船體裝配

第四章 船體裝配,船體裝配是將加工合格的船體零件組合成部件(組件)、分段、大型分段(總段)，直至整個(gè)船體的工藝過(guò)程船體裝配分為船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝焊和船臺(tái)裝焊兩大部分船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝焊又分為部件(組件)裝焊、分段裝焊和總組裝裝焊三道工序船體結(jié)構(gòu)的預(yù)裝焊工藝，可將船體裝配焊接作業(yè)從船臺(tái)移至車間內(nèi)場(chǎng)，在施工良好的平臺(tái)或胎架上作業(yè),第一節(jié) 船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝配常用工藝裝備,船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝配的主要設(shè)備有 起重機(jī)、焊機(jī)、氣割設(shè)備 空氣壓縮設(shè)備、管道、平臺(tái)和胎架一、平臺(tái)的種類和用途平臺(tái)一般是由水泥基礎(chǔ)和型鋼、鋼板等組成具有一定水平度的工作臺(tái)分為固定式和傳送帶式兩大類,固定式平臺(tái),主要用于裝焊船體部件、組件、平面分段和帶有平面的立體分段等可做為設(shè)置胎架的基礎(chǔ)固定式平臺(tái)應(yīng)具有牢固的基礎(chǔ)、足夠的結(jié)構(gòu)剛性和表面平整度傳送帶式平臺(tái)設(shè)有相應(yīng)的傳送裝置，可用于部、組件和平面分段的裝焊，運(yùn)送工件組建生產(chǎn)流水線的重要工藝設(shè)備,1.固定式平臺(tái),蜂窩平臺(tái) 由鋼筋混凝土基礎(chǔ)、型鋼框架和開有 蜂窩式圓孔的鑄鐵平板(或鋼板)組成 主要用于主、輔基座等精度要求較高 的部組件的裝焊和部件 外板的熱彎成形加工或變形矯正,鋼板蜂窩平臺(tái),鋼板平臺(tái),又稱實(shí)心平臺(tái)，其結(jié)構(gòu)如圖,鋼板平臺(tái)的結(jié)構(gòu),主要用于繪制船體全寬肋骨型線圖，并裝焊肋骨框架等部件工作面由鋼板鋪設(shè)而成，便于劃線，裝焊操作條件也較好用于制作鋼板平臺(tái)的鋼板厚度10mm，鋼板下面設(shè)置的槽鋼槽鋼宜選用2224號(hào)，平臺(tái)高度約300mm,型鋼平臺(tái),又稱空心平臺(tái)，與鋼板平臺(tái)的區(qū)別僅在于其表面不設(shè)鋼板型鋼平臺(tái)既可以用于拼板和裝焊平面分段，也可作為胎架的基礎(chǔ)其高度一般與鋼板平面相同若需在平臺(tái)下面作業(yè)，則平臺(tái)高度應(yīng)大于800mm,型鋼平臺(tái)圖示,水泥平臺(tái),將扁鋼或型鋼按5001000mm的間距平行埋在鋼筋混凝土中構(gòu)成的平臺(tái)要求鋼材表面與平臺(tái)表面平齊用途廣泛，更適合做胎架的基礎(chǔ),主要缺點(diǎn)是受高溫后易爆裂，預(yù)埋的鋼材易銹蝕,2.傳送帶式平臺(tái),鏈?zhǔn)絺魉蛶脚_(tái),鏈?zhǔn)絺魉蛶脚_(tái),在槽形鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，按1500 2000mm的間距敷設(shè)角鋼或槽鋼構(gòu)件在角鋼或槽鋼上安裝鏈條導(dǎo)向軌道，再在軌道上配置鏈條，即構(gòu)成鏈?zhǔn)絺魉蛶脚_(tái)主要用做流水線上改變運(yùn)送方向的橫向傳送帶,輥式傳送帶平臺(tái),用直徑為10050mm的鋼管制作成輥筒將其按10005000mm間距平行地組裝在有缺口的鋼板平臺(tái)中有的平臺(tái)在輥筒支承梁下面設(shè)置升降用油缸，使輥筒能上下調(diào)節(jié)主要用于平面分段機(jī)械化生產(chǎn)線上的拼板工位,輥式傳送帶平臺(tái)圖示,臺(tái)車式平臺(tái),在分段支承臺(tái)之間敷設(shè)兩條軌道并在其上配置有油缸升降機(jī)構(gòu)的臺(tái)車所構(gòu)成,主要用于分段的運(yùn)輸,圓盤式傳送帶平臺(tái),將直徑150200mm的圓盤按間距1000 500mm交錯(cuò)地配置在鋼板平臺(tái)或水泥平臺(tái)上構(gòu)成,主要用于平面分段機(jī)械化生產(chǎn)線中分段的傳送,二、胎架的種類和用途,胎架是制造船體曲面分段和曲形立體分段的形狀胎模和工作臺(tái)工作臺(tái)的曲面形狀應(yīng)與分段曲面吻合，以保證分段型線和尺度，為分段裝焊創(chuàng)造好的工作條件胎架主要作用是支承分段、保證分段曲面形狀和控制其裝焊變形胎架應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)剛性和強(qiáng)度，,胎架的種類,胎架的種類很多，按其適用范圍分為專用胎架和通用胎架兩大類制作胎架需消耗許多材料和工時(shí)在單件和小批量造船生產(chǎn)中，對(duì)生產(chǎn)成本和造船周期的影響極大盡量使用通用胎架，以降低生產(chǎn)成本,1.專用胎架,專供某種分段使用，如底部、舷側(cè)、甲板分段和首、尾柱分段等(1) 單板式胎架由整塊胎板組成，為使胎板與分段外板的接觸面積小而又緊貼，并使分段在焊接時(shí)有自由收縮的可能，胎板的型線通常制成鋸齒狀單板式胎架剛性好，有利于控制變形,但耗材多通常用于軍品或技術(shù)要求高的批量生產(chǎn),單板式胎架圖示,(2)桁架式胎架,由桁架和型線胎板組成，節(jié)省材料，但剛性較弱,常用于一般船舶尤其適用于單船或小批量建造,2.通用胎架,(1) 框架式活絡(luò)胎板胎架由角度框架和活絡(luò)小胎板組成一般有30o、40 o、50 o和60 o四種不同的固定角度框架角度框架的斜向角鋼上開有螺孔，用于固定小活絡(luò)胎板通過(guò)更換角度框架和調(diào)節(jié)小胎板高度位置?？色@得不同的工作曲面,框架式活絡(luò)胎板胎架圖示,(2)套管式胎架(通用式),這種胎架的支柱是由內(nèi)外兩根不同直徑的鋼管套接而成在內(nèi)外鋼管上各按不同間距鉆有數(shù)排銷孔使用時(shí)按胎架型值調(diào)節(jié)支柱高度，并用銷軸插入銷孔加以固定,套管式胎架的整體圖示,由于支柱的調(diào)節(jié)范圍有限，故適合于建造各類平直和小曲形分段,三、胎架基面與胎架型值確定,1.胎架基面的確定胎架基面是用來(lái)決定胎架工作面曲面型值的基準(zhǔn)面根據(jù)它與肋骨剖面的相對(duì)關(guān)系，通常分為以下幾種類型,(1)正切胎架,胎架基面平行或垂直于基線面，并且垂直于肋骨剖面,正切胎架的應(yīng)用,正切胎架制作容易，主要用于 甲板分段 中間底部分段 平行中體部位底舷側(cè)分段等 縱向曲度變化較小的分段制造,(2)正斜切胎架,胎架基面不平行于基線面，或垂直于基線面，并且不垂直于肋骨剖面,正斜切胎架的應(yīng)用,制作較麻煩，胎架上分段底橫向構(gòu)件劃線和安裝均要考慮胎架基面底傾角主要用于縱向型線變化大的首、尾底部分段制造達(dá)到節(jié)約材料、降低工作高度的目的,(3)單斜切胎架,胎架基面不平行也不垂直于基線面，但垂直于肋骨剖面,制作較容易適用于縱向曲度變化小的舷側(cè)分段,(4)斜斜切胎架,胎架基面不垂直也不平行基線面，并且不垂直于肋骨剖面,斜斜切胎架的應(yīng)用,制作和使用特點(diǎn)類同于正斜切胎架主要用于曲度變化較大的舷側(cè)分段由于切取基面的自由度大，在降低分段制造高度的同時(shí)，可使胎架的四角基本處于相同高度范圍內(nèi)增加施工安全性有利于擴(kuò)大自動(dòng)焊的使用范圍,2.胎架型值的確定,首先在肋骨型線圖上作出胎架,基面的投影線或胎架基面與各肋骨剖面的交線,求胎架支柱點(diǎn)型值,根據(jù)胎架支柱間距,在胎架基面投影線上求出支柱點(diǎn),胎架型值的確定,過(guò)支柱點(diǎn)沿胎架基面投影線的垂直方向，量取到對(duì)應(yīng)肋骨線的距離減去板厚，即得到胎架的高度型值對(duì)于正斜、斜斜切基面應(yīng)該首先過(guò)基面投影線上的支柱點(diǎn)作出縱向剖面線過(guò)基面縱向投影線上的支柱點(diǎn)量取至船體型線的垂直距離,正斜、斜斜切胎架,四、胎架結(jié)構(gòu)形式的確定與制作,1.胎架結(jié)構(gòu)形式的確定胎架受力情況復(fù)雜承受船體分段重量在施工中受到各種變動(dòng)因素的影響 如壓載重物、分段焊接變形,胎架結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足,胎架具有足夠的剛性(以免在分段制造過(guò)程中發(fā)生變形，影響分段制造精度)胎架具有足夠高度和孔道，工作面應(yīng)較平坦(改善施工條件，提高分段制造的生產(chǎn)效率)盡量使其具有通用性或能改裝重復(fù)使用的可能性降低材料和工時(shí)消耗,胎架結(jié)構(gòu)形式的選取,胎架結(jié)構(gòu)型式的選擇主要是選擇胎架基礎(chǔ)和胎板型式胎架由基礎(chǔ)、胎架底座、胎板、縱向牽條、邊緣角鋼等組成為保證分段裝配，還設(shè)有胎架中心線劃線架等胎架基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的承重能力，型鋼、水泥平臺(tái),胎板形式選取,胎板選擇必須考慮其受力情況，在其上制造的分段的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、批量和對(duì)胎架的使用要求胎板有以下幾種型式 單板式 桁架式 框架與小塊模板組合的框架式 支點(diǎn)角鋼式,各種胎板特點(diǎn),單板式胎板，剛性好，利于保證分段制造精度，常用來(lái)制造艦艇和技術(shù)要求較高的產(chǎn)品，鋼板耗費(fèi)量大桁架式和框架式胎板，可以節(jié)省鋼材，降低胎架制造成本支點(diǎn)角鋼式胎板(架)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，成本低廉，剛性較差，容易變形，只用于單船建造時(shí)制造型線交緩和的分段,歸納起來(lái),胎架結(jié)構(gòu)形式選取的一般原則軍品或精度要求高、批量大的民品宜選用剛性好的單板式胎架一般產(chǎn)品、單船建造的分段可選用桁架式胎架型線曲率小的分段可用支點(diǎn)式胎架盡量擴(kuò)大通用胎架的使用范圍,2.胎架制作,以支點(diǎn)式簡(jiǎn)易胎架為例，說(shuō)明胎架制造的主要程序(1)在平臺(tái)上劃線 如肋骨位置線、胎架中心線、輔助線、接縫線等(2)豎立支桿 一般每隔一擋肋骨，在肋骨線和輔助線、中心線的交點(diǎn)上豎立支桿,支點(diǎn)式簡(jiǎn)易胎架制作,(3)作水平面 用水平軟管或激光經(jīng)緯儀找出水平面，并在支桿上作出標(biāo)記(4)量型值 在各支桿上，以水平線為基準(zhǔn)向上量取該處型值，割去余量并焊上支撐材,第二節(jié) 船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝焊工藝,船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝焊包括部件裝焊、分段裝焊、大型分段或總段組裝等工作內(nèi)容加工后的船體構(gòu)件絕大部分要經(jīng)過(guò)此工藝過(guò)程，再送往船臺(tái)裝焊成船體船體結(jié)構(gòu)預(yù)裝焊工藝程序的合理與否，將直接影響船體建造質(zhì)量的好壞、裝配作業(yè)的難易、船體變形的大小以及建造周期的長(zhǎng)短等可以說(shuō)，預(yù)裝焊工藝水平的高低直接反映了船廠的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率的高低,一、部件裝配焊接工藝,包括拼板、T型材裝焊、肋骨框架裝焊、主、輔機(jī)基座裝焊和首、尾柱裝焊等1.T型材裝焊工藝T型材由腹板和面板組成直梁采用倒裝方式曲梁采用側(cè)裝方式,2.肋骨框架裝焊工藝,小船總段建造橫梁、肋骨、肋板和肘板形成環(huán)形框架作為建造整個(gè)船體的依據(jù)鋼板平臺(tái)上全寬肋骨型線圖 兩種組裝方式:對(duì)接和搭接,二、分段裝焊工藝,四項(xiàng)內(nèi)容選擇分段裝配基準(zhǔn)面和工裝決定裝焊順序焊接順序提出施工技術(shù)要求,1.分段的類型,分段是由零、部件組裝而成的船體局部結(jié)構(gòu)，種類很多按外形特征大致可分為幾類 (1)平面分段 (2)曲面分段 (3)半立體分段 (4)立體分段 (5)總段,2.分段裝焊工藝的基本內(nèi)容,1)選擇分段裝配基準(zhǔn)面和工藝裝備2)決定合理的裝焊順序3)決定合理的焊接程序4)提出施工技術(shù)要求以上四項(xiàng)內(nèi)容中，分段裝焊順序的合理與否，直接影響分段制造的質(zhì)量、裝焊作業(yè)的難易程度、輔助材料的消耗量以及分段制造的周期等,分段裝焊順序,同一分段可有不同的制造方法和裝焊順序不同的分段更可有各自不同的制造方法和裝焊順序決定適合于某一分段的最佳制造方法和裝焊順序是此工藝階段的重要工作內(nèi)容,3.分段建造的方法,1)按裝配基面分類有三種方法 正造法分段建造時(shí)的位置與其在實(shí)船上的位置一致 反造法分段建造時(shí)的位置與其在實(shí)船上的位置相反 側(cè)(臥)造法分段建造時(shí)的位置與其在實(shí)船上的位置成一定的角度或垂直,分段建造方法的比較,2)構(gòu)件安裝順序分類,分離法在分段裝配基準(zhǔn)面上，先安裝布置較密的主向構(gòu)件并進(jìn)行焊接，再安裝交叉構(gòu)件并進(jìn)行焊接一種裝配與焊接交替進(jìn)行的裝焊方法，有利于擴(kuò)大自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊的范圍裝配、焊接工作分離，使裝配工作不連續(xù),放射法,分段裝配基準(zhǔn)面的板列上按照從中央向四周的放射狀方向，依次交替地裝配縱、橫構(gòu)件和焊接這種方法引起的分段變形小，適用于曲率變化大、鋼板稍薄的分段制造,插入法,在分段裝配基準(zhǔn)面的板列上先安裝間斷的縱向構(gòu)件，再安裝插入的橫向構(gòu)件，最后將連續(xù)的縱向桁材插入橫向構(gòu)件中，然后再進(jìn)行焊接這種方法可使構(gòu)件吊裝的時(shí)間集中，不需吊車隨時(shí)配合，但插入安裝難度較大適合于鋼板較厚且制造場(chǎng)地起重設(shè)備負(fù)荷較大的中型船舶的分段制造,框架法,先將所有的縱、橫構(gòu)件組裝成箱形框架并焊好，再與板列組裝在一起形成分段這種方法可變立焊為仰焊，便于框架焊接采用機(jī)械化工作面得以擴(kuò)展，有利于縮短分段制造周期；有利于減少焊接變形適用于大型平直分段制造,4.典型分段裝焊工藝,雙層底分段裝焊過(guò)程(正造法)工 序 1胎架準(zhǔn)備工作外板的裝配與焊接,注意： 外板的裝配應(yīng)對(duì)準(zhǔn)胎架上標(biāo)出的接縫線標(biāo)記；可采用自動(dòng)焊接,雙層底分段裝焊過(guò)程(正造法)-2,工 序 2在外板上劃出縱橫骨架安裝線 安裝中底桁,雙層底分段裝焊過(guò)程(正造法)-3,工 序 3縱橫骨架的裝配焊接骨架之間和骨架與外板間的接縫注意：,先裝中間肋板，再裝其前后的旁底桁；左右同時(shí)向兩端進(jìn)行安裝，最后裝內(nèi)底邊板和舭肘板焊前加壓排 減小結(jié)構(gòu)變形,雙層底分段裝焊過(guò)程(正造法)-4,工 序 4吊裝內(nèi)底板劃出分段安裝定位線裝焊分段吊環(huán) 注意：,內(nèi)底板先在平臺(tái)上拼好再吊裝，并與骨架拉緊、定位焊,分段安裝定位線包括：1.分段中心線； 2.肋骨檢驗(yàn)線；3.水平檢驗(yàn)線,雙層底分段裝焊過(guò)程(正造法)-5,工 序 5分段吊運(yùn)和翻身 翻身后放置在平臺(tái)上用墩木墊好，保持分段水平；焊接縱橫骨架與內(nèi)底板間的接縫，外底板底封底焊 分段變形的矯正分段焊縫質(zhì)量的檢查分段輪廓的劃線及切割余量分段結(jié)構(gòu)性檢驗(yàn),5. 分段裝焊的技術(shù)要求,(1)檢驗(yàn)胎架中心線是否垂直于肋骨檢驗(yàn)線，保證分段劃線和裝配準(zhǔn)確性(2)縱、橫骨架的劃線，先劃分段中心線和肋骨檢驗(yàn)線，再劃其他安裝線(3)板列和胎架應(yīng)拉牢貼緊，間隙小于