподвижном хоботе. Обычный способ нанесения угла малки на шаблонах с помощью малочника в рассматриваемом случае неприемлем, так как для распиловки на станке необходимо знать угол в градусах, а не малку в виде графического изображения. Кроме того, для распиловки требуется не сам угол малки, как его принято считать, а дополнение его до 90°.

Угол малки по периметру шпангоута
Рис. 18 Определение угла малки футокса

Согласно рис. 18, интересующий нас угол малки а в любом месте по периметру шпангоута при заданном ΔL определяется из соотношения:

tg am2L,          Форм.1

где:

  • а — угол малки в точке М на шпангоуте, град.,
  • m — отрезок рыбины N на корпусе между шпангоутами, мм,
  • ΔL — расстояние в центрах между практическими шпангоутами, мм.

Величина припуска на малку, которую необходимо учитывать при разметке, выражается формулой:

x=h tg a,          Форм.2

где:

  • х — величина припуска на малку,
  • h — толщина футоксов по правке, мм.

Таким образом, снимая с плаза отрезки рыбин m, нетрудно вычислить и искомые величины а и х. Для быстрого определения этих величин по данным ΔL и h необходимо, задавшись углом а, например через 2°, вычислить m и h и по ним построить шкалу в масштабе 1:1. Подобная шкала-градусомер рассчитывается и вычерчивается, после чего дается на плаз. Расчет шкалы при заданных ΔL = 500 мм и h = 140 мм выполнен в табл. 1. Шкала представлена на рис. 19.

Градусомерную шкалу укладывают на плазовом корпусе так, чтобы она проходила через точку, для которой ищется угол малки (точка М на шпангоуте № 5, см. рис. 18), и направление рыбины было перпендику­лярно к шпангоуту. Совместив нуль шкалы с предыдущим шпангоутом (шпангоут № 4), на пересечении рыбины с последующим шпангоутом (шпангоут № 6) снимаем отсчет угла а в градусах, против которого на шкале приведена величина припуска на малку в миллиметрах. Припуск изображен на шаблоне в виде шашки и служит разметчику ориентиром.

С помощью такой шкалы ттлазовый мастер наносит в нескольких местах по длине шаблона футокса, с шагом 400—600 мм, значение угла малки, а торцы помечает 0°. Шаблоны футоксов следует делать из Рис. 19.

Шкала футоксов
Рис. 19 Шкала для определения угла малки

Шкала для определения угла малки, теса толщиной 10—15 мм, имеющего влажность не более 15%, и перед маркировкой дважды окрашивать масляной краской, что предохраняет от воздействия атмосферных осадков. Шаблоны готовят точно по линиям наружного и внутреннего контура шпангоутов, без каких-либо припусков. Для мелких судов шаблоны могут быть изготовлены из фанеры толщиной 6—8 мм.

Читайте также: Подвесные моторы малотоннажных судов

Маркировать шаблоны удобно черной типографской краской. Штампы вырезают из листовой резины и наклеивают на деревянные колодочки. На рис. 20 показан образец полностью замаркированного шаблона футокса, подаваемого с плаза в заготовительный цех.

Пример замаркированного шаблона футокса
Рис. 20 Образец замаркированного шаблона футокса: А — обозначение объекта постройки; ПБ 32—2—2 — правый борт, 32-й шп; 2-й ряд, 2-й футокс от киля 1 — припуск на малку наружу; 2 —указатель подачи на полотно станка; 18°, 14°, 11° — угол малки для наружного и внутреннего контуров; 0° — угол малки торца

Изготовлением шаблонов для футоксов не исчерпывается, разумеется, весь объем работ по шаблонизации корпуса, необходимый для деревообделочного и других цехов. На плазе изготовляются детальные, сборочные и разметочные шаблоны для килей, кильсонов, штевней, дейдвудов, кнопов, кормовых обвязок, бимсов, обвязок переборок, ватервейсов, шельфов, планширей, книц, оковок и пр. Техника изготовления и маркировки этих шаблонов — общепринятая, она не представляет большой сложности и потому не приводится.

При технологически рациональной системе обшивки из чистообрезных досок иногда используют кроеные доски, шаблоны для которых можно получить с плаза, избегая процессов рейковки по корпусу судна.

Таблица 1. Расчет шкалы-градусомера при заданных ΔL и h
a°tg am=2L tg a, ммx=h tg a, ммa°tg am=2L tg a, ммx=h tg a, мм
0000120,2126212,629,7
20,034934,94,9400,8391839,1117,5
40,069969,99,1420,9004900,4126,0
60,1051105,114,7440,9657965,7135,1
80,1406140,519,6461,03551035,5144,9
100,1763176,324,7

Для повышения точности в изготовлении кроеных досок геодезические линии следует пробивать непосредственно по плазовому корпусу.

Заготовка деталей набора корпуса

Большинство деталей набора корпуса в той или иной степени должно подвергаться предварительной обработке на станках деревообделочного (заготовительного) цеха; лишь для таких тяжелых деталей, как кили, кильсоны, штевни, дейдвудыЭлементы конструкции корпуса судна, может быть сделано исключение и они могут заготовляться в судокорпусном цехе вручную с помощью электрифицированного инструмента. Это целесообразно в том случае, когда затраты на транспортировку тяжелых деталей в деревообделочный цех и сложность оперирования с ними на станках не окупаются экономией от станочной обработки.

Почти все детали набора корпуса могут быть обработаны на станках по типовым технологическим маршрутам. Детали, нуждающиеся только в гладкой или фигурной строжке широких сторон и обеих кромок, об­рабатываются на четырехстороннем строгальном станке за один проход, а в случае его отсутствия — две широкие стороны обрабатываются на рейсмусовом станке, а кромки — на фрезерном. Так могут быть обработаны следующие детали:

  • доски палубного настила и переборок;
  • пиллерсы;
  • комингсы из чистообрезных брусьев и досок;
  • заготовки для пайолов и настилов в трюмах;
  • вагонка;
  • обвязки и стойки рубок и надстроек;
  • доски внутренней обшивки;
  • часть подбалочных брусьев и др.

При технологически рациональной конструкции наружной обшивки из чистообрезных досок кромки их лежат на корпусе в соприкасающихся плоскостях, перпендикулярных к поверхности корпуса в каждой точке геодезической линии, следовательно чистообрезные доски обшивки также можно заготовить за один проход на четырехстороннем строгальном станке с обработкой кромок специальными боковыми ножами, снимаю­щими фаску под конопатку.

Заготовку футоксов на станках под переменную малку производят из необрезных брусьев в деревообделочном цехе. Брусья строгаются на рейсмусовом станке до размера по правке и направляются на разметку. Разметчик, наложив плазовый шаблон на брус, точно очерчивает его по контуру и переносит на футокс все надписи, находящиеся па шаблоне, следя за правильным расположением припуска на малку и экономным раскроем бруса. Затем электропилой брус распиливают на более легкие заготовки и направляют их к ленточнопильному станку с приспособлением для плавного наклона стола (рис. 21).

Ленточнопильный станок
Рис. 21 Приспособление к станку ЛС-80 для плавного наклона стола при распиловке под малку. 1 — кронштейн: 2 — ходовой винт; 3 — ручка или штурвал; 4 — тяга с подвижной гайкой; 5 — стол ленточнопильного станка ЛС-80; 6 — пильное полотно; 7 — шкала углов наклона в градусах; 5 — указатель угла наклона

При изготовлении приспособления резьбу ходового винта следует делать многоходовой, с шагом 40 мм, что позволит за один оборот ручки или штурвала наклонить стол на 5—8°. Вырезка футоксов производится тремя рабочими (при толщине футоксов по правке до 65 мм — двумя) двое следят за контурной линией, а третий, по мере продольного движе­ния футокса, плавно меняет наклон стола в соответствии с выписанными на заготовке градусами, контролируя его по указателю и градусной шкале станка. Торцы футоксов опиливаются под углом 0°. Чтобы уменьшить последующую зачистку, распиловку производят с припуском не более 2—3 мм относительно контрольной черты. Это нетрудно сделать при наличии на станке у пильного полотна боковых упоров.

Так же можно заготовить и другие детали набора корпуса, требующие обработки под постоянную или переменную малки:

  • бимсы в оконечностях;
  • ватервейсы с заглушками;
  • шельфы;
  • обвяз­ки переборок;
  • планшири;
  • доски кроеной обшивки и бархоута;
  • подбалочные брусья. 

Малки для этих деталей снимают с плаза и переводят в градусы транспортиром.

Такие детали, как штуки дейдвуда, штевни и их кнопы, контртимберсы, штуки кормовой обвязки, заготовляемые обычно из необрезного бруса, обрабаты­ваются на станках более сложным методом. Необрезной брус острагивается с двух сторон на рейсмусовом станке и подается на разметку, после чего идет на ленточнопильный станок на обрезку торцов и выпиловку по контуру. Выпиленные детали с плоскими поверхностями поступают на обработку граней на фуговочный станок, а детали с гранями, имеющими криволинейный контур, застрагиваются ручными электрорубанками.

Предварительная сборка секций и узлов

При серийной постройке деревянных судов необходимо стремиться к возможно большей предварительной сборке секций корпуса для сокращения стапельного периода постройки.

Хотя конструкция корпусаКонструкция корпуса и рубок буксирных судов внутреннего плавания на корабельном наборе значительно ограничивает возможность расширить предварительную сборку узлов и секций, вынуждая собирать корпус постепенно из отдельных деталей на стапеле, даже небольшой пересмотр технологичности исполнения установившихся веками конструкций позволяет резко увеличить предварительную сборку Следует отметить, что при разработке рабочих чертежей секционной и узловой сборке корпуса уделяется меньше внимания, чем они заслуживают; только этим можно объяснить выпуск в производство проектов, в которых, кроме шпангоутов, практически ничто не поддается предварительной сборке.x. Поясним это примером. Рабочие чертежи рубок зачастую выпускаются в таком исполнении, что их нужно собирать из стоек и обвязок постепенно, непосредственно на судне. Без всякого ущерба для прочности любые рубки можно сконструировать так, что они легко и быстро могут быть собраны из отдельных, полностью готовых щитов, соединенных угольниками на болтах.

В этом случае большая и трудоёмкая работа по сборке рубки из отдельных деталей переносится в заготовительный цех, где может быть выполнена в более удобных условиях, с применением приспособлений и средств механизации ручного труда. Аналогичные замечания можно сделать и по конструкциям форштевня и ахтерштевня с дейдвудным набором (правда, в отношении последнего это не всегда выполнимо из-за необходимости крепления дейдвуда к киль­сону). Сравнительно легко поддаются переработке на секционность крепления круглой кормы, которые могут быть целиком изготовлены по плазовым шаблонам и собраны на болтах в одну секцию на заготовительном участке. Сборка шпангоутных рам (шпангоутов) из отдельных вырезанных футоксов может производиться в специальных кондукторах по сборочному шаблону и просто на рабочем плазе. Рассмотрим подробнее процесс сборки шпангоутов на рабочем плазе как наиболее простой и дающий вполне удовлетворительные результаты.

Рабочий плаз представляет собой сколоченный из досок плоский щит, гладко остроганный и закрашенный светло-шаровой краской, несколько превышающий по размерам габариты шпангоутов на оба борта. Для удобства следует делать два щита: для носовой и кормовой половины шпангоутов. На щиты переносятся с основного плаза и прорезаются наружные контуры шпангоутов, но уже не по центровым линиям, а по кромкам. На щите для сборки носовых шпангоутов контуры наносят по носовой контурной линии второго ряда футоксов, а на другом — по кормовой. Для сборки шпангоута на рабочий плаз укладывают второй (нижний) ряд футоксов разметкой вверх и после припиловки и промазки торцов смолой крепят временными строительными гвоздями. На нижний ряд, после его просмолки, укладывают верхний ряд футоксов разметкой вниз. Болты и нагели забивают до съемки рамы в отверстия, которые сверлят прямо через щит.

При переводе на предварительную сборку отдельных секций корпуса следует иметь в виду габариты и транспортабельность секций, а также грузоподъемность средств, которыми оборудована стапельная площадка.

Стапельные работы

Сборка корпуса судна

Как указывалось выше, технологический процесс постройки судна может быть организован различно. При серийной постройке следует отдавать предпочтение позиционно-поточному методу с передвижкой судов по позициям. Этот прогрессивный метод вносит некоторые изменения в технологическую очередность сборочных работ по корпусу, которая устанавливается в процессе разбивки по позициям и зависит от конкретного судна. Чтобы исключить эту специфику, рассмотрим первоначально установившийся технологический процесс постройки корпуса при индивидуальном методе.

Перед закладкой судна стапельное место необходимо оборудовать двумя мачтами с натянутой через блок при помощи груза контрольной струной со скользящими отвесами, которые отмечают положение ДП судна. Струна должна быть натянута на высоте, превышающей высоту палубы судна у форштевня со стоящим на ней человеком, а мачты должны быть расставлены так, чтобы не мешать работе грузоподъемных средств, обслуживающих постройку Выполнение указанного условия иногда представляет известные трудности, и бригады судоплотников предпочитают работать без контрольной струны. Этого не следует допускать, так как отсутствие струны затрудняет проверочные работы по корпусу.x.

Высота кильблоков, которые выставляются по отвесам, должна учитывать строительный дифферент судна, если он предусмотрен проектом и, кроме того, возможность постановки кильсонных и других длинных болтов, забиваемых снаружи.

Закладка судна начинается с выставки киля у форштевня и старнпоста. На киле, по разметочной рейке с плаза, должны быть нанесены риски центров шпангоутов и их кромок. Выставленная закладка контролируется отвесами с контрольной струны, раскрепляется расшивинами с упором в землю и крепится болтами. Далее приступают к выставке неразрезных шпангоутов.

Положение шпангоутов по длине проверяется по рискам на киле, правильность выставки относительно плоскости мидель-шпангоута и плоскости ватерлинии проверяется по отвесу и рискам ДП на шергенях, соединяющих обе ветви шпангоута между собой, и рискам ДП у киля. Выставленные шпангоуты раскрепляются рас­шивинами по топтимберсам и упорами в землю, после чего поверх флортимберсов укладывается средний кильсон и крепится с килем сквозными вертикальными болтами. Если средний кильсон выполнен по ширине из двух или трех рядов брусьев, то они крепятся между собой горизонтальными болтами. После постановки среднего кильсона появляется возможность окончательно крепить ахтерштевень с дейдвудом, контртимберсом, горнтимберсами и креплением круглой кормы или транца. Вырубкой разрезных шпангоутов и креплением их концов наклонными болтами и ершами завершаются работы по выставке каркаса корпуса судна.

Следующим этапом является постановка наружных и внутренних продольных связей, крепящихся с каркасом болтами, гвоздями и нагелями, и придающих ему необходимую жесткость. На топтимберсах каждого шпангоута, еще в заготовке должны быть нанесены риски палубной линии, ориентируясь на которые, гибкой реечкой намечают верхнюю кромку бархоутного пояса наружной обшивки. Заготовка и постановка наружной обшивки из кроеных досок уже рассмотрена выше, следует лишь добавить, что переменная малка по кромкам досок обшивки снимается вручную при заготовке и пригонке каждой доски на месте.

Работы по постановке наружной обшивки из чистообрезных досок начинаются с нанесения на шпангоутах и штевнях линии верхней кромки бархоута и уже от нее, по заданным на чертеже растяжки размерам, разметке проектного направления бархоута, скулового и шпунтового поясьев Пазы обшивки на шпангоутах можно предварительно разметить на рабочем плазе.x. Одновременно необходимо проверить длину полупериметров характерных шпангоутов, согласовав с числом и шириной укладываемых поясьев. Дальнейшая постановка поясьев наружной обшивки должна производиться в последовательности, указанной на чертеже растяжки: прежде всего должны быть поставлены поясья из чистообрезных досок, а затем поверхность между ними заполняется потеряйными поясьями.

Каждый потеряйный пояс имеет форму, показанную на рис. 22, и изготовляется из той же чистообрезной доски, но с обработкой конца и выреза для зуба по разметке с места, так как их предварительная заготовка на станках по одному шаблону неприемлема вследствие разной длины и угла скашивания обрабатываемого конца.

Отделка конца потерянного пояса
Рис. 22 Обработка конца потерянного пояса. а — с — линия возможного скалывания; b — ширина чисто­обрезной доски

Концы следует обрабатывать до постановки на место, причем обработку концов потеряйных поясьев рекомендуется делать с небольшим припуском, чтобы при постановке пояса на место ударами по концу доски можно было создать тугую посадку зуба в гнездо предыдущего пояса. Такая посадка в процессе сгибания доски позволяет избежать трещины в районе зубового выреза. С этой же целью рекомендуется вырез делать под углом 45°, а в кромку забивать один-два строительных гвоздя.

Учитывая, что при технологически рациональной конструкции обшивкиКонструкция корпуса и рубок морских буксиров чистообрезные доски при постановке гнутся только плашмя и не имеют перетесов, можно использовать доски толщиной 60—65 мм без предварительной пропарки. В остальном процесс постановки чистообрез­ных досок ничем не отличается от обычного. На рис. 23 показан корпус судна с обшивкой из чистообрезных досок.

Корпус судна с обшивкой из чистообрезных досок
Рис. 23 Корпус морского 40-тонного дуба с технологически рациональной наружной обшивкой

Применение технологически рациональной системы наружной обшивки из чистообрезных досок дает значительный эффект экономии рабочей силы и пиломатериала (табл. 2).

Установке наружной обшивки должно предшествовать закрепление на месте таких продольных связей, как подбалочные брусья, скуловые и днищевые связные поясья и их брештуки. Эти работы должны производиться до установки наружной обшивки, так как часть болтовых креплений названных связей выполняется только со шпангоутами, а не сквозными с обшивкой. Исключение составляют один-два верхних бархоутных пояса, которые располагаются выше подбалочных брусьев и выставляются в первую очередь. После окончания работ по закреплению подбалочных брусьев могут быть начаты работы по постановке подпалуб­ного набора: бимсов, карлингсов, шельфов, вертикальных и горизонтальных книц. Изготовление водонепроницаемых переборок начинается после постановки внутренней обшивки.

Таблица 2. Абсолютная и относительная экономия рабочей силы и пиломатериалов от применения наружной обшивки из чистообрезных досок
Типы судовГлавные размерения, мМодуль LxBxH, м3Абсолютная экономия
на судно
Относительная экономия на
еденицу модуля LxBxH
L наибольшаяB без обшивкиH6-4-й разр.,
нормо-час.
пиломатериал, м36-4-й разр.,
нормо-час.
пиломатериал, м3
Сейнер типа СЧС-56225,215,702,70388935,160,240,0133
Сейнер типа МЧС-56519,255,002,40231774,450,330,0192
Морской дуб 40 т19,245,701,75192914,300,470,0224
Мотобот9,102,751,1027,5140,580,510,0211

Основные судоплотницкие работы по корпусу завершаются постановкой ватервейсов, комингсов, люков и палубного настила. В этом состоянии корпус после постановки всех болтовых, гвоздевых и нагельных креплений считается подготовленным для конопатных работ.

При поточно-позиционной постройке на первой позиции стараются задать необходимый объем работ, после которых допустим передвижка корпуса на следующую позицию без нарушения жесткости каркаса. Так, на первой позиции могут быть выполнены работы по сборке каркаса корпуса, скрепленного бархоутными и скуловыми связными поясьями со штевнями. Первая позиция обычно оборудуется стапель-кондуктором простейшей конструкции (см. рис. 2). Основное назначение кондуктора—ликвидация разметочных и проверочных работ и многочисленных упоров и расшивин с соблюдением стандартности всех собираемых корпусов.

На второй позиции выполняются работы по постановке наружной обшивки и внутренних продольных связей.

Третья позиция отводится для завершения судоплотницких и болтовых работ по корпусу, на четвертой могут быть проведены конопатка и испытание корпуса на водонепроницаемость.

На последующих позициях могут проводиться дальнейшие работы по насыщению корпуса оборудованием, монтажу главных вспомогательных механизмов и устройств и отделке помещений.

Для обеспечения ритмичной работы на построечной линии, при разбивке работ по позициям необходимо стремиться к тому, чтобы трудоёмкость работ, намеченных к исполнению на отдельных позициях, была примерно равной. При разделении работ на смены в пределах одной позиции необходимо руководствоваться технологической очередностью работ, а также учитывать место, где выполняются работы, чтобы рабочие разных специальностей не мешали друг другу.

Основные правила постройки

Долголетняя практика постройки морских деревянных судов выработала ряд правил, которыми следует руководствоваться при выполнении сборочных работ и которые сводятся в основном к следующему.

  1.  Конструкции и размеры отдельных деталейКонструкция и оборудование судов набора должны соответствовать рабочим чертежам и спецификациям проекта.
  2.  Размеры деталей в конструктивных чертежах и спецификациях, за исключением особо оговоренных, указываются в миллиметрах.
  3. Абсолютная влажность лесоматериалов, идущих на постройку судна, должна быть не более 20%. Следует оговориться, что выполнение этого требования для верфей, не имеющих зачастую переходящих запасов древесины для естественной сушки, практически неосуществимо, так как производительность сушильных камер обычно недостаточна для искусственной сушки всего пиломатериала, идущего на постройку. Поэтому верфи вынуждены принимать компромиссные решения и ограничиваться искусственной сушкой пиломатериалов, идущих только на наружную обшивку, палубный настил, переборки, комингсы и столярные изделия. Пиломатериал больших сечений (для килей, кильсонов, шпангоутов, бимсов и пр.) идет в производство с биржи, минуя сушильные камеры, н его абсолютная влажность обычно превышает 20%. Применение лесоматериала повышенной влажности неизбежно отражается на качестве постройки корпуса и снижает его долгоаеиность в эксплуатации, так как при этом создаются условия, благоприятные для ускорения загнивания древесины. x
  4.  Лесоматериал, идущий на постройку судна, должен быть остроган со всех сторон; наличие на деталях набора остатков коры совершенно недопустимо.
  5. В целях увеличения долговечности все детали набора корпуса должны подвергаться антисептированию одним из доступных для верфи и безвредных для перевозимых грузов способов.
  6.  В деталях корпуса не должно быть трещин и выколов.
  7.  Детали набора должны плотно прилегать друг к другу; особо тщательно должны быть приготовлены детали по стыкам, врубкам и зам­кам. Все сопряжения после пригонки должны тщательно промазываться антисептической пастой.
  8.  По пазам штевней у шпунта, где возможно проникание воды внутрь корпуса, должны быть поставлены стопватеры.
  9.  Доски наружной обшивки и палубного настила должны ставиться сердцевинной стороной к набору и плотно прилегать к нему.
  10.  Металлический крепеж (болты, гвозди, заклепки, глухари, шурупы, ерши и т. д.) должен изготовляться в соответствии с ГОСТ и нормалями. Шурупы, гвозди, заклепки и небольших размеров болты должны оцинковываться. Болты диаметром свыше 18—20 мм или длиной 700— 1 000 мм можно оцинковывать не полностью, однако рекомендуется оцин­ковать их наружные концы, соприкасающиеся с водой. Крепления, ставящиеся в детали из дуба, изготовляются из стали, с оцинковкой горячим способом.
  11.  Головки болтов и гвоздей следует утапливать в древесину на 3—4 мм, а при креплении досок палубного настила и ватервейсов — на глубину до 25 мм и закрывать пробками. Пробки ставятся на густых белилах или меловой шпаклевке на масляном лаке. Перед постановкой пробок гнезда для них должны быть тщательно очищены от грязи и стружки, очистку рекомендуется производить струей сжатого воздуха. Пробки готовятся из той же древесины, в которую они забиваются, абсолютная влажность не должна превышать 12—15%. Направление воло­кон древесины у забитой пробки и детали должно совпадать.Под головки болтов и гвоздей, везде, где возможно проникание воды внутрь корпуса, должна быть сделана, подмотка из мягкой смольной пеньки. Под гайки всех болтов ставятся шайбы.При постановке заклепок с наружной поверхности корпуса их головки утапливаются на 0,5—1,5 мм, а углубления над ними зашпаклевываются.
  12. Отверстия под болты сверлятся на 1,5—3 мм меньше, чем диаметр забиваемых болтов, при этом меньший допуск относится к длинным и толстым болтам, а больший — к коротким и тонким.Под корабельные гвозди отверстия сверлятся на 0,5 длины гвоздя, диаметром 0,6—0,8 толщины гвоздя.Длина нарезанной части и расположение болтов должны обеспечивать возможность подтягивания их при усыхании древесины.Для мелких шурупов отверстия сверлятся диаметром 0,8 d, глубиной 0,6 l (d — диаметр; l — длина шурупа). Отверстия для крупных глухарей и шурупов сверлятся в две или три ступени. Углубление шурупов в деталь должно быть не меньше ⅔ длины шурупа.Диаметр отверстий, высверленных для заклепок, должен быть равен 0,8—0,9 d (в зависимости от породы древесины), а в деталях из лиственницы — 0,9 d.
  13.  Все сквозные деревянные нагели должны быть с двусторонней расклинкой; излишки в длине нагеля спиливаются заподлицо со скрепляемыми деталями ножовкой, а не срубаются топором. Во избежание раскола скрепляемых деталей при расклинке нагелей клинья со стороны забивки следует забивать поперек волокон древесины скрепляемых деталей. Нагели забиваются с натягом, величина которого зависит от длины и диаметра нагеля, а также от породы древесины, из которой он сделан, и находится в пределах 0,5—0,8 мм. Ширина забиваемого клина должна превышать диаметр стержня нагеля на 1—2 мм. а толщина у основания доходит до ⅓ диаметра нагеля.
    Отверстие под несквозные нагели высверливается строго определенной глубины и донышко его выравнивается; нагель загоняется в отвер­стие со слегка вставленным в загоняемый конец клином, расклинивающим конец при упоре в донышко отверстия. В наружный конец клин вгоняется так же, как и в обычные сквозные нагели. Надежное крепление несквозным нагелем достигается лишь при точном соответствии глубины отверстия длине нагеля.
  14.  Кромки досок по пазам и стыкам наружной обшивки, палубного настила и переборок должны плотно прилегать друг к другу. Для конопатки пазы и стыки должны иметь разладку наружу на глубину ⅔ толщины досок. Величина разладки на обе доски зависит от толщины последних и составляет 3—7 мм, достигая большей величины у толстых досок.

Конопатные работы

До настоящего времени единственно надежным и доступным средством обеспечения водонепроницаемости корпуса морского деревянного судна на корабельном наборе является конопатка. Пазы и стыки наружной обшивки, палубного настила, водонепроницаемых переборок, транцев, шпунты, комингсы и другие места, где возможно поступление воды внутрь корпуса, должны конопатиться прядями из пеньковой смольной пакли высшего качества.

Процесс конопатки заключается в том, что заранее заготовленные пряди укладываются и забиваются в разладку пазов и стыков досок в определенной последовательности: вначале более тонкие пряди, а затем более толстые. Количество прядей конопатки, в зависимости от толщины досок, приведено в табл.23.

Таблица 3. Количество прядей конопатки в зависимости от толщины досок
Толщина досок, ммКоличество прядейТолщина досок, ммКоличество прядей
для наружной
обшивки
для палубного
настила
для наружной
обшивки
для палубного
настила
40-653395-11554
70-9043120 и более6

Существуют два способа конопатки — в набор и в расстил. При конопатке в набор пеньковая прядь предварительно укладывается (набирается) в пазы зигзагообразно и затем плотно осаживается. Это делается для перепутывания последовательно забиваемых прядей, чтобы предотвратить их выпадение (например, при усыхании досок). Конопатка в расстил проводится ровными прядями.

В морском деревянном судостроении должна применяться только конопатка в набор. Каждая прядь осаживается до укладки следующей, а последняя прядь забивается до отказа, т. е. настолько туго, что осадить ее глубже ударами киянки невозможно. После забивки последней пряди в пазе должно остаться место для заливки варом или шпаклевки водонепроницаемой замазкой. Ввиду того, что при конопатке возникают значительные усилия, раздвигающие доски, конопатку корпуса можно производить только после постановки всех болтовых, нагельных и гвоздевых креплений. Перед конопаткой пазы и стыки должны быть тщательно очищены от грязи, опилок и стружки.

Для повышения качества конопатки рекомендуется непосредственно перед набором пакли слегка смазывать тонкой кисточкой пазы и стыки олифой или древесной смолой, разведенной скипидаром. Высохшая смазка увеличивает сцепление прядей с древесиной, но несколько осложняет процесс набора прядей. Конопатка на открытых площадках в дождевую или сырую погоду запрещается.

До настоящего времени, несмотря на многочисленные усилия, проблема механизации конопатных работ еще не разрешена: даже при наличии пневматических машинок конопатные работы на большинстве верфей проводятся вручную. Причиной является сложность и специфич­ность технологического процесса конопатки, особенно по днищу и бор­там судов.

Для конопатки борта, палубы или днищаИзготовление палубы судна из стеклопластика на 10 пог. м требуется пеньки: при конопатке в одну прядь — 0,48 кг, при конопатке в две пряди — 1,04 кг, при конопатке в три пряди — 1,68 кг и в четыре пряди — 2,40 кг.

Вара на заливку 100 пог. м паза для горизонтальных поверхностей требуется 11 кг, вертикальных — 12 кг.

Смолы для осмолки за один раз 10 м² палубы требуется 7,70 кг, днища снаружи — 8,50 кг, изнутри — 7,00 кг, борта снаружи — 7,70 кг, изнутри — 7,00 кг.

При работе холодной смолой вводится поправочный коэффициент 0,80.

Испытание корпуса на водонепроницаемость

По существующим правилам корпус судна до спуска на воду должен быть подвергнут испытанию на водонепроницаемость. Испытание должно проводиться сразу после конопатки, до заливки пазов варом или шпаклевки, а также до осмолки или окраски и без пробок, закрывающих головки болтов и гвоздей. Корпус должен испытываться со смонтированным дейдвудным устройством, навешенным рулем и установленной донно-бортовой арматурой. Отсек форпика испытывается наливом воды до уровня палубы, остальные отсеки наливом на меньшую высоту. Выше уровня налива водонепроницаемость стыков и пазов про­веряется поливом струей воды из брандспойта.

Следует отметить, что одним из существенных конструктивных недостатков корабельного набора является невозможность достичь полной водонепроницаемости прочных междуотсечных переборок, так как они в ряде мест недоступны. Это места прилегания наружной и внутренней обшивок и других продольных связей к переборочным шпангоутам, а также пазы этих связей и стыки футоксов у самих шпангоутов. Таким образом, при испытании наливом может быть лишь установлено, что та или иная переборка течет, но устранить течь не представляется возможным.

Правилами постройки Регистра учитывается этот недостаток конструкции и требуется только, чтобы переборки были «по возможности водонепроницаемы». Поскольку это условие неопределенно, норму допустимой водотечности водонепроницаемых переборок можно связать с производительностью имеющихся на судне осушительных средств, приняв ее, например, равной 0,25 общей производительности осушительных насосов.

В том случае, когда полная водонепроницаемость переборок обусловлена особо, ее можно попытаться достичь, взяв под строжайший контроль с самого начала закладки судна все конструктивные мероприятия, изложенные в статье (Характеристика основных связей (обшивки и набора)).

Для устранения просачивания воды по наружному и внутреннему периметрам переборочного шпангоута, в дополнение к жгутам из пакли, требуемым правилами постройки Регистра, рекомендуется делать специальные пазы и заливать их варом, как показано на рис. 130. Пазы образуются фасками, снимаемыми у футоксов под углом 45° со стороны сплачивания при сборке шпангоутной рамы. Заливать горячий вар следует после постановки каждых пяти-шести поясьев наружной и внутренней обшивок. Горячий вар, обладая достаточной текучестью, заполняет все мелкие щели в пазах обшивки и по периметрам шпангоута и, охлаждаясь, застывает, создавая надежную водонепроницаемость переборок в недоступных местах. Если щели очень велики и вар выливается, следует, не заполняя паза, приостановить заливку, пока вар не остынет, а затем снова повторить ее менее нагретым варом. В результате паз заполнится и можно приступать к постановке очередных поясьев обшивки.

Чтобы вар при заливке одного борта не выливался через пазы с другого борта, нужно в пазу (над килем и под кильсоном) сделать перемычку из жгута пакли. Если рекомендуемым способом водонепроницаемость недоступных мест будет устранена, ликвидировать просачи­вание воды по остальным местам переборки (по обвязкам, доскам обшивки) уже не представит больших затруднений, так как к этим местам, при условии залива воды в отсек со стороны стоек, имеется свободный доступ.

Полив пазов и стыков наружной обшивки струей воды из брандспойта также не позволяет установить места течи, так как осмотр наружной обшивки изнутри невозможен из-за наличия внутренней обшивки. Поэтому самым надежным испытанием непроницаемости является налив воды поочередно во все отсеки корпуса до уровня, несколько превышающего ГВЛ. Как показала практика, такое испытание вполне допустимо (с точки зрения прочности корпуса), при условии постановки под судно достаточного количества клеток.

Перед наливом воды корпус должен быть тщательно очищен от щепы, стружек и опилок, так как они могут явиться источником скрытых дефектов.

Известны случаи, когда испытанный корпус после спуска на воду дает сильную течь и при подъеме на берег обнаруживается, что причиной явились одно или несколько отверстий под гвозди или болты, в которые во время испытания попали стружки, опилки или клочки пакли.

По мере налива воды в корпус водотечные места легко обнаруживаются по капели и струйкам, появляющимся снаружи, и устраняются конопатчиками, проводящими испытание. Не следует долго держать налитую в корпус воду, добиваясь абсолютной водонепроницаемости, так как несмотря на то, что судно поставлено на клетки, оно испытывает при наливе значительные напряжения, к тому же внутренний набор увлажняется, что крайне нежелательно.

Это интересно: Балластные кили парусного судна

Просачивание воды по болтам и гвоздям устраняется осаживанием их поглубже, а просачивание по конопатке устраняется осаживанием прядей или местной подконопаткой дополнительной пряди. Обнаруженные свободные отверстия забиваются временными деревянными пробками. Из корпуса вода удаляется через специально высверленные в киле два-три отверстия диаметром, не превышающим 10—12% его ширины. Отверстия целесообразно просверливать до налива воды в корпус и закрывать пробками, вынимающимися наружу. Когда вода спущена, отверстия должны быть забиты конусными пробками с расклинкой и закрыты снаружи латками из оцинкованного железа на парусине с суриком. Латки крепятся мелкими кровельными гвоздями.

После того как корпус полностью просохнет, приступают к постановке пробок по головкам болтов и гвоздей, осмолочным и окрасочным работам, а после окраски или осмолки корпус, во избежание рассыхания, должен быть как можно скорее спущен на воду, где и ведутся работы по окончательной достройке и монтажу. Достроечно-монтажные работы на плаву не отличаются какой-либо спецификой и выполняются обычными приемами.

Особенности технологии склеивания

Краткие сведения по технологии склеивания

Ранее, в статье (Конструкция корпуса морских деревянных судов), при описании конструкций на нагельных средствах крепления упоминалось о возможности применять для них склеивание. Однако чтобы достигнуть достаточной прочности и надежности клеевого соединения, а следовательно использовать все преимущества клееных конструкций, необходимо обеспечить в процессе склеивания соблюдение определенных режимов и технологической последовательности.

При использовании клеев ВИАМ Б-3 и КБ-3 при низких температурах отверждение клея происходит очень медленно, удлиняются сроки выдержки склеенных деталей под прессом и снижается прочность клеевых соединений вследствие чрезмерного впитывания клея в древесину и выдавливания его из соединений. При высоких же температурах (свыше 20° С) клеи быстро густеют и свертываются. Поэтому склеивание должно производиться при температуре воздуха в помещении не ниже 16° и не выше 20° С.

Влажность воздуха в помещении, где производится склеивание, должна быть такой, при которой влажность деталей на протяжении всего времени выдержки, склеивания и запрессовки не выходила бы за допустимые пределы. Это исключает излишнее коробление древесины и обеспечивает качественное выполнение клеевых соединений. Контроль относительной влажности помещений производится круглосуточно, с помощью психрометров и специальных психрометрических таблиц и номограмм. Влажность пиломатериала для изготовления клееных деталей не должна превышать 15—18% (допускается склеивание пиломатериалов с влажностью до 20%).

Пиломатериал естественной сушки, идущий на склейку, рекомендуется некоторое время хранить в помещении, что уменьшает коробление. Чем сильнее покороблены доски, тем труднее получить равнопрочное по всей поверхности клеевое .соединение, так как покоробленный пиломатериал неравномерно соприкасается по площади склеивания, из соприкоснувшихся участков клей при дальнейшей запрессовке выдавливается, а в местах, где были зазоры, даже при мощной запрессовке остаются толстые клеевые пленки. При снятии с пресса пиломатериалы стремятся принять первоначальную форму, что вызывает местное перенапряжение отдельных участков шва.

Прочность клеевого соединения не меньше зависит и от тщательности подгонки и строжки склеиваемых поверхностей. Исследованиями установлено, что максимальная прочность клеевого соединения обеспечивается при строжке склеиваемых поверхностей на станках с хорошо заточенными и выверенными ножами, так как достигается достаточная плотность прилегания при запрессовке. В усовых соединениях, кроме раздельной строжки соединяемых поверхностей деталей при их заготовке, необходимо обеспечить тщательную пригонку одной детали к другой по всей площади соединения. Особенно важно обеспечить тщательную обработку и пригонку склеиваемых поверхностен у деталей из твердых пород древесины.

Изложенные требования в равной мере относятся как к конструкциям, склеиваемым из тонких и толстых досок, так и к гнутым клееным конструкциям.

При изготовлении некоторых малоответственных деталей набора из тонких досок может быть допущено применение не очень тщательно простроганных или совсем не строганных досок.

Чтобы соединение было по всей поверхности равнопрочно, важно обеспечить равномерное нанесение слоя клея, что достигается ручной смазкой щетинными кистями с длиной ворса 15—25 мм или механизированными клеенаносителями. Клей наносится на обе склеиваемые поверхности слоем равномерной толщины. Расход клея составляет около 400 г/м². Детали, намазанные клеем, до сборки выдерживаются на воздухе для открытой пропитки от 5 до 15 мин. Сборка склеиваемых деталей до начала их опрессовки должна продолжаться от 5 до 25 мин.

При нижнем пределе температуры воздуха в помещении, т. е. 16° С, следует придерживаться более продолжительной открытой и закрытой пропитки, а при высокой температуре — более короткой. После сборки склеиваемой детали клеевые соединения подвергаются сдавливанию (запрессовке).

В момент запрессовки клеевой слой должен иметь такую вязкость, при которой после запрессовки обеспечивается толщина 0,10—0,15 мм. Запрессовка склеиваемых поверхностей после закрытой выдержки обеспечивает:

  • удаление из клеевого соединения пузырьков воздуха;
  • создание непрерывной клеевой пленки и выравнивание ее толщины;
  • углубленное проникновение клея в поры и капилляры склеиваемых материалов;
  • создание наиболее благоприятных условий для схватывания клея.

Величина оптимального удельного давления запрессовки определяется вязкостью жидкого слоя клея в момент запрессовки и принимается в зависимости от конструкции склеиваемых деталей, ширины поверхности склеивания и породы склеиваемой древесины.

Рекомендуется следующее давление:

  • для прямолинейных деталей из древесины твердых пород (дуб, ясень) 2—4 кг/см²;
  • для прямолинейных деталей из древесины мягких пород (пихта, сосна, липа) 2—3 кг/см²;
  • для березовой фанеры 2—4 кг/см²;
  • для гнутоклееных деталей 3—6 кг/см², а в некоторых случаях до 10 кг/см² (в зависимости от конструкции деталей и напряжений, возникающих при изгибе);
  • при выклейке скорлуп из шпона толщиной около 1 мм — 2,0 — 4,0 кг/см².

Продолжительность выдержки под давлением при склеивании — от 5 до 24 час., причем нижний предел — для склеивания более тонких и прямолинейных досок, а верхний — для толстых досок и гнутых деталей.

Отверждение клеевого слоя при склеивании мягких пород древе­сины происходит на 20—30% быстрее.

Время выдержки склеенных деталей до обработки составляет- при обработке на станках 12—18 час., при обработке вручную — 6—12 час.

Давление при запрессовке может быть создано различными приспособлениями и механизмами. Запрессовка может быть при помощи грузов, пружинная резиновыми тросами, клиновая, эксцентриковая, рычажная, винтовая (с помощью ручных струбцин), гвоздевая, шурупами, болтами и глухарями, специальными гидравлическими, пневматическими и другими прессами. Давление должно распределяться равномерно по всей склеиваемой площади и осуществляться с таким расчетом, чтобы исключить перекос склеиваемых деталей. На рис. 24 показан двусторонний вертикальный специальный щит для запрессовки при склеивании различных криволинейных деталей (шпангоутов, штевней, бимсов и др.).

Щит для запрессовки деталей при склеивании
Рис. 24 Стенд для запрессовки гнутых клееных деталей

При запрессовке гвоздями, если они должны быть удалены из склеиваемых деталей, под головки подкладываются фанерные шайбы, создающие более равномерное давление и облегчающие выдергивание гвоздей.

Криволинейные детали, вследствие упругих свойств древесины, после снятия с пресса стремятся несколько распрямиться, поэтому при изготовлении криволинейных деталей, образованных дугой круга примерно постоянного радиуса, радиус рабочей поверхности основания пресса следует делать меньше радиуса клееной детали.

Радиус поверхности основания пресса вычисляется по формуле:

RОП=RДЕТk,          Форм.3

где:

  • RОП — радиус основания пресса;
  • RДЕТ — радиус кривизны клееной детали;
  • k — коэффициент, равный:
    1ΣIiI,

    где:

    • ΣIi — сумма моментов инерции сечений отдельных досок детали;
    • а I — момент инерции сечения целой детали после склеивания.

В связи с тем, что с повышением температуры до 50—60° С процесс отверждения клея резко ускоряется (что важно для увеличения производительности оборудования при склейке), применяют прогрев склеиваемых деталей в запрессованном виде в сушильных камерах или паровыми калориферами непосредственно на месте. Кроме того, прогрев может быть осуществлен токами высокой частоты и электронагревателями контактного типа (передающими тепло клеевому соединению непосредственным соприкосновением с деталью) и рефлекторного типа (ламповыми или спиральными, передающими тепло радидционно-конвекционным способом).

Качество клеевых соединенийКачество в судостроении может определяться как в процессе склеивания, так и в процессе обработки деталей после выдержки. Основными дефектами склейки являются непроклеи, трещины, тонкие и толстые клеевые пленки, пережоги, слабое сцепление. Местные непроклеи появляются в результате недостаточного или неравномерного давления при запрессовке, повышенной вязкости клея или нанесения слишком тонкого слоя. Большие непроклеи могут явиться следствием склеивания деталей повышенной влажности или склеивания досок с различной влажностью, а также неудовлетворительной подгонки склеиваемых поверхностей и недостаточного давления при запрессовке.

Трещины в древесине вблизи клеевого соединения или в клеевом слое появляются из-за больших внутренних напряжений, возникающих при склеивании деталей повышенной влажности и последующей выдержки их при низкой относительной влажности, а также при склеивании сильно покоробленных заготовок. Кроме того, внутренние напряжения неизбежно будут иметь место при использовании некачественного клея или клея с низкой вязкостью и сборки склеиваемых деталей без достаточной пропитки. Трещины могут появиться при интенсивном и длительном прогреве склеиваемых деталей, низкой относительной влажности воздуха, несоблюдении сроков выдержки деталей под прессом или вне пресса и при последующей обработке их с большими усилиями.

Тонкая клеевая пленка является результатом нанесения слишком тонкого слоя клея, применения клея пониженной вязкости, склеивания без достаточно продолжительной открытой пропитки, излишнего давления при запрессовке.

Толстая клеевая пленка может появиться в результате плохой подгонки склеиваемых поверхностей, неравномерного нанесения клея, нанесения клея повышенной вязкости, продолжительной открытой или закрытой пропитки (особенно при повышенной температуре воздуха в цехе), недостаточного или неравномерного распределения давления при запрессовке.

Пережоги могут появиться при склеивании с подогревом. Пережогу подвергаются клеи и даже древесина; они приобретают при этом излишнюю хрупкость.

Слабое сцепление склеиваемых поверхностей, сопровождающееся очень часто трещинами по клеевой пленке, может быть результатом склеивания деталей с выступившей из древесины смолой, с запыленными поверхностями или с поверхностями, на которые попали грязь, капли воды или масла. Поэтому перед склейкой чистоту поверхности следует контролировать: пыль удалять щетками, пятна грязи и масла смывать (протирать) ацетоном или бензином не менее чем за 10—15 мин. до начала склеивания. При склеивании бакелизированной фанеры с поверхности должна быть удалена бакелитовая пленка.

Применение неправильно приготовленного клея или клея из компонентов низкого качества неизбежно приводит к некачественному склеиванию деталей. До употребления составные части клея хранятся отдельно. Фенольно-формальдегидную смолу хранят в сухом, вентилируемом помещении, при температуре окружающего воздуха 5—20° С. Все компоненты, употребляемые для приготовления клея, должны иметь паспорт и технические условия. Компоненты, не имеющие паспорта, употреблять не следует. Клей приготовляется небольшими партиями, которые нужно использовать в период жизнеспособности (т. е. в течение 3—4 час. при температуре воздуха до 20°С). Клей, начинающий густеть, нельзя разбавлять или добавлять в него свежий; такой клей следует вылить.

На рис. 25 изображены различные технологические этапы изготовления клееных мачтФормование судового рангоута из стеклопластика: справа — разметка перед торцовкой и обработкой, а слева — ручная обработка клееной мачты перед направлением ее на обточку на станке.

Этапы изготовления клееных мачт
Рис. 25 Изготовление клееных мачт

На рис. 26 показана обточка клееных мачт на токарном станке.

Обточка мачт на токарном станке
Рис. 26 Обточка клееных мачт и других рангоутных деревьев на станке

На рис. 27 видно, как размечается перед обработкой килевой брус, склеенный по ширине и высоте из отдельных квадратных брусков малого сечения, а на рис. 28 показаны шпангоуты после склейки и выдержки.

Процедура разметки килевого бруса
Рис. 27 Разметка клееного килевого бруса перед окончательной обработкой

Клееные детали и изделия должны храниться в стеллажах или в штабелях на прокладках. Кривые детали должны укладываться так, чтобы они не меняли форму под действием сил веса и упругости древесины.

Шпангоуты после склейки и выдержки
Рис. 28 Шпангоуты после склейки

Сразу после изготовления и обработки клееные детали следует хранить в закрытых помещениях или под навесами, чтобы предохранить от резкого воздействия атмосферных условий.

Процесс строительства судна
Рис. 29. Постройка судна (штевни, киль, кильсон, шпангоуты, бимсы и прочие детали — клееные).

По тем же причинам постройку судна на стапеле лучше осуществлять в закрытом помещении (рис. 29).

Техника безопасности при работе с клеями

Основными клеями, применяющимися в морском деревянном судостроении, являются клеи марок ВИАМ Б-3 и КБ-3, в состав которых входит свободный фенол. Известно, что фенол вызывает отравление живых организмов, действуя особенно сильно на низшие организмы, вследствие чего его применяют в качестве дезинфицирующего вещества (в чистом виде или как технический продукт, известный под названием карболовой кислоты). Наряду с этим, некоторые препараты фенола (салол, салициловая кислота, аспирин, ксероформ и др.) применяют как лекарства, а следовательно, вредное влияние его на организм не следует преувеличивать.

Воздействие фенола на людей различно: одни его почти не ощущают, другие очень восприимчивы (раздражение кожи и слизистых оболочек, краснота, сыпь и мелкие язвы на коже рук и лица, а от вдыхания паров — расстройство пищеварения, головные боли, потливость и общая слабость). Керосиновый контакт, входящий в состав клеев ВИАМ Б-3 и КБ-3, представляет собой кислый раствор, а потому следует избегать его соприкосновения с кожей рук, а также с одеждой. Ацетон вызывает обезжиривание кожи, в силу чего длительное соприкосновение с ним также не рекомендуется. Принятый внутрь ацетон может вызвать сильное отравление.

При работах с ацетоном и спиртом нужно строго соблюдать правила пожарной безопасности.

Смоляные клеи других типов, хотя и принадлежат к фенольным, — менее вредны. При работе с белковыми клеями (также менее вредными), в частности с казеиновыми, необходимо иметь в виду, что, поскольку они содержат щелочные вещества, при соприкосновении с ними может произойти разъедание кожи и образование трещин. Рекомендуется смазывать чистые руки вазелином или другими нейтральными веществами, смягчающими кожу и предохраняющими ее от прилипания клеевых веществ.

К работам со смоляными клеями допускаются рабочие, прошедшие медицинский осмотрОстрые отравления химическими веществами и инструктаж по технике безопасности и личной гигиене.

Для защиты от действия клеев и их составных частей рабочим выдаются комбинезоны из плотной ткани, фартуки из листовой резины или прорезиненной ткани, нарукавники, косынки на голову для женщин, очки для предохранения глаз от брызг клея, а также резиновые перчатки. По окончании работы спецодежду хранят в специальных шкафчиках, отдельно от личной одежды.

Ввиду изложенного на предприятиях, потребляющих большое количество клея, следует иметь самостоятельные клеезаготовительные мастерские, отделенные от других производственных помещений. Приточно-вытяжная вентиляция должна иметь отсосы для удаления паров вредных компонентов клея с мест приготовления и развески. Отсосы ставятся внизу, так как пары фенола и растворителей тяжелее воздуха и стелятся по земле. Вентиляция должна обеспечивать такой обмен воздуха, чтобы предельное содержание паров фенола не превышало 0,005 мг/л. Полы в помещениях, где готовят клей и склеивают детали, следует делать из материала, позволяющего производить мокрую уборку (например, из метлахских плиток).

Склеенные детали обрабатывают на станках, .снабженных приемниками пыли и эксгаустерной установкой. Если в клеи вводятся антисептики, то в зависимости от их рода должны соблюдаться специальные правила работы с этими веществами.

Некоторые сведения о верфях деревянного судостроения

Состав цехов и их оборудование

Состав и оборудование цехов верфи находятся в прямой зависимости от типов и количества судов, выпускаемых в год, т. е. от производственной мощности предприятия.

В настоящее время принято делить цеха на две основные группы: производственные и вспомогательные. Деление это во многих случаях условно, и зависит от того, как составлен промфинплан предприятия. Поэтому, не прибегая к делению по экономическим признакам, ниже приведен примерный состав цехов верфи средней мощности в зависимости от непосредственного участия в технологическом процессе постройки судна.

К группе заготовительных цехов и участков могут быть отнесены:

  • биржа круглого леса;
  • лесопильный цех;
  • биржа пиломатериалов;
  • сушильное хозяйство;
  • склады сухого леса;
  • плаз;
  • деревообделочный цех;
  • группа цехов обработки металла;
  • промежуточные склады.

К группе сборочных цехов и участков относятся:

  • судокорпусный цех;
  • монтажный цех;
  • электроцех;
  • участок караванного капитана.

Кроме того, на верфи должны быть материально-складское хозяйство, энергетическое хозяйство, транспортное хозяйство, ремонтный цех.

Группа заготовительных цехов и участков

Биржа круглого леса. Для верфиАвтоматизированная технологическая подготовка производства верфи, занимающейся деревянным судостроением, лесоматериалы составляют более 80% всех грузов, необходимых для бесперебойной работы предприятия, и большинство верфей территориально располагается с таким расчетом, чтобы получать круглый лес водным путем в плотах, так как этот способ доставки наиболее дешев. Кроме того, длительное пребывание леса в воде в процессе транспортировки полезно, так как способствует выщелачиванию вредных соков, ухудшающих последующую сушку и вызывающих грибковые заболевания.

При получении леса водным путем на акватории верфи обычно предусматривается защищенный бонами ковш для временного хранения поступающего круглого леса, и биржа располагается в непосредственной близости к ковшу.

Биржа предназначается для приемки, сортировки, хранения и выдачи в распиловку или в цех круглого леса и должна иметь следующее оборудование:

  • береговую бревнотаску для выкатки бревен из воды и транспортировки их в теплый бассейн лесозавода или к штабелям биржи;
  • двухбарабанные лебедки для штабелевки бревен;
  • простейшие подштабельники;
  • незамерзающий (теплый) бассейн для хранения задела бревен на одну смену работы лесозавода, сортировки их и оттаивания в зимнее время, а также для удобной подачи бревен на амбарную бревнотаску лесозавода. Вода бассейна в зимнее время подогревается теплом от по­ступающего конденсата паросиловых установок, паром, подаваемым в трубы, уложенные в бассейне, или перемешиванием слоев воды (перемешивание осуществляется сжатым воздухом, поступающим по трубопроводу из компрессорной).

Территория биржи должна быть сухой и достаточно просторной для хранения переходящего запаса древесины, рассортированной в штабели по диаметру, длине, породе и сорту, с соблюдением пожарных проездов. Территорию следует периодически очищать от коры и грязи, а подштабельники — антисептировать.

Лесопильный цех на верфи деревянного судостроения по своему оборудованию мало отличается от обычного лесозавода. При расстановке оборудований необходимо учитывать некоторые особенности заготовки пиломатериалов для нужд судостроения, а именно:

  • применение для постройки морских судов главным образом пиломатериалов отборного, I и II сортов, что приводит к большому количеству отбракованных бревен, поступающих в распиловку, и выпиленных из них пиломатериалов;
  • большую длину бревен, идущих в распиловку (до 14 м);
  • большое количество широкого необрезного бруса (двухкантного), необходимого для заготовки криволинейных деталей корпуса;
  • большой ассортимент пиломатериалов;
  • необходимость транспортировки тяжелых брусьев больших сечений как в процессе распиловки, так и для доставки на склад (биржу) пиломатериалов.

Оборудование лесопильного цеха для верфи средней мощности должно состоять из амбарной бревнотаски с бревносбрасывателями; двух-трех широкопросветных лесопильных рам (две рамы должны быть установлены в эшелонном порядке); двухпильного обрезного станка; циркульной пилы для обрезки кромок; маятниковых пил для торцовки досок и горбылей; роликовых шин для параллельной передачи брусьев от рамы к раме и на выход к рольгангам; рольганговых линий для транспортировки пиломатериалов как в процессе пилки леса, так и на биржу; скребковых транспортеров для удаления опилок от лесорам, и других станков; дробильного станка для переработки мелких отходов (чтобы облегчить в последующем транспортировку их к топкам котельной).

Учитывая большую отбраковку пиломатериалов, экономически целесообразно оборудовать лесозавод специализированными станками для переработки забракованных пиломатериалов в другую продукцию (например, в заготовки для ящичного производства, дранку и т. д.).

Биржа пиломатериалов. При хорошей постановке дела лесопильный цех должен работать со значительным опережением, чтобы создать на бирже запас пиломатериалов в полном ассортименте, требующемся для производства. В этом случае, если пиломатериалы хранятся в штабелях на прокладках и с разрывами, они подвергаются естественной сушке, что особенно важно для брусьев больших сечений, искусственная сушка которых практически невозможна.

Территорию биржи следует выбирать на сухом месте, а подштабельники должны быть так выполнены, чтобы хранящийся в штабелях пиломатериал возвышался над уровнем земли до 0,5 м.

Учитывая большой ассортимент пиломатериалов, требующихся для судостроения, площадь биржи должна быть достаточно большой для размещения на ней штабелей с запасами пиломатериалов, как проходящих естественную сушку, так и расходных — для нужд текущего производства. Кроме того, на бирже должны быть размешены штабели для выбракованного пиломатериала.

Наиболее простым и достаточно удобным транспортом, обслуживающим биржу пиломатериалов, являются тележки, передвигающиеся по узкоколейным путям с развитой системой поворотных кругов и стрелок.

Сушильное хозяйство. Для искусственной сушки пиломатериалов на верфях чаще всего используются паровые камерные сушила. Каждая камера обслуживается двумя комплектами тележек и общим трансбордером: пока на одном комплекте тележек пиломатериал сушится в камере, другой комплект загружается на бирже следующей партией.

Склад сухого леса. Для хранения пиломатериалов, прошедших искусственную сушку и не идущих сразу в производство, верфи оборудуются складами сухого леса. Склады размещают в крытых неотапливаемых зданиях, связанных узкоколейными путями с сушилами и деревообделочным цехом.

Плаз. Собственно плаз представляет собой гладкий, крашенный светлой краской пол, на котором производится вычерчивание (разбивка) в натуральную величину теоретического чертежа корпуса судна в трех проекциях. Кроме того, в помещении, где размещен плаз, выделяется участок для изготовления всевозможных шаблонов, необходимых при заготовке деталей корпуса судна. Помещение плаза должно иметь хорошее естественное освещение и отапливаться. Обычно плаз располагают на верхнем этаже здания одного из цехов. Плаз оборудуется ленточнопильным станком легкого типа и циркульной пилой, используемыми при изготовлении шаблонов.

Деревообделочный цех. Основными работами, выполняемыми в этом цехе, являются острожка большинства пиломатериалов, идущих на постройку судна; изготовление деталей корпусаИзготовление блоков секций, поддающихся обработке на станках; заготовка и сборка столярных деталей и изделий.

В соответствии с назначением цех оборудуется:

  • четырехсторонним строгальным станком;
  • двухсторонним рейсмусным станком с широким просветом;
  • ленточнопильными станками тяжелого и легкого типов с наклоняющимся столом;
  • фуговочными станками;
  • универсальной торцовой пилой с диском, поворачивающимся в разных плоскостях;
  • фрезерным станком для столярного участка;
  • долбежным станком;
  • циркульной пилой для продольной распиловки в столярном участке цеха;
  • нагельным станком;
  • установкой для отсоса опилок и стружки от станков.

Расположение станков в цехе должно быть подчинено трем основным потокам обработки деталей:

  • 1-й поток — детали корпуса, проходящие только острожку (в том числе фигурную) на четырехстороннем строгальном станке;
  • 2-й поток — детали корпуса, проходящие двустороннюю острожку, разметку, лекальную распиловку на ленточнопильном станке, фуговку;
  • 3-й поток — столярные детали и изделия. Пиломатериал для этих деталей проходит острожку на четырехстороннем строгальном станке, а затем, после разметки, обрабатывается на различных станках (фрезерном, долбежном, фуговочном, торцовой пиле и пр.) столярного участка по индивидуальным маршрутам.

Группа цехов обработки металла. В зависимости от мощности верфи и степени кооперирования с другими предприятиями в эту группу входят литейный, кузнечный и котельно-сварочный цеха, а также механический цех с участками трубопроводно-медницким и гальванических покрытий. Оборудование их мало зависит от специфики деревянного судостроения и является обычным для цехов этого профиля. Исключение составляет кузнечный цех, в котором должно быть предусмотрено специальное оборудование для изготовления крепежных изделий механизированным способом. В морском деревянном судостроении крепежные изделия (корабельные болты и гвозди, гайки, шайбы и глухари) расходуются в очень большом количестве и часто являются узким местом на верфи.

Поэтому для крупных верфей может оказаться целесообразной организация специального цеха или участка, в котором должны изготовляться все крепежные изделия и производиться их оцинковка. Такой цех должен быть оборудован правильными вальцами для выпрямления катанки перед рубкой на заготовки, эксцентриковыми прессами для рубки круглой стали на заготовки для болтов и гвоздей; горизонтально-ковочной машиной для высадки головок болтов и крупных гвоздей; пневматической машинкой с бойком для высадки головок мелких гвоздей и болтов диаметром до 12 мм; эксцентриковым или фрикционным прессом для штамповки гаек и круглых шайб: молотами для заострения концов гвоздей; болтонарезными и гайконарезными станками.

Промежуточные склады. На некоторых верфях промежуточным складам уделяют недостаточно внимания, между тем при серийной постройке судов эти склады являются важным звеном производственного цикла и служат участком комплектации, где всегда должен находиться минимальный задел изделий, требующихся для сборочных цехов.

Все детали и изделия, поставляемые заготовительными цехами, можно разбить на 5 характерных групп:

  • 1-я группа — детали корпуса судна и полуфабрикаты, поступающие из деревообделочного цеха;
  • 2-я группа — столярные детали и изделия;
  • 3-я группа — крепежные изделия;
  • 4-я группа — детали и изделия для насыщения корпуса судна (механизмы, трубопроводы, оборудование и т. п.);
  • 5-я группа — предметы судового снабжения, в том числе комплектуемые за счет поставок из материального склада (покупные).

Детали первой группы объемны, тяжелы, неудобны для транспортировки и занимают много складской площади, но склад для них может быть зданием легкого типа, защищающим лишь от дождя и снежных заносов. Для деталей второй группы склад может быть небольшим, но здание должно отапливаться. Для деталей и изделий остальных групп склад должен быть оборудован специальными ячейками и стеллажами, удобными для приемки, хранения и выдачи деталей и изделий.

Для верфей, расположенных в местностях, отрезанных в зимнее время от баз снабжения, необходимо предусматривать большие оборудованные складские помещения, в которых будут храниться запасы материалов и оборудования в достаточном для бесперебойной работы количестве.

Группа сборочных цехов и участков

Судокорпусный цех на верфях деревянного судостроения является основным по объему выполняемых работ. Цех выполняет все судоплотницкие, болтовые, конопатные, осмолочные, малярные, парусно-такелажные и изоляционные работыИзготовление и монтаж изоляции корпусных конструкций судна, проводит спуск судов на воду, участвует в достройке и испытаниях судовых устройств, а также сдаче судна со снабжением.

В распоряжении цеха находятся стапели и эллинги, оборудованные грузоподъемными средствами и силовой сетью для подключения различного электрического и пневматического инструмента, судоспускные и судоподъемные устройства, шлюпочная, парусная и такелажная мастерские.

Некоторые работы, связанные с постройкой деревянного судна, должны выполняться в теплый и навигационный периоды времени. Так, конопатные и малярные работы и испытание корпуса на водонепроницаемость могут быть качественно выполнены только при положительной температуре, последующие достроечномонтажные работы, а также испытания и сдача самоходного судна должны проводиться с открытием навигации. Поскольку технологический процесс постройки судна связан с выполнением работ в определенной последовательности, сезонность отдельных работ нарушает ритмичную работу верфи.

Если верфь расположена в местности, где суровая и длительная зима и короткий навигационный период, в генеральном плане верфи обязательно следует предусмотреть теплый (отапливаемый) эллинг для испытания корпуса на водонепроницаемость и достроечно-монтажных работ. Это позволит более или менее ритмично работать в течение года и к открытию навигации подготовить суда к сдаче.

При постройке судов клееной конструкции все работы по склеиванию должны производиться в закрытом помещении, с температурой и влажностью воздуха, наиболее благоприятными для склеивания.

На предприятиях, где потребляется большое количество клея, устраивается отдельная клеезаготовительная мастерская, изолированная от других помещений. Клеевая мастерская должна иметь достаточное освещение, водопровод с подачей холодной и горячей воды, канализацию к приточно-вытяжную вентиляцию.

Обычно клеевая мастерская снабжается следующим оборудованием:

  • клеемешалкой, привод и емкость бака которой должны обеспечить приготовление клея на 20—30 мин. работы;
  • чашечными весами с разновесами от 10 до 20 кг;
  • мерной посудой различной емкости для приготовления и розлива клея;
  • специальными бачками для непродолжительного хранения готового клея;
  • сушильным электрошкафом для нагрева стеклянной и металлической посуды до 70— 80° С при удалении из нее клея;
  • вискозиметром для определения вязкости клея;
  • секундомерами и контрольными часами для определения вязкости и контроля за временем приготовления и использования клея;
  • термометрами для определения температуры клея и воды.

Посуда для дозировки, приготовления, хранения и раздачи клея должна быть из стекла, фарфора, фаянса, эмалированного или луженого железа, дюралюминия и других материалов, не поддающихся действию клея и его составных частей.

Очень важно, чтобы в помещении, где хранятся и склеиваются детали, поддерживались необходимые температура и относительная влажность воздуха.

Монтажный цех проводит следующие работы: монтаж линии вала и главного двигателя, трубопроводов и систем, вспомогательных механизмов, устройств и различного насыщения. В объем работ цеха входят также испытание всего смонтированного на судне оборудования, швартовные и ходовые испытания. При цехе должны быть слесарная мастерская с обычным оборудованием, трубопроводный и сварочный участки.

Трубопроводный участок должен быть оборудован пневматической резцовой головкой для отрезки труб; приводным или гидравлическим станком для гнутья труб вхолодную; горнами для гнутья труб горячим способом, с устройством для набивки труб песком; полуавтоматом для приварки фланцев к трубам.

Электроцех. В объем работы электроцеха входят монтаж силовой и осветительной сетей на судне со всем электрооборудованием, монтаж радиостанцииСудовая радиосвязь и электронавигационного оборудования (например, эхолотов, радиопеленгаторов, гирокомпасов, радиолокаторов и др.).

Участок караванного капитана. При строительстве большой серии самоходных судов на верфи целесообразна организация участка караванного капитана. В задачи участка входят охрана и обеспечение безопасной стоянки судор на акватории, перешвартовка их при достроечномонтажных работах, судовождение при ходовых испытаниях, передача судового снабжения заказчику.

Технологическая документация

При организации крупносерийной постройки деревянных судов судоверфи неизбежно сталкиваются с необходимостью иметь какой-то минимум технологической документации, позволяющей повысить степень организации производства и улучшить методы внутризаводского планирования и учета. К сожалению, до настоящего времени типовые установившиеся формы такой документации отсутствуют, и она создается по собственному усмотрению, без обмена опытом. Верфи, где вовсе не разрабатывают такую документацию и не оценивают ее роль и значение в организации производства, проигрывают на сроках выпуска судов и их себестоимости.

Технологическая документация, применяемая обычно на верфях деревянного судостроения, обстоятельно отвечает на вопросы «что, когда, кому и сколько делать», и почти не освещает вопрос «как делать», в предположении, что это ясно из рабочего чертежа. Однако это не исключает составления пооперационных технологических карт на особенно трудные узлы.

В технологическую документацию входят следующие основные документы.

Построечно-монтажный график, являющийся генеральным графиком постройки и представляющий подробный перечень стапельных работ по постройке и монтажу судна в технологической последовательности.

График составляется по рабочим чертежам, корректируется по головному судну и, как технологический процесс постройки, является основанием для планирования производства в цехах.

Стапельная карта-заказ, служащая для уточнения объема работ по каждому узлу построечно-монтажного графика и для подготовки цеховым мастером и плановиком рабочего места. В карте указывается также трудоемкость работ по изготовлению узла. Карты составляются раз­дельно для каждого цеха-исполнителя, в порядке номеров узлов построечно-монтажного графика.

Заготовительная карта-заказ, составляющаяся на все детали и изделия (кроме крепежных), изготовляемые заблаговременно цехами по чертежам или плазовым шаблонам на склад комплектации. Детали, заготовляемые в процессе постройки и монтажа по месту, в эти карты не заносятся, и материал для их изготовления учитывается по стапельным картам-заказам. Карты заполняются в порядке номеров узлов построечно-монтажного графика.

Для столярных и корпусных цехов, также ведущих предварительную заготовку секций корпуса и различных изделий (шпангоуты, транцы, щиты рубок, люки, мебель, предметы судового снабжения и пр.), не требующих подетальной технологии, карты-заказы заполняются на бланках стапельных карт-заказов, с заменой в наименовании слова «стапельная» на «заготовительная».

Ведомость заказа лесоматериала, составляющаяся в порядке групповой разбивки. В нее заносится весь лесоматериал, необходимый для постройки судна, а итоги служат нормой расхода для соответствующего цеха. Ведомость одновременно является заказом для распиловки на лесозаводе.

Ведомость заказа крепежных изделий, составляющаяся выборкой из всех стапельных и заготовительных карт-заказов по группам цехов. В ведомость включаются все крепежные изделия как собственного изготовления, так и покупные.

Сводная ведомость заказа материалов и оборудования, являющаяся сводной выборкой материалов, оборудования и покупных предметов судового снабжения, необходимых для постройки и монтажа судна, для окончательной сдачи заказчику. Ведомость составляется выборкой из всех заготовительных и сборочных карт-заказов, а также ведомостей лесоматериалов, крепежных изделий, окрасочной и литья; при этом пиломатериалы переводятся в круглый лес, крепежные изделия собственного изготовления — в соответствующий прокат, а литье — в исходные шихтовые материалы.

Поскольку сводная ведомость является исходным документом для составления годовых заявок по материалам на основное производство, порядок группирования в ней материалов согласовывается с отделом снабжения. В отдельных случаях материалы и оборудование по электро и радиочастям целесообразно заказывать в отдельных ведомостях, что должно быть оговорено соответствующим примечанием к сводной ведомости. Весь материал должен заказываться по действующим ГОСТ и ТУ, г измерители должны соответствовать прейскурантным.

Так как сводная ведомость одновременно является и нормой расхода, она составляется в разрезе цехов-получателей и служит лимитом для отпуска материалов на основное производство.

Прочие ведомости и документация. Рассмотренные выше график, карты и ведомости составляют тот минимальный объем технологической документации, который позволяет обеспечить достаточно высокую степень организации производства при постройке деревянных судов по поточно-позиционному методу. Дальнейшее развитие этой документации может быть осуществлено в направлении составления заготовительных карт на станочную обработку основных деталей набора корпуса, а также составления комплектационных ведомостей по позициям постройки, ведомостей поковок и обычных операционных технологических карт на изготовление особенно сложных деталей.

В заключение следует отметить, что технологическая документация, даже в рассмотренном объеме, очень трудоемка, и затраты на ее разработку могут оправдаться только при серийной постройке.

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Август, 17, 2020 68 0
Читайте также