船舶工程技術(shù)畢業(yè)論文-船體部件裝配.doc

渤海船舶職業(yè)學院畢 業(yè) 論 文題目： 船體部件裝配 系 部：船舶工程_系姓 名： 學 號：專 業(yè)：船舶工程技術(shù)指導教師： 目錄第一章 船體預裝配的工藝裝備41.1 平臺的種類和用途41.2 胎架設計與制造6第二章 船體板的拼接12第三章 T型梁的裝焊13第四章 肋骨框架的裝焊14 4.1 普通肋骨框架的裝焊14 4.2 強肋骨框架的裝焊15第五章 主機、輔機基座的裝焊16 5.1 簡要裝焊步驟16 5.2 裝焊步驟說明16第六章 舵葉的裝焊18第七章 煙囪的裝焊20第八章 尾柱和首柱的裝焊21船體部件裝配 摘要：本設計分為八小節(jié),主要是了解船體預裝配的工藝裝備內(nèi)容；理解船體部件裝焊過程；掌握胎架設計方法。關(guān)鍵詞:部件裝配引言:船體裝配工藝隨著造船材料和連接技術(shù)的發(fā)展而變化，目前的鋼質(zhì)船舶焊接船體的裝配過程，大致由下列4個步驟組成：1.將各個船體零件裝配焊接成船體部件。2.由船體零件和部件裝配焊接成各種船體分段或總段。3.由平面分段、曲面分段和零、部件裝焊成大型立體分段或總段。4.在船臺上(或造船塢內(nèi))將分段、大型立體分段和總段組裝成整個船體。前3個步驟通常稱為船體結(jié)構(gòu)預裝配工藝。所謂船體零件是指經(jīng)號料、加工后可供裝配的船體構(gòu)件，如肋骨、橫梁、肋板、外板等。船體部件是指兩個或兩個以上的船體零件裝焊成的組合件。如各種焊接T型梁、肋骨框架、尾柱、舵、帶纜樁等。船體分段是由船體部件和零件組合而成的一部分船體，它又可分為平面分段、曲面分段、半立體分段、立體分段和大型立體分段。平面分段有隔艙壁、甲板、圍壁等分段；曲面分段有舷側(cè)、單層底、舭部等分段；立體分段有雙層底、上層建筑、甲板室、邊水艙、首部、尾部等分段；半立體分段則介于平面、曲面分段和立體分段之間，如舷側(cè)帶甲板邊板、舷側(cè)帶部分隔艙壁、甲板帶半高圍壁等分段。船體總段是由船體分段、部件和零件組合而成的具有一定長度的船體環(huán)形封閉體；大型立體分段類似于船體總段。第一章 船體預裝配的工藝裝備船體結(jié)構(gòu)預裝配焊接主要指船體部件、分段和總段的制造。在制造時，除了裝配操作時需要使用的工具與設備外，還必須配置便于進行畫線、裝配定位、焊接和檢驗的專用工藝裝備，才能順利地進行裝配工作并保證裝配質(zhì)量。這些工藝裝備，根據(jù)其工作面的不同，可分為平臺和胎架兩大類。 一、平臺的種類和用途 平臺是一個大而平坦的工作臺。一般由型鋼和鋼板組成，并固定在專門的水泥基礎(chǔ)上。它主要用于裝配焊接船體部件、平面分段和帶有平面基面的立體分段等的一種工作臺，也可作為設置胎架的基礎(chǔ)。為了保證船體部件和分段的制造質(zhì)量，要求平臺的基礎(chǔ)牢固，具有足夠的結(jié)構(gòu)剛性，平臺的四角水平偏差不得超過5mm，平面不平度每米內(nèi)不得超過3mm。 用于船體裝配的平臺通常有鋼板平臺、型鋼平臺、水泥平臺等6種。1.鋼板平臺（即實心平臺）2.型鋼平臺(即空心平臺)3.水泥平臺4.鋼板蜂窩平臺5.輥柱式輸送平臺6.圓盤式輸送平臺 二、胎架設計與制造胎架是裝配焊接曲面分段和帶曲面的立體分段及總段的工作臺。它的曲形工作面應與分段和總段外形曲面相符合, 其作用是保證分段或總段的型線和尺度，并使分段和總段裝配焊接時具有良好的工作條件。為了防止胎架在使用過程中產(chǎn)生變形而影響施工質(zhì)量，胎架的制作除應保證其工作曲面的型線正確外，還應保證有足夠的結(jié)構(gòu)剛性。此外，必須對胎架作定期的檢查和矯正。1.胎架的組成 胎架是船體預裝配工作重要的工藝裝備，下面以平切基準面支點角鋼式胎架（圖1-7）為例介紹胎架的組成:圖 1-7模（胎）板 由橫向布置的多根（圖中為7根）角鋼組成；為了防止胎架在使用過程中產(chǎn)生變形而影響施工質(zhì)量，必須使其具有足夠的剛性。胎架基準面 就是用來確定胎架工作曲面的基準面，由胎板底線組成；基面形式應使分段和總段裝配焊接時具有良好的工作條件。胎架工作曲面 由胎板上緣工作曲線組成，曲形工作面應與分段和總段外形曲面相符合,其作用是保證分段或總段的型線和尺度。 縱（橫）向連接構(gòu)件 有縱（橫）向牽條、邊緣角鋼等，其作用使胎板和胎架成為一個整體。2.胎架的種類胎架設計與制造主要考慮下面幾個方面：1.胎架基準面的選擇胎架基準面的選擇，主要根據(jù)型線及其在肋骨型線圖上的位置、施工條件、胎架用料等因素，經(jīng)過綜合分析后確定。通常，胎架基準面按其位置和有無縱向斜升，共分為6種類型。平切、正切和單斜切基準面都是其基準面垂直于肋骨剖面的，所以在肋骨型線圖上呈一根直線。這類胎架的基準面無縱向斜升，故胎架模板（又稱胎板）與胎架基準面垂直（見圖1-10a）平斜切、正斜切和雙斜切基準面的共同點是基準面與肋骨剖面不垂直。沿縱向有一個傾斜角度，所以，胎架模板與基準面不垂直。 圖1-10 胎架基準面比較1-胎架基線 2-胎架基線 -胎架基準面與胎板的夾角 胎架制作與分段安裝是一體的。因此，必須對斜升基準面胎架進行改造，使胎架制作簡化、分段構(gòu)件安裝方便。某舷側(cè)分段如圖1-11a所示，分段的胎架為雙斜切基準面支點角鋼式，它的設計大致步驟如下：(1)在肋骨型線圖上畫出分段胎架基面線；(2)求胎架基面斜升角，改造胎板型值（需作5個縱剖面）；(3)繪制型值表（扣掉板厚）；(4)繪制生產(chǎn)（施工）設計圖。圖 1-112.胎架結(jié)構(gòu)形式的選擇胎架基礎(chǔ)的選擇：胎架胎板的選擇：3.胎架設計與制造的原則與要求：胎架結(jié)構(gòu)具有足夠的強度和剛性;胎架模板或支柱頂點型值，其所形成的工作曲面應與分段的外形相貼合。同時，應計及為預防變形而施放的縱、橫向反變形數(shù)值和外板的厚度差。根據(jù)生產(chǎn)批量、場地面積、勞動力分配、分段制造周期等因素，選擇適當?shù)奶ゼ苄问胶蛿?shù)量，并根據(jù)船體型線決定合理的胎架基面切取方法，以滿足生產(chǎn)計劃的要求，改善施工條件，擴大自動、半自動焊和其他高效焊接方法的應用范圍。制作胎架應考慮節(jié)約鋼材，節(jié)省工時，降低成本；胎架的模板間距應是肋骨間距的倍數(shù)：胎架應具有一定的高度和孔度：胎架上應劃出肋骨號、分段中心（假定中心線），接縫線，水平線，檢驗線等必要的標記。下面以某一舷側(cè)分段為例介紹支點角鋼式胎架的制造方法。在肋骨型線圖上，根據(jù)分段所在位置作出單斜切基準面，基準面距型線的最低點不應小于800mm，然后在分段中部作垂直于基準面的直線，此即胎架中心線。以胎架中心線為準，向兩側(cè)每隔一定距離作出平行于中心線的輔助線，分別在輔助線上從基準面開始量取到各肋骨線的高度值（若胎板為隔檔設置時，那么量取高度值時也應隔檔量?。?。胎架畫線制造使按下列具體步驟進行（見圖1-14）： 圖1-14 1.在水泥平臺或其他平臺上畫出肋骨位置線、胎架中心線、輔助線以及接縫線等。 2.在每一檔肋骨的肋骨線和各輔助線、中心線的交點上垂直堅立支點角鋼。 3.利用水平軟管或激光水平儀找出一水平面，并在支點角鋼上做出標記，作為量取胎架該度的基準面。 根據(jù)預先制作的高度樣棒在相應的支桿上畫線，然后割去其余量，并焊上支撐加強材等即成。 第二章 船體板的拼接船體的各層甲板、平臺、縱橫艙壁、圍壁、內(nèi)底板和平直的外板等大面積平板，均可預先拼板，其過程為：1.鋪板除銹按照施工圖紙（或草圖）的要求，將鋼板鋪放在平臺上，并核對鋼板上所注的代號，首尾方向、肋骨號碼、正反面、直線邊緣平直度、坡口邊緣的準備工作；在鋪板過程中應盡量利用空余場地，盡可能將板排列整齊，以減輕拼板時拉撬鋼板的工作。鋼板在拼接前，其邊緣均須除銹（已進行拋丸除銹預處理工藝者除外），要求用砂輪除銹直至露出金屬光澤為止，以保證焊接質(zhì)量。2.鋼板拼接鋼板拼接時，一般先將正確端的邊緣對齊，用松緊螺絲緊固，對于薄板可用撬杠撬緊。如果不用松緊螺絲緊固，在定位焊時要先在中間和兩端固定，然后再加密定位焊。拼板時，在兼有邊、端縫的情況下，一般先拼裝邊縫。若先拼裝端縫，由于邊縫尺度較長，定位焊的收縮變形較大，可能產(chǎn)生間隙，則邊縫的修正量就較大。而在焊接時，為了減少焊接應力，應先焊端縫，后焊邊縫。采用自動焊時因起弧點與熄弧點處的焊接質(zhì)量較差，為了消除這種缺陷，在鋼板拼接整齊后，可在板縫兩端設置引弧板和熄弧板，這種工藝板的規(guī)格一般為100100毫米左右，厚度與所拼板厚度相當。目前不少船廠已采用單面焊雙面成型自動焊拼板工藝。這種工藝的反面成型有兩種方法：一種是采用隨焊機移動的滑塊使板面成型，稱為滑快焊接；另一種是用固定的襯墊使反面成型，稱為壓力架焊接?；瑝K焊成型時兩板間需留有一定的間隙、1，（見表2-1），與1的數(shù)值根據(jù)板的厚度而定，起弧端處的間隙為，熄弧端處的間隙為1，且1，因為焊接過程中板縫有逐漸增大的趨勢，這種趨勢將隨板的厚度和長度的增大而增大?；瑝K焊鋼板間隙值 表2-1板厚6810121416182044455555133344444滑塊焊時，由于焊機小車在板縫中通過，故不進行定位焊，而是用梳妝馬將鋼板固定，在板縫兩端各放一只，其余數(shù)只放在板縫長度等分處。梳妝馬的規(guī)格約為150808毫米以上時，焊接時板縫的伸張力較強，在熄弧處的馬板規(guī)格為50010010毫米，而其余的梳妝馬均為一般規(guī)格。馬板的定位焊應盡量焊在馬板的同一側(cè)兩端，不能焊在靠近板縫處，以免影響焊機的焊接，也不能焊在馬板兩側(cè)，否則不易被的裝置，在鋼板焊接前即能將鋼板壓平?；瑝K焊的除銹要求可稍低些，一般只用風刷把鐵銹除去，故可省工省時。拆。當焊機到達馬板附近時，即把馬板敲掉。在兩馬板之間的鋼板可能有不平之處，但焊機本身有壓平鋼板壓力架焊接方法也是單面焊雙面成型，但鋼板的固定不是采用梳妝馬或定位焊的方法，而是用壓力架對鋼板加壓，使之固定，接著在焊縫兩端裝上引弧板和熄弧板再進行焊接。鋼板之間在整條焊縫上的間隙是相等的。當鋼板厚度在10毫米以下時，間隙為4毫米。第三章 T型梁的裝焊T型梁由腹板和面板組成。船體結(jié)構(gòu)中強肋骨、強橫梁、舷側(cè)縱桁、艙壁桁材和單底船的肋板、中內(nèi)龍骨都是T型部件。T型梁分直T型梁、彎T型梁兩類：凡是面板平直的為直T型梁，面板彎曲的為彎T型梁。一般都在平臺上進行裝焊，直T型梁多采用倒裝法，彎T型梁則采用側(cè)裝法。對具有腹板扶強材的T型直梁，待腹板與面板組裝妥后，將其扶強材的位置線來安裝置板扶強材。一、 直T型梁的裝配步驟 圖3-11.簡要裝焊步驟（見圖3-1）胎架準備面板、腹板預拼裝吊裝面板在面板上劃線腹板安裝焊接檢驗矯正2.裝焊步驟說明二、彎曲T型梁的裝焊步驟1.簡要裝焊步驟（見圖3-1）胎架準備（馬板）鋪腹板面板上劃線面板安裝焊接檢驗矯正2.裝焊步驟說明T型彎梁大多采用側(cè)裝法。 第四章 肋骨框架的裝焊肋骨框架分普通肋骨框架和強肋骨框架。普通肋骨框架由肋板、普通肋骨、普通橫梁、梁肘板、舭肘板組成的環(huán)形框架；而強肋骨框架由肋板、強肋骨、強橫梁、肘板組成的環(huán)形框架。兩者裝焊都采用側(cè)裝法。肋骨框架裝配前，應該先在鋼板平臺上畫出左右對稱的全寬肋骨型線圖（見圖4-1）。型值由放樣間提供。其畫法步驟是：作出全寬肋骨型線圖的格子線（包括輔助水線和輔助縱剖線），按放樣型值依次逐根畫出左右對稱的肋骨型線及甲板梁拱曲線，再畫出縱向結(jié)構(gòu)線和外板接縫線。全寬肋骨型線圖可按肋框形式與結(jié)構(gòu)強弱來分開畫出，或按不同總段（及立體分段）而分別畫出，以便平行作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，至于分多少，怎樣分，則要根據(jù)不同的建造方法來確定。這樣，全寬肋骨型線圖就作為肋框裝焊時對線定位和檢驗的依據(jù)。圖4-1 全寬肋骨型線圖 一 、普通肋骨框架的裝焊1.簡要裝焊步驟胎架準備肋板、普通肋骨、普通橫梁定位梁肘板、舭肘板定位畫線臨時加強焊接檢驗。2.裝焊步驟說明（見圖4-2） 圖4-2 普通肋骨框架裝配 二 、強肋骨框架的裝焊1.簡要裝焊步驟胎架準備肋板、梁肘板定位強橫梁、強肋骨定位嵌裝肋板、梁肋板焊接畫線檢驗2.裝焊步驟說明：（見圖4-3）圖4-3 強肋骨框架裝焊 第五章 主機、輔機基座的裝焊主機基座是專為船舶上動力設備主機設置的一個底座。根據(jù)不同類型的主機，主機基座的結(jié)構(gòu)也有所不同，中小型船舶的主機基座是由兩列箱形縱向桁材、多個橫向隔板和加強肋板組成，稱為縱向桁材式主機座（見圖5-1）。而大型船舶的主機基座是由兩列箱形縱桁。多個橫向隔板、加強肋板和主機潤滑油艙等組成，稱為箱形桁材式主機座?？v向桁材式主機座和箱形桁材式主機座裝焊時大都均采用倒裝法。本節(jié)以縱向桁材式主機座為例說明其裝焊工藝圖5-1 主機基座結(jié)構(gòu)一、簡要裝焊步驟縱向桁材、橫向隔板、加強肋板小部件的裝焊胎架準備吊裝主機座縱桁定位橫向隔板定位加強肋板定位焊接檢驗、測量。 二、裝焊步驟說明1.小部件裝焊（見圖5-2） 主機基座的縱向桁材、橫向隔板及加強肘板都是T型小部件，它的裝配方法與前面介紹的T型梁的裝配方法相似，但作為主機基座又有它的特殊要求。圖5-2 小部件裝焊2.主機基座的裝配主機基座的外形尺寸要求很高，特別是基座上表面的平整度。圖5-3 主基座裝配3.主機基座的焊接裝配完畢后，即可進行焊接工作。由于主機基座的制造精度要求偶較高，因此在焊接時必須嚴格遵守焊接程序。輔機基座的裝配步驟與主機基座基本相似。（1）裝配T型小部件，焊后并予矯正；（2）在平臺上畫出輔機基座的理論線；（3）取輔機基座的底面或頂面作為基準面，在平臺上正裝或倒裝，為了防止焊接變形，應作必要的加強；裝焊結(jié)束后要進行復測并矯正變形。 第六章 舵葉的裝焊 舵按剖面形狀分有平板型舵和流線型舵兩種。平板舵目前已較少采用。流線型舵的阻力小，水壓力大，得到廣泛應用。本節(jié)主要介紹流線型舵的裝配方法。 一、舵的結(jié)構(gòu)組成 從圖6-1所示的舵葉結(jié)構(gòu)可以看出：圖6-1 舵葉結(jié)構(gòu)舵葉截面呈流線型，是根據(jù)實踐經(jīng)驗和模型試驗而確定的。（1）舵板的一側(cè)與水平隔板、垂直隔板以塞焊相連。所以，水平隔板與垂直隔板都裝有面板。（2）舵葉的尾端材由扁鋼制成，以增加尾端的剛性，又起連接作用，使橫截面逐漸減少，有穩(wěn)定水流的作用。（3）在首端舵板相接處，有一弧形的前端襯板。（4）舵葉與舵桿是通過舵桿套筒（鑄鋼）相連接，連接處有活動蓋板，四周的縱橫隔板要求水密。（5）頂板與下底板上有放水塞，供注水或充氣試驗其密性之用，或灌注防銹漆及灌油等用。另外還有吊索套管，供起吊舵葉用。 二、舵的質(zhì)量要求舵葉的質(zhì)量要求是：舵葉的橫剖面必須對稱與中心面，否則，左右兩側(cè)的水流壓力就不相等，會產(chǎn)生一個附加力矩，直接影響對舵的操作；舵葉表面必須光順，無局部凸出或凹陷；整個舵葉中心面無扭曲，即四角平整，保持同一平面；舵葉應具有密性。 三、簡要裝焊步驟 舵葉的水平隔板和垂直隔板的預裝胎架準備舵葉包板定位上下鑄鋼定位隔板定位前端包板、尾端扁鋼定位焊接另一側(cè)舵葉包板定位焊接翻身封底焊檢驗 四、裝焊步驟說明圖6-2 舵的胎架圖6-3 隔板裝焊 圖6-4安裝構(gòu)架時的注意點：1）裝水平及垂直隔板時，必須用水平尺將其中心線對成直角，而兩種隔板與舵葉板是不垂直的。2）上頂板與下底板上的放水塞，需預先裝焊好，并經(jīng)過矯正。3）舵桿套筒的中心線及端面的垂直度要仔細檢查和復驗，并注意首尾方向。4）水平隔板與垂直隔板面板的連接要光順，不能有局部凸起或凹陷。5）尾端材扁鋼的安裝位置，以保證舵葉的寬度要求為主，它與舵葉板的相對位置可以稍作修改。 第七章 煙囪的裝焊 船上的煙囪一般安裝于駕駛甲板的機艙棚頂上，與駕駛室、燈桿及其通信導航設備組成一個整體，位于船體最高部位，因此煙囪的外部形狀和圍板的光順程度對船的外表美觀有很大的影響，其形狀有流線型和四方錐體型等。 煙囪的結(jié)構(gòu)組成有：煙囪圍板、煙囪頂蓋板、水平桁材、垂直扶強材、頂圈板等組成。 煙囪的裝焊方法：一般有立式裝配法和臥式裝配法（側(cè)式裝配法）兩種。本節(jié)以流線型煙囪立式裝配法為例說明。 一、簡要裝焊步驟： 胎架準備煙囪頂板、水平桁材和下口加強撐圈的預裝在胎架上作出內(nèi)胎架的投影線水平桁材、煙囪頂板、下口撐圈定位豎向加強材定位煙囪圍板定位焊接檢驗 二、裝焊步驟說明1.胎架準備立式煙囪的胎架有三道內(nèi)胎板：煙囪頂板、水平桁材和煙囪下口加強撐圈。這三道內(nèi)胎板按脊?。ò簞荩┖退酵队斑M行定位，用加強材支撐牢固。2. 煙囪頂板、水平桁材和下口加強撐圈預先按樣板拼接妥，作為煙囪胎架的三道內(nèi)胎板。對豎向加強材穿過處的切口都需切割正確。3. 在鋼板平臺上作出三道內(nèi)胎板的水平投影線，并在適當位置豎起臨時支撐材，根據(jù)水平桁材及煙囪頂板、下口加強撐圈的高度與脊弧情況在臨時支撐材上畫線并安裝馬板，然后分別將下口加強撐圈、水平桁材和煙囪頂板與臨時支撐材固定，并掛線錘檢驗之。4. 將豎向加強材嵌入水平桁材和加強撐圈的對應切口間，并用肘板與煙囪頂板的扶強材連接。豎向加強材的腹板邊緣（即與煙囪板相連接之邊緣）應與水平桁材、加強撐圈的外緣平齊，不可凸出或凹入。以保證煙囪外壁板的光順（見圖7-1）。圖7-1 煙囪裝配煙囪的立式、臥式2種裝配方法各有特色。一般煙囪制造采用立式裝配法為多。 第八章 尾柱和首柱的裝焊 一、尾柱的裝焊尾柱由鑄鋼、鍛鋼制成，或與鋼板組合而成。大型船舶一般采用鑄鋼結(jié)構(gòu)。尾柱的形式復雜且受鑄造設備的限制，所以要分成幾段澆鑄，再經(jīng)過裝配焊接而成為一個整體。尾柱焊接采用電渣焊，焊時熱量很大，容易產(chǎn)生變形。而尾柱又是舵和螺旋槳的支承，既需要有足夠的強度，又要求外形正確，因此對尾柱的質(zhì)量要求很高。為了保證裝配質(zhì)量和便于施工，一般尾柱裝配都是在胎架上采用臥式裝配法進行的，胎架設在平臺上。下面介紹鑄鋼尾柱的裝配方法。(一）簡要裝焊步驟平臺上劃出尾柱輪廓線、軸線、舵桿中心線、水線、肋骨線豎立尾柱安裝模板吊裝尾柱零件開準對接坡口吊對尾柱型線、尾軸與舵軸中心裝配定位加強焊接拆除模板定位焊矯正變形（焊縫熱處理）修順與外板的搭接邊緣測量。(二）裝焊步驟說明1.接頭端面的準備以（圖8-1）為例，該尾柱共分6段，有5個接頭，采用電渣焊焊接。圖8-1 尾柱分段示意圖2.平臺上畫線和制造胎架3.裝焊尾柱二、首柱的裝焊 根據(jù)制造方式，首柱可分為鍛造首柱、鑄造首柱、鋼板焊接首柱和由鑄鋼加鋼板焊接混合組成的首柱等幾種形式。圖8-2 繪制尾柱輪廓線首柱裝配在胎架上進行，有正裝和側(cè)裝兩種。所謂正裝，它的胎架基面垂直于中縱剖面。這種方法適用于較平直的首柱。而側(cè)裝（臥式裝配法）胎架的基面平行于中縱剖面。以上就是本人對船體部件裝配的一些認識，由于所學的知識還不全面,經(jīng)驗還不夠豐富,其中一定存在了一些錯誤和不足,煩請老師指正批評,不勝榮幸! 致謝：本設計(論文)在編寫過程中得到泉州船舶工業(yè)有限公司內(nèi)業(yè)助理工程師柴從俊、高級放樣技師錢達偉以及指導老師向陽的支持與幫助，謹此表示感謝。參考文獻：（1）、船體裝配工工藝學，李歌樂等編，海洋出版社1999年7月出版。（2）、初級船體裝配工工藝學，金仲達主編，哈爾濱工程大學出版社2006年3月出版。23