首尾柱的放樣與展開

1、第十四節(jié)首尾柱的放樣與展開首尾柱是船體首尾部的重要構(gòu)件，它們的放樣和展開是船體放樣的一項(xiàng)重要內(nèi)容。一、首柱的放樣首柱放樣是船體型線放樣的一部分。由于首柱型線比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)部門提供的型線圖難以將它完整、準(zhǔn)確地表示出來。一般僅繪出首輪廓線，有時(shí)也給出舷墻線、甲板邊線、折角線和某些水線的首圓弧半徑，但往往不準(zhǔn)確，僅作為放樣的參考值。因此，首柱放樣的目的，就是要在光順好的船體型線圖上，補(bǔ)充繪出表示首柱形狀的全部型線，以便展開首柱，制作加工樣板。首柱表面實(shí)質(zhì)上是由許多水平首圓弧曲線沿首輪廓方向光順連接而成的空間曲面，它還與其相鄰的船體其它部分光順連接，如圖551所示。因此，首柱放樣必須滿足以下光順條件：

2、圖551首柱型線的特點(diǎn)1）各首圓弧曲線必須與相應(yīng)的水線、折角線、甲板邊線和舷墻頂線等光順地連接。2）首柱中心線（即首輪廓線）一定在中線面上，且必須是光順的。3）各水線、折角線、甲板邊線和舷墻頂線與相應(yīng)首圓弧相切的切點(diǎn)所連成的首圓弧切線必須是光順的。4）通過各首圓弧的任意斜剖線及直剖線，必須是光順的。首柱放樣的任務(wù)是完成如下工作：1）修改和確定首圓弧半徑，繪制各水線、甲板邊線和舷墻頂線等的首圓弧。2）繪制首柱板與外板的接縫線。3）繪制與首柱相交的橫剖線和肋骨型線的根部型線。1繪制首圓弧，如圖552所示。圖552首圓弧的繪制1）作首圓弧折角線（1）將縱剖線圖上首柱中心線與舷墻頂線、甲板邊線及各水線

3、的交點(diǎn)l、2、6，投影到半寬水線圖的中線上，并以各投影點(diǎn)為垂足，分別作中線的垂線，稱為折角垂線。（2）將半寬水線圖上舷墻線、甲板邊線及各水線的首部型線向首自然地延長，與相應(yīng)的折角垂線相交，得a、b、f各點(diǎn)，它們的交角稱為首圓弧折角。（3）在橫剖線圖上，量取最低一條水線以下的船底折角的半寬x1、x2，將其轉(zhuǎn)錄到半寬水線圖上對應(yīng)的肋骨線上得交點(diǎn)g、h。（4）將半寬水線圖上的a、b、h各點(diǎn)連接并光順，即得到首圓弧折角線。2）求首圓弧半徑在半寬水線圖上作各首圓弧折角的角平分線，它們與中線的交點(diǎn)，就是對應(yīng)首圓弧的圓心。從圓心到對應(yīng)折角垂線的距離，就是該首圓弧的半徑。3）作首圓弧半徑曲線，并檢驗(yàn)其光順性（

4、1）在縱剖線圖上用樣條圍在首輪廓線上，將1、2、6各點(diǎn)錄下；使樣條伸直，將樣條上的l、2、6各點(diǎn)轉(zhuǎn)錄到一直線上，分別得1、2、6各點(diǎn)。（2）過1、2、6各點(diǎn)作直線的垂線，在其上量取對應(yīng)首圓弧的半徑值，得交點(diǎn)1、2、6，作樣條將各點(diǎn)連成光順的曲線，即為首圓弧半徑曲線。若有個(gè)別點(diǎn)子不在該曲線上，應(yīng)通過重新修改首圓弧折角線和首圓弧圓心位置來修改、光順首圓弧半徑曲線。4）繪制首圓弧用上述光順?biāo)玫氖讏A弧半徑和圓心位置，在半寬水線圖上繪出各首圓弧，并使相應(yīng)的水線、甲板邊線和舷墻頂線與它們相切。5）繪制首圓弧切線用樣條將各切點(diǎn)連成一根光順曲線，即為首圓弧切線。由于首圓弧與水線等在切點(diǎn)相切較為平緩，切點(diǎn)一般

5、不能準(zhǔn)確確定，可作如下方法準(zhǔn)確作出：以折角垂線與水線等的延長線的交點(diǎn)為圓心、此交點(diǎn)到半寬水線圖船體中線的距離為半徑作圓弧，圓弧與延長線的交點(diǎn)即為切點(diǎn)。首圓弧切線既能起到最后檢驗(yàn)首柱型線光順性的作用，又是繪制首柱與外板接縫線及制作首柱加工樣板的重要依據(jù)。因?yàn)槭字c外板的接縫線，通常布置在首圓弧切線以外，否則，會增加首部外板加工的復(fù)雜性。2繪制首柱與外板的接縫線此項(xiàng)工作的目的，是為首柱展開及制作首柱加工樣板提供依據(jù)。繪制方法如圖553所示。圖553首柱與外板接縫線的繪制1）根據(jù)首柱圖紙上規(guī)定的尺寸，先在縱剖線圖上光順地繪出首柱與外板接縫線的投影曲線。2）將縱剖線圖上接縫線與肋骨線的交點(diǎn)d、h、j，

6、投影到橫剖線圖相應(yīng)的肋骨線上，得d、h、j點(diǎn)，并將其投影到半寬水線圖的相應(yīng)肋骨線上，得d、h、j點(diǎn)。同樣，將接縫線與舷墻頂線、甲板邊線和各水線的交點(diǎn)a、b、i，投影到橫剖線圖上得a、b、i點(diǎn)，投影到半寬水線圖上相應(yīng)的曲線上，得a、b、i點(diǎn)。3）用樣條將a、b、j等點(diǎn)光順連接，得到接縫線在橫剖線圖的投影；將a、b、j等點(diǎn)光順連接，得到接縫線在半寬水線圖上的投影。若不光順，應(yīng)進(jìn)行三向光順修改。3首部肋骨根部型線的繪制首部肋骨線與已知的水線和縱剖線等的交點(diǎn)較少，故首部肋骨根部型線不不夠準(zhǔn)確。首柱型線確定后，即可運(yùn)用作輔助線的方法，增加所作肋骨根部型線上的交點(diǎn)，來求取肋骨根部型線。輔助線的作法一般有三

7、種。1）在縱剖線圖上作若干根平行于首柱中心線的輔助線。2）在半寬水線圖上作若干根等分各首圓弧的輔助線。3）在半寬水線圖（或橫剖線圖）上作若干根輔助縱剖線。如圖554所示，是在半寬水線圖（或橫剖線圖）上作若干根輔助縱剖線，來求取肋骨根部型線的方法。圖554首部肋骨根部型線的繪制1）在半寬水線圖上作200、400、600、800和1000輔助縱剖線，并投影到其它剖線圖上。2）以100肋骨為例，將縱剖線圖上各輔助線與100肋骨線的交點(diǎn)a、b、e，投影到橫剖線圖對應(yīng)的輔助縱剖線上，得點(diǎn)a、b、e，將它們與原100肋骨一起連成一條光順曲線，即為100肋骨的根部型線。二、首柱的展開首柱展開是對鋼板焊接首柱

8、而言的，并且在放樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行。鋼板焊接首柱為雙曲度空間曲面，除了曲度變化較大的部分需要釘制樣箱外，其余部分可進(jìn)行近似展開。首柱的展開很多，展開時(shí)可以利用首柱放樣過程中所作的輔助線，也可以根據(jù)首柱板的特點(diǎn)而作一些輔助線。如圖555所示，在縱剖線圖上作若干根平行于首柱中心線的輔助線來近似展開首柱，具體展開步驟如下。1）在縱剖線圖上，平行于首柱中心線MN作若干根等距離的輔助線11、22、66，并將其分別投影到半寬水線圖和橫剖線圖上。2）過A、B、C三點(diǎn)分別作首柱中心線的垂線，得A剖面、B剖面、C剖面。3）將縱剖線圖中的首柱上、下口線及A、B、C剖面與輔助線的交點(diǎn)投影到橫剖線圖中的相應(yīng)位置上，再將各

9、點(diǎn)連成光順的曲線。4）作首柱各剖面的剖線在縱剖線圖上，過各輔助線與A剖面的交點(diǎn)，作A剖面在縱剖線圖上的投影線的垂線（圖中情況是該垂線與輔助線重合）。在橫剖線圖或半寬水線圖上量取各交點(diǎn)的半寬值（如橫剖線圖中的x2即為其與22輔助線交點(diǎn)的半寬），將半寬值置于所作各垂線上得點(diǎn)，連接所得各點(diǎn)即得A剖面的剖線。用同法可作出B、C剖線和上、下口的剖線。5）求輔助線實(shí)長作直線yy1平行于首柱中線心線MN，延長A、B、C剖面與yy1相交。過上、下口線與輔助線的交點(diǎn)1、2、6等作與首柱中心線MN相垂直的直線，并延長至yy1處。在圖555a）各剖面的延長線上，從與yy1線的交點(diǎn)起量取x1、x2、等，使其分別等于橫

10、剖線圖中22輔助線在各點(diǎn)的半寬。連接各點(diǎn)成一光順曲線，即得22輔助線的實(shí)長。其它輔助線實(shí)長用同法求得。圖555首柱的展開方法一6）展開首柱板作直線yy2平行于首柱中線心線MN，延長A、B、C剖面交yy2于A、B、C三點(diǎn)。用樣條圍出A、B、C剖線的實(shí)長，并在其上分別標(biāo)上輔助線與剖線的交點(diǎn)，如B1、B2、B6等。將樣條伸直放在圖555b）對應(yīng)剖面的延長線上，得出展開后各剖面與輔助線的交點(diǎn)，如B1、B2、B6等。連接各點(diǎn)即得展開后的11、22、等輔助線。用樣A在圖555a）圍出11、22、等輔助線的實(shí)長，并標(biāo)上A、B、C剖面和上、下口的位置；用樣條B、C分別圍出上、下口的實(shí)長，并標(biāo)上各交點(diǎn)。將樣條A

11、放在圖555b）相應(yīng)的輔助線上，固定中間B點(diǎn)的位置不動；同樣，把樣條B放在圖555b）中，固定中間M點(diǎn)不動。然后轉(zhuǎn)動樣條A、B使其上的a1與m6點(diǎn)重合，得出展開后的m6點(diǎn)，依次作出其它各點(diǎn)，連接各點(diǎn)即得展開后的上口線；同理可求得展開后的下口。最后得展開后的首柱外形。此法為近似展開法，操作方法比較簡單，且能達(dá)到一定的精度，對于一般船舶的傾斜式焊接首柱均適用。傾斜式首柱板的第2種近似展開法是基于這樣的原理：設(shè)想將首柱中心線由彎伸直，并近似看成錐（臺）面的一部分，若沿上下口線及其相關(guān)水線與肋骨線進(jìn)行等分，對應(yīng)等分點(diǎn)的連線即為素線，每兩根素線所圍成的面為一扇形面，將這些扇形平面拼接起來，就得到了首柱板

12、的展開圖了。如圖556所示，具體展開步驟為：1）在水線圖上將首柱中心線至接縫線的各水線圓弧進(jìn)行四等分，并將各等分點(diǎn)向上投影到縱剖線圖上的對應(yīng)水線和甲板邊線上，得各投影點(diǎn)。例如，如圖556b）所示，甲板邊線的等分點(diǎn)o、a、b、c、d投影到圖556a）的甲板邊線上，得投影點(diǎn)o、a、b、c、d。2）在肋骨型線圖上將首柱接縫線至船體中心間的各肋骨線根部型線四等分，并將各等分點(diǎn)投影到縱剖線圖上各對應(yīng)肋骨線得各投影點(diǎn)。3）過縱剖線圖上各投影點(diǎn)向首柱中心線作垂線，得各垂足點(diǎn)，并用樣桿沿首柱線錄下各垂足點(diǎn)。4）作甲板邊線切面圖，求出甲板邊線的真實(shí)形狀。在縱剖線上過o、a、b、c、d各點(diǎn)作該段甲板邊線的垂線。以

13、半寬水線圖上a、b、c、d各點(diǎn)半寬值為長度截取上述各相應(yīng)垂線，得A、B、C、D各點(diǎn)。用樣桿連接O、A、B、C、D成順曲線，即為甲板邊線的真實(shí)形狀。5）作展開圖，如圖556e）所示。用樣桿將縱剖線圖上首柱輪廓線及其各垂足點(diǎn)圍出，伸直在展開圖的首柱中心線上，并過各垂足作首柱中心線的垂線。分別用樣桿將各水線的等分弧長（圖556b）、各肋骨根部型線的等分弧長（圖556c）及甲板邊線上的實(shí)長等分弧長（圖556d）圍出，量取弧長并錄下各等分點(diǎn)。將樣桿拿到展開圖上各對應(yīng)部位，從首柱中心線向外至各垂線，找對應(yīng)交點(diǎn)。用樣桿光順連接同號曲線即為加工線，連接展開線上的首柱接縫線，媽得傾斜首柱的展開圖。圖556首柱的

14、展開方法二三、尾柱放樣展開尾柱放樣，就是按尾柱圖紙繪出其三向型線后，劃出垂直和水平結(jié)構(gòu)線，最后排列外板接縫線。展開就是求作結(jié)構(gòu)線的真實(shí)型線和求取釘制外板樣箱必需補(bǔ)充的剖面型線，所以尾柱的展開可歸納為兩種任意剖面真實(shí)形狀的求取。1縱剖線圖上的任意剖面實(shí)形的求取實(shí)例：如圖557為其雙推進(jìn)器船尾部縱剖線圖和半寬水線圖，任意剖面PP垂直于中縱剖面，剖面在縱剖線圖上反映為一投影直線PP，剖面真實(shí)形狀的作法如下。1）在型線變化大的部位，按需要加作輔助縱剖線和輔助水線，圖示為加作一條1000輔助縱剖線。2）在縱剖線圖上，PP直線與各水線、縱剖線相交于ai各點(diǎn)。3）將剖面與各水線的交點(diǎn)a、d、f、g和h投影到

15、半寬水線面上，以點(diǎn)a、d、f、g和h表示，并用樣條量取各點(diǎn)半寬值。4）在縱剖線圖上，過ai各點(diǎn)作PP線的垂線，將樣條上的半寬置于對應(yīng)點(diǎn)的垂線上，得點(diǎn)a、d、f、g和h；將1000、2000、4000和6000縱剖線值，置于過b、c、e、i點(diǎn)的垂線上，得點(diǎn)b、c、e、i。5）在縱剖線圖上，用樣條光順連接ai各點(diǎn)，得PP剖面的真實(shí)形狀。PP剖面垂直于中縱剖面，在縱剖線圖上，將PP剖面沿PP線旋轉(zhuǎn)，即得剖面真實(shí)形狀。圖557縱剖線圖上作任意剖面2半寬水線圖上的任意剖面實(shí)例一：斜肋骨的真實(shí)型線的求取如圖558為其船尾部型線圖，以求取號斜肋骨展開為例，說明其放樣步驟。1）按圖紙規(guī)定位置在半寬水線圖上作出

16、斜肋骨位置線。圖示號斜肋骨是在半寬水線圖上，以0肋骨線和2000縱剖線的交點(diǎn)a向尾作剖面，交14肋骨線和7000WL、8000WL及甲板邊線于點(diǎn)bh。2）在半寬水線圖，以a點(diǎn)為中心將bh旋轉(zhuǎn)到2000縱剖線上，并以點(diǎn)bh表示。3）用樣條A將點(diǎn)b、c、e、g半寬值駁于橫剖線圖上，得B、C、E、G點(diǎn)。4）過B、C、E、G點(diǎn)作水平投影線延伸到縱剖線圖上，和b、c、e、g各點(diǎn)的垂直投影線相交于點(diǎn)b、c、e、g。5）將點(diǎn)d、f點(diǎn)投影到縱剖線圖上，與水線相交于點(diǎn)d、f。6）將斜肋骨與甲板邊線的交點(diǎn)h投影到縱剖線圖上得H點(diǎn)。過H點(diǎn)作水平線，水平線與過h點(diǎn)作的垂直投影線相交于h點(diǎn)。7）用樣將ah各點(diǎn)光順連接，即得號斜肋骨的真實(shí)型線。按同樣方法可作出號斜肋骨的真實(shí)型線。圖558斜肋骨真實(shí)型線的求取實(shí)例二：斜橫梁的真實(shí)型線的求取如圖559為其船尾部型線圖，以求取號斜橫梁的展開為例，說明其放樣步驟。圖559斜橫梁真