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1800TEU集装箱船船体生产设计(双层底区域)毕业论文

 2020-02-18 12:02  

摘 要

本文首先介绍了扬帆集团舟山船厂的基本情况,然后对1800TEU集装箱船船体的情况进行了描述;分析了毕业设计任务书,介此对1800TEU集装箱船进行生产设计,其中包括选择船体建造方案、优化分段划分方案、全船理论重量估算、双层底分段建造方案、密性试验方案;并依托设计院的Tribon软件对所选双层底区域进行建模和出图。

关键词:集装箱船;生产设计;双层底区域;分段划分;工时计算。

Abstract

This text first introduces the basic situation of the Zhoushan Shipyard of Yangfan Group, and then describes the fundamental conditions of the hull of the 1800TEU container ship. It analyzes the graduation design task book and designs the production of the 1800TEU container ship, including the selection of the hull construction plan and optimization points. The segmentation scheme, the theoretical weight estimation of the whole ship, the double-bottom subsection construction scheme, and the tightness test scheme; and then models and plots the selected double bottom region relying on the Design Institute's Tribon software.

Keywords:containership;production design;Double bottom area; segmentation; work time calculation.

目 录

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 本文研究的主要内容和方法 1

第2章 承造厂生产条件及设计产品概述 2

2.1 承造厂生产条件概述 2

2.1.1 承造厂背景 2

2.1.2 承造厂设备能力 2

2.2 产品概况 3

2.2.1 1800TEU集装箱船主尺度 3

2.2.2 1800TEU集装箱船主要参数 3

2.3本船特点及建造难点 4

第3章 毕业设计指导思想 5

3.1 任务书分析 5

3.2 毕业设计指导思想 5

第4章 主船体建造方案 6

4.1 主船体建造方案及选择原则 6

4.1.1选择船体建造方案时考虑的要素 6

4.1.2量化分析 6

4.2 主船体建造方案选择 8

4.2.1 主船体建造方案概述 8

4.2.2 主船体建造方案择优 10

第5章 分段划分方案 11

5.1 分段划分原则 11

5.1.1 分段重量和尺寸选择 11

5.1.2 生产负荷的均衡性 11

5.1.3船体结构强度的合理性 11

5.1.4施工工艺的合理性 11

5.1.5材料消耗 11

5.2全船理论重量估算 12

5.3 船体分段划分方案及备选方案 13

5.3.1艉部分段 13

5.3.2机舱分段 15

5.2.3货舱分段 16

5.2.4艏部分段 17

5.3.5备选方案 18

5.4分段划分方案择优 19

第6章 双层底分段建造方案 20

6.1工艺装备 20

6.1.1平台 20

6.1.2胎架 20

6.2建造基面 20

6.3建造工艺流程 20

6.4接头形式 22

6.5翻身及临时加强方法 22

第7章 船台安装工艺及工时计算 23

7.1船台总装的准备工作 23

7.1.1 船台上的准备工作 23

7.1.2 船体上的准备工作 23

7.2 船台安装顺序顺序 23

7.2.1船台吊装顺序 23

7.2.2双层底分段的安装 25

7.3 船台建造周期计算说明 25

7.3.1 船台工时计算 25

7.4 船台安装余量布置 26

第8章 密性试验 27

8.1角焊缝充气试验 27

8.2抽真空试验 27

8.3着色试验 28

第9章 B07P生产设计 29

9.1 Tribon简介 29

9.1.1 Tribon软件简述 29

9.1.2 Tribon编码规则 29

9.2 Tribon 建模 30

9.3 组立图出图 32

结 语 34

参考文献 35

致 谢 36

附 录 37

第1章 绪论

1.1 选题背景

作为世界上三大主流船型之一,集装箱船在航运业有不可替代的地位。集装箱船采用统一规格的集装箱运输货物,大大减轻了装卸劳动力,其装卸速度约为同吨位普通船的4到5倍,装卸效率极高,且能减少船舶停靠码头的时间,加快船舶周转。1800TEU集装箱船作为单机单桨的远洋航行全集装箱船,在远洋运输方面有不可比拟的地位。

船舶的生产设计就是对所任务船舶进行工艺流程的设计,要根据船厂生产条件、船舶的船型、结构尺寸特点进行建造方案的确定。以达成最优的效益

本次设计任务就是依照舟山船厂的生产条件、设计院提供的各类软件对设计船舶1800TEU集装箱船进行的生产设计。

1.2 本文研究的主要内容和方法

利用舟山船厂的生产条件,通过相类似的文献了解,细化解读设计院提供的图纸信息及船体资料,并利用设计院的CAD、Tribon等软件,对所选1800TEU集装箱船进行全船的船体设计,并单独对双层底区域进行了生产设计。

本文的主要内容包括以下几个部分:

(1)对设计任务书进行分析,查阅文献资料;

(2)了解船厂生产条件,了解1800TEU产品。

(3)全船船体结构的重量估算;

(4)船体建造方案确定;

(5)船体分段划分方案制定及优选。

(6)船台安装顺序确定,船台焊接工时计算以及生产周期确定。

(7)进行指定分段(双层底区域)的生产设计。

第2章 承造厂生产条件及设计产品概述

2.1 承造厂生产条件概述

2.1.1 承造厂背景

舟山船厂是扬帆集团有限公司旗下四家下属造船企业之一,地点是在浙江省舟山市普陀区沈家门鲁家峙岛上,毗邻东海,扬帆集团设计院是集团下属唯一一家船舶设计研究院,

人才技术资源雄厚,具有技术设计和生产设计先进能力。

2.1.2 承造厂设备能力

本船是由扬帆集团设计院设计,舟山船厂建造,其生产设备能力见《附录A 舟山船厂设备能力》。

其中包括舟山船厂刚才切割加工车间设备能力,分段制造车间设备能力,还有一些工艺符号的说明,包括基本工艺符号,余量补偿量工艺符号以及焊接工艺符号的说明。

2.2 产品概况

2.2.1 1800TEU集装箱船主尺度

表2.6 主尺度参数

总长 Loa

172m

垂线间长 Lpp

164m

型宽 B

28.4m

型深 D

14.2m

设计吃水 d

8.5m

结构吃水 d1

9.5m

设计吃水载重量

abt.19150t

结构吃水载重量

abt.23150t

2.2.2 1800TEU集装箱船主要参数

表2.7 集装箱容量

甲板装箱量

1106TEU

货舱装箱量

668TEU

总装箱量

1774TEU

甲板冷冻箱插排数量

292TEU

货舱冷冻箱插排数量

200TEU

总冷冻箱插排数量

492TEU

表2.8 主机、航速及其他

主机型号

MAN B&W 6S60ME-C10.5 , Tier II

最大输出功率

14940KW

此时转速为

105r/min

合同最大输出功率

11150KW

此时转速为

99r/min

常用输出功率(合同最大输出功率90%)

10035KW

此时转速为

95.6r/min

服务航速

abt.18.5Kn

船员定额

26人

船级

DNV GL

2.3本船特点及建造难点

集装箱船货舱部分存在大开口,所以存在强度问题,变形问题。货舱区域的导轨使得在设计时相邻区域要进行加强。

第3章 毕业设计指导思想

3.1 任务书分析

本次毕业设计为 1800TEU 集装箱船主船体生产设计,承造厂为浙江扬帆集团大神洲造船有限公司。设计要求学习并应用 tribon 生产设计系统,综合优化生产设计方案,并处理好主要矛盾与次要矛盾之间的关系。综合上述学习内容,结合生产实际,对所选1800TEU集装箱船进行生产设计,并对所选区域双层底区域进行生产设计。

3.2 毕业设计指导思想

本次毕业设计在分析完任务书之后,应用对生产条件分析和船舶特点分析,根据现有条件及资料,面对所遇到的难题,集所学知识与小组智慧攻坚克难,为船舶生产提供优良的建造方案和划分方案,可以为工人提供良好的环境,有效减少船台焊接工时和造船周期。使得造船生产变得更加合理和经济。

第4章 主船体建造方案

船体的建造方案是生产设计的开始,是进行设计与生产的总体要求,也可以调整船厂车间船台改造计划,及设备和技术的更新等等。

4.1 主船体建造方案及选择原则

4.1.1选择船体建造方案时考虑的要素

  1. 船舶的产品特点

船舶的主尺度要素和船型对船体建造方案具有一定的影响,根据船体平行中体的长度可以考虑是否增加平面分段和曲面分段、立体分段等生产作业区;其次,受船台起重能力限制,船体特点会影响船舶总装方案选择。

  1. 船厂的生产条件

船台起重能力和车间起重能力是选择建造方案的关键,因为舟山船厂车间起重能力为80吨,考虑到设备老化问题,车间分段吊运重量不超过80吨,翻身重量不超过80吨。对于分段划分和分段制造场地划分有一定的影响。而船台起重能力是300吨,考虑到设备老化问题,总段的吊装重量不超过250吨,翻身重量不超过250吨。这会影响到船台吊装时的总段划分和建造方案选择。

4.1.2量化分析

  1. 机械化、自动化加工百分率C1

式中:B1 ——机械化、自动化加工工作量;A1 ——全船零件加工工作量。

  1. 部、组件装焊工作量百分率C2

式中:B2 ——部、组件装焊工作量;A2 ——船体装焊工作量。

  1. 钢材利用率C3

式中:B3 ——实际使用钢材量;A3 ——计划使用钢材量。

  1. 半自动焊和自动焊工作量百分率C4

式中:B4 ——半自动焊和自动焊接工作量;A4 ——全船焊接工作量。

  1. 平面装焊工作量百分率C5

式中:B5 ——平面装焊工作量。

  1. 分段舾装和单元舾装工作量百分率C6

式中:B6 ——分段舾装和单元舾装工作量;A6 ——全船舾装总工作量。

  1. 船体装配现场修割率C7

式中:B7 ——船体装配现场修割长度;A7 ——船体装配长度的总和。

  1. 辅助作业工时比率C8

式中:B8 ——辅助作业工时;A8 ——全船生产总工时。

方案先进性综合评价系数C

式中:n ——参加计算的项数。

Cmax为最优。

上述指标对于船体建造方案的选择也有一定的影响。

4.2 主船体建造方案选择

4.2.1 主船体建造方案概述

根据已知建造方案,共有3种,有总段建造法、塔式建造法、岛式建造法。

总段建造法是在车间中将分段造好后,再车间外将几个相同肋位的分段拼装成一个总段,在船台上先将船中间向后的分段在船台上固定好,再依次装焊前后的相邻总段,如图4.1所示。

图4.1总段建造法

总段建造法可有效减少船台焊接工时,控制焊接变形等优点,但受到船台起重能力的限制。

塔式建造法是现在车间将分段造好后,在船台上先将船中偏船尾的底部分段在船台上固定好,再依次吊装前后以及两舷的分段,以放射形从中间向两边,从下往上依次装焊各分段,就如同“塔”型,如图4.2所示。

图4.2 塔式建造法

塔式建造法简洁方便,有利于进行焊接,减少船台建造周期,但是不易控制焊接变形。

岛式建造法,在车间将分段造好后,由于分段数量多,就可以把船体分区,一般是划2到3个。每个建造区都有各自对应的立体分段组成。各自装焊成型后,就利用多余的分段连成整体。如图4.3所示。

图4.3 岛式建造法

岛式建造法在船体长时运用可有效减少船台周期,提高船台效率。但是受船台限制严重,每个“岛”的定位也比较复杂。

4.2.2 主船体建造方案择优

在进行船体建造方案选择时,要综合考虑建造方案是否可行、是否合理以及是否先进。

在上述三种建造方案选择时,就要考虑以上三点。

岛式建造法由于建成的几个区域嵌补分段不容易进行定位和控制,且比较复杂,因此不考虑岛式建造法,而总段建造法则受船台起重能力250吨的限制,在建成总段时很容易超出起重能力的范围,还因为分段较多,因此采用几个分段拼成一个小总段在进行“塔”型的总段-塔式混合建造法。

分段划分方案

船体分段的划分可以影响到船舶建造工艺复杂度,工人施工条件,材料消耗,生产周期,船舶结构强度,焊接变形等许多技术经济指标。因此,在进行分段划分时,应考虑船舶特点和船厂的生产条件,为后续的生产设计提供保障。

5.1 分段划分原则

5.1.1 分段重量和尺寸选择

分段的重量和尺寸应符合船厂起重能力及车间门口的高度宽度限制;还需要考虑分段的结构刚性和分段吊运翻身的合理性。

5.1.2 生产负荷的均衡性

分段的划分应该与船台吊装进度计划相匹配,需要考虑分段建造时间和吊装时间相匹配。

5.1.3船体结构强度的合理性

分段划分应考虑船体的结构强度要求,分段接缝的布置应该避开舱口角隅等应力集中区域。

5.1.4施工工艺的合理性

  1. 分段划分应有利于扩大分段制造自动化及机械化的范围,即增加平面分段的划分。
  2. 分段大接缝的布置应满足施工和理性:

①利用构成内部骨架的肘板形成的天然大接缝作为分段大接缝;

②横骨架式船舶尽量横向划分,纵骨架式船舶尽量纵向划分;

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