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56m钢质渔运船主船体生产设计毕业论文

 2020-02-18 12:02  

摘 要

本文主要内容是进行57.8m渔运船主船体的生产设计。首先,必须做的准备工作是厂内调研,综合调查承造厂——浙江东红船业有限公司的生产条件。然后根据已有图纸进行主船体重量估算,再根据估算出的重量分布和承造厂的钢材规格制定船舶建造方案和分段划分方案。综合考虑船体结构等因素,用总段建造法建造该船最为合适,分段划分则是将该船分成7个总段较为合理。接下来就是总段的建造方式以及总段造好后在船台安装焊接的施工方案的设计。最后,以202鱼舱总段为例,讲解总段建造过程中的细节问题,画出相关的施工图纸。

关键词:渔运船;生产设计;分段划分方案;总段建造法。

Abstract

The main content of this paper is the production design of the main hull of the 57.8m fishery ship. First of all, the preparatory work that must be done is the investigation, which comprehensively investigates the production conditions of the shipyard, Zhejiang Donghong Shipbuilding Co., Ltd. The main hull weight is then estimated based on the existing drawings, and the ship construction plan and section division plan are formulated based on the estimated weight distribution and the steel specifications of the contractor. Considering the hull structure and other factors, it is most appropriate to construct the ship by the general section construction method. The division is to divide the ship into 7 units. The next step is the construction of the general section and the design of the construction plan for the installation of the welding on the slipway after the total section is completed. Finally, taking the 202 fish tank section as an example, explain the details of the construction process of the general section and draw the relevant construction drawings.

Key Words:fishery ship; production design ;section division plan; unit construction method

目 录

第1章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2 研究内容及其研究意义 1

1.2.1 研究内容 1

1.2.2研究意义 2

第2章 承造厂条件及产品特点 3

2.1承造船厂条件 3

2.1.1企业基本情况 3

2.1.2承造船厂设备能力 3

2.2产品特点 5

2.2.1船舶总述 5

2.2.2主尺度 5

2.2.3主要技术指标 6

2.2.4规范和规则 6

2.2.5总布置概况 6

2.2.6 结构形式 7

2.2.7建造工艺 7

第3章 船舶建造方法 8

3.1船舶建造方法介绍 8

3.2船舶建造方法的选择 8

第4章 分段划分方案 10

4.1分段划分准备工作 10

4.2主船体重量计算 10

4.3分段划分方案选定 12

4.4分段划分方案详细论述 13

第5章 船台安装工艺及工时计算 18

5.1船台准备工作 18

5.2船台吊装顺序 18

5.3船台安装工时计算 19

5.4船台周期总述 20

第6章 鱼舱202总段生产设计 21

6.1鱼舱202总段结构特征 21

6.2鱼舱202总段建造方案选定 23

6.3鱼舱202总段装焊顺序 23

6.4构件装焊详细说明 24

6.5吊环的选用与布置 27

6.6总段完工测量方案 28

第7章 毕业设计总结 29

致谢 30

参考文献 31

附录 32

第1章 绪论

1.1选题背景

在国外,韩国、日本等造船强国,可以说本身科技水平就领先于其他国家,在船台安装、余量切割、精度控制等方面都有较大优势。因此,这些国家的生产设计不论在生产周期上还是在分总段划分数量、建造速度与精度上都要优于国内。国外对生产设计的重视度也是高于我国,他们的生产设计完整度较高,对一艘船的生产设计甚至可以细化到零件装配,更不用说施工图纸、船台任务分配等等。另外,国外的计算机辅助设计造船也是强于我国。这个我在大学期间也是深有体会,我们学习的很多软件都是出于国外,虽然是已经引进国内参与学习了,但在软件更新以及一些应用方法方面还是存在各种各样的问题。而在国内,据我了解到的情况,一些船厂甚至不重视生产设计图纸,用以前的老图纸改个标签就能造一艘新船。我国相关部门对于生产设计也不够重视,大多地区都是只重视结果不重视过程。虽然我国的造船实力已经达到世界一流水平 ,但是在生产设计方面与一些发达国家相比,还是存在很多不足之处。接下来说说渔船的国内外发展情况:近年来,由于近海资源的逐渐匮乏,很多国家都开始大力发展远洋渔业,以缓解近海区域的过量捕捞问题。日、韩等造船强国都开始在造渔船时大规模应用玻璃钢这种强度高又节能环保的材料,相比之下国内则仍处于起步研究应用阶段。国内近海渔船除了一些新出的标准规范外改变得并不大,仍然存在许多问题。

基于以上国内外渔运船生产设计的研究现状,为了能够实际体会生产设计并动手实践,在过程中找到自己存在的问题,为毕业后工作积累经验,我开始了本次57.8m渔运船主船体的生产设计,希望能够通过此次毕业设计增强自身的实践动手能力。毕竟在学校还是很难有将理论知识运用到实际的机会,只有自己动手才能全方位的了解自己的不足,将自己所学的知识融会贯通。

1.2 研究内容及其研究意义

1.2.1 研究内容

此次设计的主要任务就是57.8m渔运船的生产设计,那么主要研究的内容也都是围绕生产设计展开。生产设计要做的就是规划一个建造船舶的过程,包括船舶建造方法、分段划分方案、分段建造方案一直到船台安装方案等都是需要研究设计的。其中,制定合理的分段划分方案需要考虑划分出的分段重量会不会超过

船台的起吊能力,这里就需要调查船厂的生产条件还有做一个全船重量的估算。船台安装方案包括船台上的准备工作、基准分段定位工作、其余分段的吊装焊接等等。至于具体分段的建造生产方案会在后面的指定分段设计中体现,船台安装施工方案则会在相关图纸中体现。

1.2.2研究意义

由于毕业设计的题目都属于现有的产品,没有什么高新技术在里面,所以主要的研究意义就是借此提高自己。通过本次57.8m钢质渔运船的生产设计,可以提高自己的资料收集、资料解读等能力;可以让我了解到船舶生产设计的流程,增长自己的知识面;通过有关规范、手册和工具书的查阅和使用,培养自己综合运用大学所学理论知识的能力;通过对软件的应用,提高自己的计算机辅助设计能力,至少能够更熟练地应用CAD制图等等,从而使自己进一步理解和掌握船舶设计的整个过程,进而增强自己走向工作岗位的适应能力,为自己走向社会奠定良好的基础。

第2章 承造厂条件及产品特点

2.1承造船厂条件

2.1.1企业基本情况

浙江东红船业有限公司的发展形势还是很不错的。首先,地理位置优良,位于宁波市石浦港畔,象山县鹤浦船舶工业区,拥有海岸线625米,岸沿处水深有10米,正适合船舶建造下水。另外,公司建船区域设备充足,有在建5万吨级船坞1座,现有2万到8万吨级的船台10座, 2座吨级为5万吨的舾装码头。切割钢板能力200t/日,年建造能力可以达40余万吨。另外在厂内可以看到还有分段建造、管系加工、钢材预处理、涂装等5万多平方米的加工车间,还有1大块地没有开发,暂时用作钢板堆场。

无标题.png2.1.2承造船厂设备能力

无标题.png无标题.png

无标题.png2.2产品特点

2.2.1船舶总述

本船为57.8m钢质渔运船,航行于近海航区,在无冰区海域作业。本船为钢质单甲板船,设有6个鱼舱,机舱位置靠近船尾。该船桨和舵的数量都只有一个,另外为了增强在工作时的机动性在首部加装了侧推器。

2.2.2主尺度

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2.2.3主要技术指标

该船试航速度为11kn,续航力为1320mile,在额定载员13人时该船自持力为20天。该船所用主机的额定功率是960KW,额定转速是900rpm。

2.2.4规范和规则

无标题.png2.2.5总布置概况

全船共设10道水密横舱壁,分别位于Fr-2、Fr6、Fr11、Fr27、Fr39、Fr50、Fr61、Fr72、Fr83、Fr93。该船从艉至艏依次分为好几个区域,各有各的功能,分别是空舱、淡水舱(左/右)、隔离空舱、舵机舱(中)、燃油舱2(左/右)、空舱(中)、燃油舱1(左/右)、鱼舱6~1、首侧推舱兼压载水舱(平台下)、首尖舱(平台上)、锚链舱(平台上)。

无标题.png本船总布置图如图2.1、图2.2所示。

图2.1 总布置侧视图

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图2.2 总布置舱底图

2.2.6 结构形式

本船主船体为横骨架式结构。其中,#0、#15、#18、#21、#24、#30、#33、#36、#41、#44、#47、#53、#56、#59、#64、#67、#70、#74、#77、#80、#86、#88、#90、#95、#98、#101、#104为强肋位,其余肋位除横舱壁外都是普通肋位。纵向构件中,在甲板部分结构沿船长方向变化不大,共有4道甲板纵桁,左右对称布置,需要注意的是,其在遇到横舱壁或强横梁时要断开;在舷侧部分共有3道舷侧纵桁,1道舷侧纵桁从4号肋位一直连到93号肋位,另外2道在船首平台(上下各1道);在船底部分的机舱区域由基座纵桁来代替中内龙骨和部分旁内龙骨,其余区域的船底构件变化不大,均为中内龙骨居中,旁内龙骨关于船中对称分布。另外,本船在底部加装了1道蓄龙骨,主要是用于压载,以增大船舶吃水和稳性。

2.2.7建造工艺

本船主船体为横骨架式,除了中内龙骨等部分纵向强构件外,其余的纵向构件在与横向构件相交时一般先考虑断开纵向构件,横向构件则是贯穿纵向构件,之后再加上补板或肘板以加强结构强度。比如在设有一段纵舱壁的强肋位处,甲板强横梁与纵舱壁相交时应直接贯穿纵舱壁并焊上补板。

第3章 船舶建造方法

3.1船舶建造方法介绍

目前来说,国内常用的船舶建造方法共有3种,分别是总段建造法、塔式建造法以及岛式建造法。下面进行3种建造方法的具体介绍:

总段建造法,可以说是3种方法中最简单的一种,广泛应用于中小型船舶的建造。总段建造法,看名字就知道是总段的建造,就是把整艘船分成一个个立体总段分开建造最后再在船台上拼接成一个整体。具体的方法是先根据全船重量分布划分总段,再选择一个总段作为基准总段。在每个总段都建造完成后先将基准总段吊到船台上安装定位,再依次向首尾两端吊装相邻的总段并装焊,当然如果船台和人力资源允许的话也可以两个相邻总段同时吊装装焊。这种方法船台装焊方便,总体焊接变形较小,船台建造周期短,还可以留出时间提前预舾装,当然缺点是受船厂起重能力影响较大。

塔式建造法,较总段建造法复杂许多,主要适用于中大型船舶。同样的,看建造方法的名字就知道这是一种类似宝塔形的建造方法,建造的时候像宝塔一样从中间向两边扩展。具体的方法同样是需要先划分分段,不过这里较总段建造法划分的更为细致,具体到双层底分段、舷侧分段、甲板分段等小分段。然后选一个分段作为基准分段,这里一般来说是选择机舱部分的底部分段。建造时先将该分段吊到船台安装定位,再依次向首尾和左右舷方向吊装相邻分段,之后向上吊装相邻分段,以此类推,直到完成整船建造。这种方法在以前船台起重能力不高的时候很是实用,直到现在也是应用很多。这种方法的分段建造较为方便,分段的船台安装也是十分简单,所以在施工面的扩大和船台周期的缩短方面有较大优势。然而缺点也很明显,因为不是像总段那样整体焊接,所以容易产生很多局部变形,尤其完工后首尾会有明显上翘。

岛式建造法,按照顺序来自然是比塔式建造法更复杂,适用于大型船舶建造。这种方法就不做详细介绍了,简单来说就是将整艘船分成2或3个区域,每个区域同时进行塔式建造,建造时看上去像是几个小岛。这种方法对船台尺寸要求很高,不能比船的尺寸小,另外两个区域拼接时的装焊对技术条件要求较高。对大型船舶来说,这种方法能够极大地提高船台利用率、加快建造进度。

3.2船舶建造方法的选择

本船船长57.8米,船宽8.1米,型深4.38米,全船为单底结构,横骨架式,属于小型船舶。

上面介绍了应用较为广泛的3种建造方法,下面就本次设计给出的船舶资料从其中选择1种最为合理的建造方法。

先考虑岛式建造法,虽然说船的尺寸小,船台的规格肯定是够用了,但是岛式建造法对工艺技术和人员管理有很高的要求,东红船厂暂时没有那么高的规格。另外,对于小型船舶来说分成两个区域建造反而是增加了麻烦,加大了整船焊接成型的难度,也会增加一些局部变形。因此,对本船来说岛式建造法是不合适的。

接着考虑塔式建造法,前面也说过在以前起重能力不高的情况下塔式建造法在建造中小型船舶时应用很多。现在就东红船厂的起吊能力来说,最小的吊机都是能够吊起81t的重量,所以对于塔式建造法划分许多小型分段来说,在船台安装的时候势必会浪费大量的船台起重能力。当然在船台安装难易度方面塔式建造法还是有优势,但在这里塔式建造法也是不适用于建造本船。

最后就剩下总段建造法了,也是最适合建造本船的建造法。总段建造法本身就适用于中小型船的建造,尤其在小型船中应用广泛。将一艘小型船分成几个总段建造能够最大限度地利用船台起重能力。另外,在船台安装速度和精度上也是总段建造法较有优势。

综上所述,在对比了3种船舶建造法后得出结果:本船在东红船厂采用总段建造法建造更为合理。

第4章 分段划分方案

4.1分段划分准备工作

分段划分是船舶建造生产设计中至关重要的一环,分段过重过长或者过轻过短都会对实际建造过程产生巨大的影响,引起不必要的麻烦,所以在进行分段划分之前有必要进行一系列的准备工作。首先,必须对整船大致的重量分布心里有数,这就需要依据现有图纸估算空船的重量;然后还要调查东红船厂的生产条件,尤其是船台的尺寸和起重能力,避免分段划分过长或过短;最后,要对分段划分的相关原则足够熟悉,一定不能犯一些原则上的错误。

4.2主船体重量计算

在进行主船体重量计算时,我是先以肋位为单位计算每个肋位横向构件的重量,然后根据计算出横向构件重量在整船的分布情况进行初步的分段划分,需要注意的是机舱构件较多较复杂,为了保证其完整性,必须单独拉出来作为一个分段。由于本船为横骨架式,纵向构件不多且大多是对称分布,所以在初步分段划分后再计算每个分段纵向构件的重量加到分段的重量中时分段的重量分布不会发生太大的变化。这样由划分分段里所有肋位的横向构件总重加上分段纵向构件重量就得到了每个分段的大致重量。

之后需要根据每个分段舾装件等其他附加物的重量对前面的结果进行修正。

修正完成后将每个分段的重量与船台起吊能力进行对比校核,前面也提到过船台的起吊能力对于这只船来说肯定是足够的,需要考虑的就是尽量让分段的重量接近起吊能力,避免造成太多起吊能力的浪费。

下面以#71为例详细说明计算方法:

无标题.png图4.1 #71横剖面图

在这横剖面图上,根据标注我们能够读出每个构件的尺寸,由于横剖面左右对称,没什么非对称分布,所以构件只需要计算半个剖面即可。在询问船厂后,我们知道所有构件的制造材料都是CCSA——船用A级钢,通过网上查询资料我们可以知道这种钢材的密度为7.85t/m3,那么我们只要计算出所有构件的体积就能算出构件的重量。以图为例,我们可以根据图中标注的构件尺寸算出构件的截面积大小,然后在图中量出构件的长度,两者相乘就能得到构件体积。当然这只能计算横向构件的体积,纵向构件在初步分段划分后,以基本结构图中的标注计算截面积,并在外板展开图上量取分段内该纵向构件实长,两者相乘得到纵向构件重量。至于船体外板的重量计算,主要根据外板展开图计算,使用CAD中“area”的命令量取分段外板面积再乘以相应的外板厚度得到外板体积。整合数据后,得出整个主船体的空船重量为206.232t。

下面是#-6~#11的空船重量计算表,全船的重量计算书见附录C。由于图纸中只给出了典型横剖面图,其余的横剖面则可以根据肋骨型线图进行近似,在肋骨型线图上画出大致的肋板就能大致的得到肋板的长度和肋骨的长度,横梁的长度就近似取为甲板边线的长度。

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