船舶构件.doc

1、毕 业 设 计（论文）船舶构件学生姓名指导教师：专业名称：渤海船舶职业学院船舶工程系2011 年 6 月毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系1摘要船舶构件是船舶的主要支撑构件，有成千上万个零件构成。主要是了解船体装配的工艺装备内容；理解船体部件装焊过程；掌握胎架设计方法。扼要分析和阐述了船舶船体结构在装配过程中的缺陷,对难于采取返修的典型缺陷,提出了可以采取补强的可行性方案。关键词:船舶构件 部件装配，船体结构，结构强度，缺陷毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系2AbstractShip component is the main support members of the ship,

2、there are tens of thousands of parts to constitute。 Mainly is to understand the process equipment with hull pre-installed content; Understand zhuanghan process; hull parts Master tire frame design method. This article briefly analyzes and expounds the ship hull structure, the defects in the assembly

3、 process of difficult to take repair, and puts forward the typical defects can adopt the feasibility plan of reinforcement. Key words: Ship components ,Assembling components, Hull structure, Structural strength, Defects 毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系3目 录1 绪论1.1 课题研究的目的和意义1.2 船舶相关焊接技术发展情况2 船舶建造工序2.1 船体主要结构2.2 造

4、船流程的演变3 船体装配.3.1 固定平台3.2 胎架设计与制造3.3、胎架基面和胎架型值的确定4 T 型梁的装焊4.1 直 T 型梁及弯 T 型梁的装配步骤5 肋骨框架的装焊.5.1 普通肋骨框架的装焊5.2 强肋骨框架的装焊6 船舶结构和焊接6.1 船体焊缝布置6.2 焊 接 工 艺 要 求 6.3 焊接过程7 船体结构缺陷补偿结论.参考文献毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系41 绪论1.1 课题研究的目的和意义“产品的质量是企业的生命”,良好的船舶建造质量是保证船舶安全航行与作业的重要条件,船体的结构强度要求焊缝保证一定的强度,能承受强风浪的冲击,如果焊接接头存在严重的焊接缺陷,在恶

5、劣的环境下,就有可能造成部分结构断裂;甚至引起断船沉没的重大事故.据对船舶脆断事故调查表明,40%的脆断事故是从焊缝缺陷处开始的“笔者所接触的船厂,在造船质量方面存在的主要问题就是焊缝质量的缺陷.因此,焊接质量检验尤为重要,做到及早发现焊接缺陷,对焊接接头的质量做出客观的评价;把焊接缺陷限制在一定的范围内,以确保船舶航行安全和水上人命财产安全“ 焊接缺陷的种类较多,按其在焊缝中的位置不同,可分为外部缺陷和内部缺陷。常见的焊接外部缺陷有:焊缝外形尺寸和形状不符合要求!咬边!焊瘤!弧坑!表面气孔!表面夹渣及焊接裂纹等;内部缺陷有:气孔!夹渣!焊接裂纹!未焊透等“在船舶建造过程中,影响焊接质量的因素

6、很多,如钢材和焊条质量,坡口加工和装配精度,坡口表面清理状况及焊接设备!任何一个环节处理不当，都会产生焊接缺陷,影响焊缝质量。但是最主要原因也是最可以人为控制的焊接工艺参数，应当合理选择焊接工艺，不断开展焊接工艺评定工作，提升船舶构架以及船体的连接强度。1.2 船舶相关焊接技术发展情况船舶焊接技术是船舶工业的主要关键工艺之一，船舶焊接技术的进步推动了造船技术的发展，同时造船技术的发展也促进了焊接技术的发展。毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系52 船舶建造工序2.1 船体主要结构船舶各部位名称如图所示。船的前端叫船首（stem） ；后端叫船尾（stern）;船首两侧船壳板弯曲处叫首舷（bow

7、） ；船尾两侧船壳板弯曲处叫尾舷（quarter） ；船两边叫船舷（ships side） ；船舷与船底交接的弯曲部叫舭部（bilge） 。连接船首和船尾的直线叫首尾线（fore and aft line center line,centre line） 。首尾线把船体分为左右两半，从船尾向前看，在首尾线右边的叫右舷（starboard side） ；在首尾线左边的叫左舷（port side） 。与首尾线中点相垂直的方向叫正横（abeam） ，在左舷的叫左正横；在右舷的叫右正横。 船体水平方向布置的钢板称为甲板，船体被甲板分为上下若干层。最上一层船首尾的统长甲板称上甲板（upper deck）

8、 。这层甲板如果所有开口都能封密并保证水密，则这层甲板又可称主甲板（main deck）,在丈量时又称为量吨甲板。少数远洋船舶在主甲板上还有一层贯通船首尾的上甲板，由于其开口不能保证水密，所以只能叫遮蔽甲板（shelter deck）2.1.1 船体的基本结构：船体由甲板、侧板、底板、龙骨、旁龙骨、龙筋、肋骨、船首柱、船尾柱等构件组成。实际船舶的船体结构是十分复杂的，而舰船模型的船体结构简单。舰船模型船体结构参照下图毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系6毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系72.2 造船流程的演变2.1.1 系统造船流程船体下料分段 制造 船台 合拢船台舾装涂装下水码头舾装

9、 涂装管子制造舾装件制造机械设备订购油漆采购系泊试验试航交船2.1.2 区域造船流程船体下料总组舾装分段总组分段舾装涂装分段制造系泊试验试航码头舾装涂装下水管子制造管子集配舾装件制造舾装件集配机械设备订购油漆采购交船设备基座组装油漆集配船台合拢船台舾装涂装（仅上层建筑）毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系82.1.3 总装造船流程船体下料总组舾 装涂装分段总组分段舾装涂装分段制造 系泊试验试航码头舾装涂装下水管子制造管子集配舾装件制造舾装件集配机械设备订购油漆采购交船油漆集配船坞合拢船坞舾装涂装单元组装毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系93 船体装配装配就是将加工合格的船体零件组合部件、

10、分段、总段，直至船体的工艺过程。船体装配分为船体结构预装焊和和船台装焊，其中船体结构预装焊又分为部件装焊、分段装焊和总组装装焊三道工序。船体结构预装焊所使用的主要设备有起重、电焊、气割和压缩空气设备，以及管道、平台和胎架。其中平台和胎架试主要工艺设备。一、平台的种类和用途平台一般是由水泥基础和型钢、钢板等组成的具有一定水平度的工作台，分为固定式和传送带式两大类。3.1 固定式平台(1）蜂窝平台由钢筋混凝土基础、型钢框架和开有蜂窝状圆孔的铸铁平板组成( 2）钢板平台又称实心平台，其结构如图所示毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系10（3）水泥平台毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系11（4）

11、钢板蜂窝平台（5）辊柱式输送平台毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系123.2 胎架设计与制造胎架是装配焊接曲面分段和带曲面的立体分段及总段的工作台。它的曲形工作面应与分段和总段外形曲面相符合, 其作用是保证分段或总段的型线和尺度，并使分段和总段装配焊接时具有良好的工作条件。为了防止胎架在使用过程中产生变形而影响施工质量，胎架的制作除应保证其工作曲面的型线正确外，还应保证有足够的结构刚性。此外，必须对胎架作定期的检查和矫正。（1）胎架的组成 毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系13模（胎）板 由横向布置的多根角钢组成；为了防止胎架在使用过程中产生变形而影响施工质量，必须使其具有足够的刚性。

12、胎架基准面 就是用来确定胎架工作曲面的基准面，由胎板底线组成；基面形式应使分段和总段装配焊接时具有良好的工作条件。胎架工作曲面 由胎板上缘工作曲线组成，曲形工作面应与分段和总段外形曲面相符合,其作用是保证分段或总段的型线和尺度。纵（横）向连接构件 有纵（横）向牵条、边缘角钢等，其作用使胎板和胎架成为一个整体。（2）胎架的设计与制造毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系143.3、胎架基面和胎架型值的确定1. 胎架基面的确定胎架基面是用来决定胎架工作曲面型值的基准面。根据它与肋骨剖面和基线面的相对关系，通常分为以下几种：1）正切胎架2）正斜切胎架3）斜切胎架斜斜切胎架（见下图）毕业设计用纸渤海船

13、舶职业学院船舶工程系152.胎架型值的确定首先在肋骨型线图上作出胎架基面的投影线，再根据胎架支柱间距在胎架基面投影线上求出支柱点，然后过这些支柱点沿胎架基面投影线垂直方向，量取到对应肋骨线的距离，并减去板厚，即得到胎架的高度型值。3.胎架结构形式的确定1）军品或精度要求高，批量大的民品宜选刚性好的单板式胎架；2）一般产品、单船建造的分段可选用衍架式胎架；3）型线曲率小的分段可用支点式胎架；4）尽量扩大通用胎架的使用范围。4.胎架制作1）在平台上划线 2）竖立支杆3）作水平面 4）量型值四、船体结构预装焊工艺船体结构预装焊包括部组件装焊、分段装焊、大型分段或总段的组装等工作内容。1.分段装焊工艺

14、1.1 分段的类型分段是由零、部件组装而成的船体局部结构。毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系16分段的种类很多，按其外形特征大致可分为以下几类，如图所示：1）平面分段 2）曲面分段3）半立体分段 毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系174）立体分段毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系181）总段毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系192. 分段装焊工艺的基本内容1）选择分段装配基准面和工艺装备；2）决定合理的装焊顺序；3）决定合理的焊接程序；4）提出施工技术要求。毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系204 T 型梁的装焊T 型梁由腹板和面板组成。船体结构中强肋骨、强横梁、舷侧纵桁、

15、舱壁桁材和单底船的肋板、中内龙骨都是 T 型部件。T 型梁分直 T 型梁、弯 T 型梁两类：凡是面板平直的为直 T 型梁，面板弯曲的为弯 T 型梁。一般都在平台上进行装焊，直 T 型梁多采用倒装法，弯 T 型梁则采用侧装法。对具有腹板扶强材的 T 型直梁，待腹板与面板组装妥后，将其扶强材的位置线来安装置板扶强材。4.1 直 T 型梁的装配及弯曲 T 型梁的装焊步骤图 4.1(1)简要装焊步骤（见图 4.1）毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系21胎架准备面板、腹板预拼装吊装面板在面板上划线腹板安装焊接检验矫正(2)装焊步骤说明(3)简要装焊步骤（见图 4.1）胎架准备（马板）铺腹板面板上划线

16、面板安装焊接检验矫正(4)装焊步骤说明T 型弯梁大多采用侧装法。毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系225 肋骨框架的装焊肋骨框架分普通肋骨框架和强肋骨框架。普通肋骨框架由肋板、普通肋骨、普通横梁、梁肘板、舭肘板组成的环形框架；而强肋骨框架由肋板、强肋骨、强横梁、肘板组成的环形框架。两者装焊都采用侧装法。肋骨框架装配前，应该先在钢板平台上画出左右对称的全宽肋骨型线图（见图 4-1） 。型值由放样间提供。其画法步骤是：作出全宽肋骨型线图的格子线（包括辅助水线和辅助纵剖线） ，按放样型值依次逐根画出左右对称的肋骨型线及甲板梁拱曲线，再画出纵向结构线和外板接缝线。全宽肋骨型线图可按肋框形式与结构强

17、弱来分开画出，或按不同总段（及立体分段）而分别画出，以便平行作业，提高生产效率，至于分多少，怎样分，则要根据不同的建造方法来确定。这样，全宽肋骨型线图就作为肋框装焊时对线定位和检验的依据。图.1 全宽肋骨型线图5.1 普通肋骨框架的装焊(1)简要装焊步骤毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系23胎架准备肋板、普通肋骨、普通横梁定位梁肘板、舭肘板定位画线临时加强焊接检验。(2)装焊步骤说明（见图 5.11） 图 5.11 普通肋骨框架装配5.2 强肋骨框架的装焊(1)简要装焊步骤胎架准备肋板、梁肘板定位强横梁、强肋骨定位嵌装肋板、梁肋板焊接画线检验(2)装焊步骤说明：（见图 5.2）毕业设计用纸

18、渤海船舶职业学院船舶工程系24图 5.2 强肋骨框架装焊毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系256 船舶结构和焊接6.1 船体焊缝布置（1）船底结构 由下列部件构成：肋板、中内龙骨、旁内龙骨、舭肘板等；（2）舷侧结构 由下列部件组成：肋骨（主肋骨、中间肋骨、甲板间肋骨） 、强肋骨、舷侧纵桁（3）甲板结构 由下列部件组成：甲板纵骨、甲板纵桁、强横梁、肘板（4）舱壁结构 由下列部件组成：舱壁板、舱壁骨架：扶强材（用不等边角钢、T 型材） 、桁材（焊接 T 型材或折边板） ，或为槽型舱壁（5）艏端结构 由下列部件组成：扶强材、上甲板、制荡舱壁、强胸横梁、舷侧纵桁、中内龙骨、强肋骨、肋骨、升高肋板、

19、艏柱：（6）艉端结构 由下列部件组成：艉柱、强胸横梁、舷侧纵桁、中内龙骨、强肋骨、扇形肋骨、升高肋板、制荡舱壁、下甲板、横舱壁、艉尖舱壁、支柱、托机舱平台（7） 上层建筑 由下列部件组成：船楼结构：两侧壁、前后端壁、甲板板、横梁、肋骨、纵桁、纵骨、扶强材，甲板室结构：纵向围壁、前端壁、后端壁甲板及骨架组成：（8）其他结构：基座结构、轴隧结构、舷墙、档浪板和护舷材。毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系26中、小组立工程中的主要焊接接头图中 1_平 板 对 接 2_加 强 筋 角 焊 3 纵 骨 的 角 焊 4 大 拼 板对 接 5 纵 骨 的 角 焊 6 横 向 构 件 槽 口 角 焊 7 双

20、 层 底 舱 内 部 8 曲 面 拼 板 对 接 9 曲 面 肋 骨 肋 板 角 焊毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系271 船 体 外 板 对 接 2 内 底 板 对 接 （ 纵 向 ） 3 内 底 板 对 接 （ 横 向 ）4 傍 板 对 接 5 肋 骨 隔 板 对 接 6 舱 底 边 隔 板 对 接 7 上 甲 板 对接 （ 纵 向 ） 8 上 甲 板 对 接 （ 横 向 ） 9 内 底 板 上 与 之 相 关 联 的 角焊 10 纵 骨 对 接可 以 看 出 ， 船 体 构 件 的 一 般 连 接 为 对 接 ， 角 接 结 构 。6.2 焊 接 工 艺 要 求6.2.1 焊接坡口

21、型式及加工尺寸应按 Q/SWS 40-001.2-2003船体结构焊接与坡口型式选用规定进行。安装精度应符合 Q/SWS 60-001.2-2003船舶建造质量标准 建造精度要求。毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系286.2.2 焊前，焊工必须对焊接坡口及坡口两侧各宽 20mm 范围内，角焊缝在焊接宽度方向两侧各宽 20mm 内，清除氧化物，水份，油污等。6.2.3 当焊缝清理后未能及时焊接并因气候或其他原因影响而积水，受潮、生锈时，在焊接前应重新清理。6.2.4 定位焊所用焊材应与正常焊接所用焊材相一致，定位焊中不允许有裂纹、气孔、夹渣存在、当定位焊中有焊接缺陷存在时，在施焊前，必须予以

22、剔除重新定位焊接。一般强度钢的定位焊长度为 30mm 以上；高强度钢的定位焊长度不小于 50mm。6.2.5 施焊规范和要求，应严格按工艺规范要求执行。6.2.6 当焊接采用多道或多层焊时，焊工在每一焊道焊后须清除焊渣与飞溅，每焊道的接头应相互错开至少（3050）mm。6.2.7 当焊接环境温度低于-5施焊一般强度钢的船体结构（船体外板和甲板等）和环境温度低于 0施焊高强度钢时，均需进行预热，预热温度一般大于 80左右。对有特殊要求的钢种或大厚板（t50mm）的构件，焊接时应编制焊接专用工艺，并严格按要求执行。6.2.8 当采用自动埋弧焊焊接时，焊缝起始端与末端（自由端）必须安装引、熄弧板。其

23、大小尺寸为（150150）mm，厚度与焊件相同。当采用单面焊时，引、熄弧板应按特殊要求选用。6.2.9 当采用手工电弧焊或 CO2自动、半自动焊时，焊缝起始端与末端必须安装引、熄弧板。其大小尺寸为（100100）mm，厚度应符合表 2 要求。表 2 引熄弧板选用的厚度 mm拼 板板 厚14t 1616t 1818t 2020t 2222t 2424t 2626t 2828t 30引 熄弧 板 16 18 20 22 24 26 28 30毕业设计用纸渤海船舶职业学院船舶工程系296.2.10 船体分段在焊接中，分段两端的纵向构件应留有 300mm 长度的距离暂不焊接。待分段与分段合拢后再进行焊

24、接。6.2.11 在拼板上安装构件时，由于拼板焊缝余高的存在而影响构件与拼板的安装紧密，在构件安装前，应对构件与板缝交接处的板缝余高批平，长度应不小于构架板厚。随后安装构件，或将跨过对接焊缝的构件腹板边缘开通焊孔，以使构件与板材安装紧密，保证焊接质量。当该处采用单面角焊或间断焊时，则在构件与板缝的交接处采用双面焊接，焊缝长度大于75mm。6.2.12 焊缝末端收弧处应填满弧坑，通焊孔或止漏孔应具有良好的包角。6.2.13 合金钢的焊接则按其专用工艺执行。6.3 焊接过程1) 船体焊接顺序的原则6.3.1 应考虑起始焊接时，不能对其他焊接形成强大的刚性约束。6.3.2 每条焊缝焊接时，尽量保持其一端能自由收缩。6.3.3 当采用手工焊接，焊缝长度2000mm 时，应采用分中逐步退焊法焊接。6.3.4 分段构架焊接，焊工应成双数由中间向四周分散焊接。6.3.5 焊接顺序举例a) 长方形或圆形工艺孔封板焊接顺序,见图 1。 30m12 423图 1 长方形或圆形工艺孔封板焊接顺序