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16000吨散货船船体生产设计2-机舱区域毕业论文

 2020-02-18 12:02  

摘 要

本文介绍了国内某船厂的生产条件及16000t散货船的基本情况;按照生产设计的基本过程,对16000t散货船主船体进行了生产设计,包括外板展开、重量计算、主船体建造方案选择、主船体分段划分方案、机舱分段甲板立体分段生产设计。

本文同时介绍了一些关于生产设计的知识,如上船台前的准备工作,密性实验,船下水之前的准备工作等。

关键词:散货船;生产设计;国内某船厂

Abstract

This paper introduces the production conditions of Qingshan Shipyard and the basic conditions of the 16000t bulk carrier. According to the basic process of production design, the main design of the 16000t bulk carrier is carried out, including the development of the outer panel, the calculation of the weight, the selection of the main hull construction plan, and the main The hull sectioning scheme and the three-section production design of the cabin section deck.

This article also introduces some knowledge about production design, such as preparations in front of the ship's platform, tightness experiments, preparations before the ship is launched.

Keywords: bulk carrier; production design; Qingshan Shipyard

目录

第1章 绪论 1

1.1 船舶生产设计的内容、目的及意义 1

1.2 国内外生产设计的现状及发展方向 1

1.2 本次生产设计主要内容 2

第2章 生产设计产品及承造厂生产条件 3

2.1 生产设计对象的基本情况 3

2.1.1 16000吨散货船主尺度 3

2.1.2 航速,耗油量和续航力 3

2.1.3 16000t散货船概况 4

2.2 承造厂基本情况 4

2.2.1 承造厂背景 4

2.2.2 承造厂设备能力 5

2.2.3 基本工艺符号规定及说明 5

第3章 生产设计指导思想 7

第4章 船舶建造方案 8

4.1 船舶建造方案 8

4.2 选择船舶建造方案时应考虑的主要因素 9

4.3 船体建造方案的综合评价 9

4.4 本船船体建造方案的选择 9

4.4.1 主船体重量估算 10

第5章 分段划分方案 13

5.1 船体分段划分的总体思想 13

5.1.1 分段重量与尺寸 13

5.1.2 生产负荷均匀性 13

5.1.3 船体结构强度合理性 13

5.1.4 施工工艺合理性 13

5.2 本船船体分段划分方案说明 14

5.2.1 底部分段 14

5.2.2 底边舱分段 14

5.2.3 舷侧分段 15

5.2.4 顶边舱分段 15

5.2.5 甲板分段 15

5.2.6 横舱壁分段 15

5.2.7 机舱分段 15

5.2.8 艏总段 16

5.2.9 艉总段 16

第6章 典型分段建造方法 18

6.1 分段建造方法 18

6.2 船体分段建造方案的选择原则 19

6.3 112分段建造 19

6.3.1 112分段的结构特征 19

6.3.2 分段建造方案的选择 19

6.3.3 112分段建造方法 19

第7章 船台焊接工艺 21

7.1 上船台前的准备工作 21

7.1.1 分段上船台前的准备工作 21

7.1.2 临时支撑材料的准备 21

7.1.3 船台定位基准的建立 21

7.2 分段临时加强 21

7.3 船台吊装定位线 22

7.4 定位方法及接头形式 22

7.5 船台吊装方法 22

7.6 余量布置及划线方法 22

7.7 密性试验 23

7.8 下水前准备工作 23

第8章 生产设计总结 24

参考文献 25

附录清单 26

结束语(致谢) 27

第1章 绪论

1.1 船舶生产设计的内容、目的及意义

本文旨在进行16000吨散货船船体机舱区域的生产设计。船舶施工过程中的技术准备工作一般由三部分组成:产品设计、生产设计和生产计划。船舶产品设计完成后,有必要解决“如何建造船舶”的工程技术问题。

生产设计是分析和研究造船建设中的各种工程技术问题,并对制造方法和相关技术措施做出决策。它以图纸、表格和技术文件的形式表示,作为制定生产计划和指导现场施工的基础。

实际的造船生产活动让我们认识到,虽然在船舶设计的环节中增加一个生产设计,会使船舶设计的工作量更大,但是本质上,进行生产设计更有利于船舶的实际建造,将船舶的建造过程变得清晰明了,更有利于船舶建造工作的展开。

造船生产设计统一了各个专业的施工问题,进行整体协调和处理,克服了各个专业在单独进行技术准备时的脱节和矛盾。和过去的工艺设计相比:(1)生产设计将设计、工艺和管理这三者有机地结合在一起(2)在船体生产设计中有船体放样,通过船体放样,在建造过程中对于船体结构会有更好的了解,再结合工作管理图,使船舶建造流程更加清楚。(3)为了实现船、机、电的良好协调,丢弃了过去专业系统划分的直线生产方式,根据工序和区域组织形成了各种专业系统建设的生产模式。(4)生产设计图纸与施工项目一致(5)生产设计图纸仅代表所在工序或工位施工相关的内容(6)生产设计图纸明确分工了现场施工,并要求严格按照图纸施工,从而使人们都严格按照科学的生产流程进行船舶建造,避免了工人的经验论所可能产生的错误,使船舶建造更加科学。

1.2 国内外生产设计的现状及发展方向

现代造船模式集壳、舾、涂一体化。随着全球机械化和自动化的发展,船舶也跟上时代的步伐,船舶建造也朝着机械化和自动化的方向发展,极大的减少了工人繁重又重复的工作量,保证了船舶建造的精确性和科学性。同时,随着全世界计算机技术的发展,船舶建造也朝向使用计算机进行信息处理和辅助建造的方向发展,未来船舶建造一定会更加科学,更加高效率。

1.2 本次生产设计主要内容

基本内容:

1)根据肋骨型线图和其他图纸绘制主船体外板展开图;

2)根据船体机舱基本结构图和其他图纸编制主船体机舱部分重量计算书;

3)根据船体重量计算书并考虑其他因素绘制主船体分段划分及余量布置图;

4)根据船体分段划分和船台情况绘制主船体分段船台安装定位线图;

5)根据船厂生产条件和船体分段编制主船体分段船台安装工时计算书;

6)根据船体分段和船厂生产条件绘制主船体分段船台吊装顺序图;

7)根据船体分段和船厂生产条件编制主船体分段船台安装进度表;

8)详细绘制主船体机舱部分分段的分段工作图

目标:

完成16000t散货船主船体的生产设计,详细了解主船体生产设计的具体过程,强化课本学习的生产设计的有关知识。

技术方案:

首先查阅大量资料,学习并熟悉生产设计具体过程,分析船的基本特点和船厂的技术条件,设计合适的建造方案,完成老师发放的任务书里面布置的需要完成的基本内容。

本次毕业设计为16000dwt散货船生产设计(机舱区域),生产船厂为国内某船厂。通过阅读查看国内某船厂船体车间及船台介绍和国内某船厂规划布置图,可以首先了解国内某船厂的基本信息,了解生产设计中船厂的生产条件和限制因素。通过查看16000t散货船的型线图、基本结构图、各部分详细结构图、总布置图等,可以了解16000t散货船的船体基本结构等。综合我们所学知识,进行船舶外板展开、机舱区域分段重量计算、确定建造方案、分段划分、安装定位、工时计算、安装进度安排、选取机舱部分的一个分段绘制分段工作图等。

第2章 生产设计产品及承造厂生产条件

2.1 生产设计对象的基本情况

2.1.1 16000吨散货船主尺度

总长 153.00 m

垂线间长 145.00 m

型宽 22.40 m

型深 11.20 m

设计吃水 7.50 m

结构吃水 8.11 m

轻载水线以上高度 lt;24.00m

中线处的甲板高度:

上甲板到艉楼甲板 2.80 m

艉楼甲板到救生甲板 2.65 m

救生甲板到船长甲板 2.65 m

船长甲板到驾驶甲板 2.65 m

驾驶甲板到罗经甲板 2.65 m

上甲板到艏楼(首柱位置) 2.80 m

2.1.2 航速,耗油量和续航力

航速:

在设计吃水(7.50米)、主机持续服务功率 2810千瓦(85%MCR)、同时有 10%航海裕度和 干净船体的情况下,于静水、深海的服务航速不低于11.8 节。 在结构吃水(8.11米)、主机持续服务功率 2810千瓦(85%MCR)、并有 10%航海裕度和 干净船体的情况下,于静水、深海的服务航速不低于 11.6 节。在合适的压载试航状态、主机大持续功率3310kW(100%MCR)和清洁船体的的情况下,于静水、深海的试航航速不低于12.8 节。

主机燃油消耗:

在设计吃水(7.50m )和对应的航速状态下,ISO工况及燃油低热值为 42707kj/kg(10200Kcal/kg)时的主机燃油消耗约为 13.84t/day 5%。

续航力:

在设计吃水(7.50米)、主机的持续服务功率、燃油舱 的95%装满、航速为 11.8节的续航力约为5000海里。

主机:

型号和数量 8N330-EN 1台 MCR大持续功率 3310kW 转速 620rpm CSR持续服务功率(85% MCR) 2810kW 转速 587rpm

2.1.3 16000t散货船概况

该船单桨、柴油机驱动、单甲板单壳型,是一艘散货船,该船在国内近海航行区航行。

该船设有上层连续露天甲板,设有首楼和尾楼,尾部设有上层建筑,船长船员生活居室和控制舱室均位于尾部的上层建筑。船舶的总布置图反映了该船的详细布置情况。该船可按以下区域进行划分:

  1. 船尾

船尾为单底,设有上层建筑,船长船员居室,控制舱室位于此处,上层建筑设有船长甲板、船员甲板、救生甲板、罗经甲板、驾驶甲板等。

  1. 机舱区

船舶为尾机型,机舱位于尾部,设双层底结构,机舱内设水密舱壁,主机、辅机等船舶动力设备均位于机舱

  1. 货舱区

货舱区占船舶体积的主要部分,全船有4个舱室,舱室之间设有槽型舱,货舱为典型的散货船货舱,设有大开口和起吊设备。货舱区为双层底结构,设有顶边舱、底边舱、压载水舱。

  1. 船首

首部采用球鼻艏,船首设有锚泊设备。

2.2 承造厂基本情况

2.2.1 承造厂背景

船厂工厂的占地面积约为100万平方米,码头岸线达2200米,船厂的技术力量浑厚,生产条件先进,具有建造多种船舶和海洋平台的能力。

船厂车间总长401m,总宽231m,占地总面积为92631m2

2.2.2 承造厂设备能力

国内某船厂现有总装船台6个。1#、2#船台(长为336米,宽分别为42米和40米);3#、4#船台(长为318米,宽分别是42米、40米);5#、6#船台(长324米,宽分别为34米、28米)。其中,1#、2#、3#、4#船台南北贯通,配有100T门吊、300T门吊各2台,5#、6#船台配有300T门吊1台。

该船在该船厂的6号船台上建造,年产量为4艘。

2.2.3 基本工艺符号规定及说明

(1)基本工艺符号

表3.1 基本工艺符号

(2)余量、补偿量符号说明

表3.2 余量及补偿量符号

第3章 生产设计指导思想

生产设计需要综合考虑船厂的生产条件、船体的基本结构和船型特点、船舶建造需要的周期等。在生产设计的过程中,需要在现有的技术条件下使施工条件更好、施工效率更高、建造周期更短,因此生产设计需要综合考虑多个方面的因素,以使最终决策达到最佳。

在进行生产设计的过程中,需要运用所学的生产设计的有关知识,科学有效的进行生产设计方案选择,并且综合考虑生产实际中船厂的技术情况和国内外的生产技术,以使生产效益最大化、建造条件最优化。

第4章 船舶建造方案

主船体建造方案的选择是一个较为重要的步骤,在进行生产设计时,需要综合考虑船厂的生产条件和船舶本身的特征进行船体建造方案的选择,选择了主船体的建造方案以后,就需要根据选择的建造方案,进一步进行生产设计的其他环节,根据选择的船体建造方案,进行船体分段划分,工时计算,船台吊装顺序分配等。

4.1 船舶建造方案

船舶建造方案有几种可供选择,分别具有不同的特点,具体如下:

  1. 总段建造法

总段建造法顾名思义,就是将船舶分成一个个较大较为整体的立体分段进行建造,之后选中间靠后的一个分(总)段作为基准分段,朝左右分别进行分(总)段吊运装焊,每个分段焊接结束以后就可以进行此分段的舾装工作,十分方便。

总段建造法的焊接量更小,舾装工作开展早,焊接变形小,但是对船厂的起重运输能力要求较高。

  1. 塔式建造法

由于总段建造法划分的船舶分段较大,可能超过船厂的起重运输能力,这时可以选择塔式建造法, 塔式建造法就是将船体按照其结构特征分为较小分段,相同结构的基本划分为一个分段,接着选择船中底部靠船尾的分段作为基准分段,由下往上,由中间向两旁依次吊运装配,在装配过程中船舶呈现宝塔状,故称塔式建造法。

相较于总段建造法,塔式建造法的生产方案划分分段更小,对于船厂的起重运输能力要求更低,但划分的分段较多,焊接工作量较大,焊接完毕以后船舶首尾上翘较大。

  1. 岛式建造法

如果船舶较大,划分的分段较多,则船台的周期会较长,不能充分利用船台,此时就可以选择岛式建造法。岛式建造法就是将船台和船划分为几个岛,每个岛选择一个基准分段,并且同时并行建造,几个岛完成以后就可以将其拉拢焊接起来组装成整个船体。岛可以分为两个、三个等。

岛式建造法有利于提高船台利用效率,减少船台建造周期,但是这种方法会增加吊装定位等工作,这种方法更适用于100米以上的大型船。

  1. 串联建造法

选择总段建造法或塔式建造法时,若船台周期较长,但船舶规定建造周期有限,此时可选择串联建造法来减小船台周期。串联建造法顾名思义就是将船在船台上串联建造,第一艘船在船台上建造时,第二艘船可以在船台上先建造船尾,之后依次类推,这样两艘船就可以一个船台上同时并行建造部分时间。但这对船台的长度要求较高,要达到可使两船的分段同时建造的长度。

4.2 选择船舶建造方案时应考虑的主要因素

选择船舶建造方案应考虑的主要因素有:

  1. 船舶本身的结构特性

选择船舶建造方案时需要考虑船舶的结构特点,尽量将结构相同的划分为一个分段,结构不同的划分为不同分段,组成整体结构的构件尽量不要划分开来,这样可以保证船舶结构的完整性、一致性,使船舶具有足够的刚度。

  1. 船厂实际生产条件

选择船舶建造方案需要考虑船厂实际的生产条件,考虑船厂的起重吊装能力、技术条件、船厂机械化和自动化程度是否满足选择的建造方案的要求等。

4.3 船体建造方案的综合评价

选择船舶建造方案可从以下几个主要方面进行综合评价:

  1. 可行性

选择的建造方案是否可以实施,是否在船厂生产条件可行的范围之内。

  1. 合理性

选择的建造方案是否合理,既考虑了船厂的实际生产条件,又考虑了船舶本身的结构特性,保证船舶结构的完整性和一致性。同时也要考虑施工的工作条件,要保证施工的工作条件较好。

  1. 先进性

建造方案的选择是否满足利用先进生产技术的要求,是否有利于机械化和自动化的生产。

4.4 本船船体建造方案的选择

对于本船舶,可选的船舶建造方法包括总段建造法、塔式建造法、岛式建造法,由于船厂生产条件的限制,岛式建造法难以实施,因此可供选择的建造方法只有总段建造法和塔式建造法,总段建造法的船台装焊工作量最少,船体焊接变形最小,并且可以提高预舾装作业量,早点进行密性实验,但造船厂的起重能力有限,并且船台小车的载重量不是太大,所以如果选择总段建造法,划分的总段可能会比较多。

分析塔式建造法,其分段划分较多,施工更为简便,船台周期不够时可实行串联建造法,因此选择塔式建造法用于此次建造。

4.4.1 主船体重量估算

按照船尾区域、船首区域、机舱区域、货舱区域的划分,由四人共同计算主船体的初步估计重量,以便于划分船舶分段。本人进行主船体机舱区域的重量估算,计算时,机舱区域又分为主甲板部分、平台部分、舷侧部分、双层底部分、舱壁部分和支柱部分。查阅船舶机舱区域的基本结构图和中横剖面图,每个肋位计算其左右350mm的重量,分析其构件,估算每个构件的重量,机舱部分为#12~#36肋位的重量。大约每隔三个肋位有一个强肋位。弱肋位以#12肋位为例,甲板部分有甲板板、横梁、纵桁、肘板,舷侧部分有舷顶列板、舷侧板、肋骨,上平台有平台板、肘板、横梁、纵桁,下平台有下平台板、横梁、纵桁、肘板,双层底有内底板、船底板、实肋板、中桁材、旁桁材、主机座纵桁腹板、主机座水平面板、主机座横隔板等。强肋位以#36肋位为例,#36为水密舱壁部分,有甲板板、舷侧板、船底板、内底板、舱壁、上平台板、下平台板、横向舱壁扶强材、水密实肋板、中桁材、旁桁材等。如表4.1。

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