Вопросы для повторения
Какие нагрузки действуют на носовую оконечность?
Назовите особенности конструкции носовой оконечности.
Какие факторы оказывают влияние на конструкцию кормовой оконечности?
Назначение и особенности конструкции форштевней и ахтерштевней.
Глава 14. Судовые фундаменты § 54. Общие требования к фундаментам
Назначение и классификация фундаментов. Судовыми фундаментами называют специальные листовые, балочные или иные конструкции различных формы и размеров, прочно соединяемые с корпусом судна, предназначенные для опоры и закрепления главных и вспомогательных механизмов, устройств, приборов и т. п.
В зависимости от назначения судна количество фундаментов составляет от нескольких десятков до многих сотен различной номенклатуры. Проектирование и изготовление судовых фундаментов — весьма трудоемкий процесс, связанный с большими трудовыми и энергетическими затратами.
Кроме надежного крепления различных объектов (прежде всего главных механизмов к корпусу судна в любых эксплуатационных условиях) фундаменты выполняют еше ряд функций. Они распределяют действующую на них нагрузку при необходимости на возможно большую часть связей перекрытия; обеспечивают определенное положение в пространстве и облегчают условия монтажа, обслуживания, ремонта поддерживаемых механизмов.
Судовые фундаменты классифицируют по нескольким признакам. По назначению: фундаменты под главные механизмы (дизели, дизель-генераторы, турбины, турбогенераторы, паровые машины и др.); под парогенераторы (котлы); под вспомогательные механизмы (насосы, компрессоры и т. п.); под судовые устройства и др. По месту расположения: устанавливаемые в нижнем горизонтальном положении; навешиваемые на вертикальную поверхность (бортов, переборок); подвешиваемые под палубами, платформами.
По конструктивному исполнению опорных поверхностей фундаменты под вспомогательные механизмы разделяются на пять типов:
фундаменты-столы с развитой опорной поверхностью в виде плиты;
фундаменты-банкеты, представляющие собой замкнутые рамы с опорными поверхностями в виде полос;
фундаменты-подкрепления в виде развитых конструкций утолщенных балок и листов;
фундаменты-балки, состоящие из двух продольных вертикальных и двух наклонных листов, приваренных нижними кромками к настилу второго дна;
фундаменты-кронштейны, устанавливаемые на вертикальные судовые конструкции.
Конструкция фундаментов под главные механизмы, парогенераторы индивидуальна, поскольку зависит от типа, размеров и формы самой установки, от характера и композиции действующих сил, а также от конструкции корпуса в районе ее расположения.
Требования к фундаментам. На фундаменты в зависимости от назначения действуют многочисленные различающиеся по характеру нагрузки: масса закрепленных механизмов и устройств; силы инерции, обусловленные качкой судна и движением неуравновешенных движущихся частей механизмов; гироскопический момент, упор гребного винта, разрывные усилия в тросах, якорных цепях и др. В зависимости от закрепляемого объекта, места его расположения, рабочего состояния, условий плавания образуется комплекс действующих нагрузок на конкретный фундамент. В общем случае совокупное действие нагрузок (относительно опорной поверхности) сводится к двум расчетным силам (вертикальной и горизонтальной) и опрокидывающему моменту в поперечной плоскости. Расчетное определение экстремальных значений указанных сил представляет большие трудности. Поэтому минимальные размеры связей фундаментов под главные, вспомогательные, промысловые, грузовые механизмы и устройства регламентируются на основе опыта эксплуатации подобных установок [17].
Фундамент должен иметь прочную и жесткую конструкцию, обеспечивающую надежное крепление машины (механизма) или устройства к связям перекрытия корпуса и передачу на них всех усилий, возникающих при эксплуатации судна. Жесткость конструкции фундаментов и соответствующих перекрытий необходимо предусмотреть такой, чтобы исключить появление резонансной вибрации фундаментов в целом и их элементов при всех режимах работы механизмов.
Фундаменты, несмотря на специфичность закрепляемых ими механизмов, устройств должны иметь простейшую технологичную конструкцию, в которой используются стандартные и унифицированные конструктивные элементы.
Конструкция фундаментов должна предусматривать возможность доступа к любому месту опорной поверхности, для чего в фундаментных балках делают соответствующие вырезы.
Рекомендации к проектированию. Накопленный опыт постройки и эксплуатации конструкций фундаментов позволяет сформулировать рекомендации к проектированию с учетом требований технологичности. Для малых по размеру конструкций фундаментов материал, как правило, не заказывается, а более рационально используется материал, идущий на основные корпусные конструкции. При необходимости заказа материала специально для фундаментов его типоразмеры согласовывают с размерами листовой и профильной стали, идущей на изделия судового машиностроения, что позволяет легче выполнить транспортную норму по поставке стали.
Для снижения трудоемкости изготовления следует исключать криволинейные соединения, обеспечивать удобство сборки и сварки, до минимума сокращать затраты ручного труда (широко использовать различные приспособления, механизацию и автоматизацию при изготовлении деталей фундаментов). Механизация работ при изготовлении судовых фундаментов существенно снижает затраты на их изготовление, сокращает ручные операции. Детали фундамента, скомплектованные по чертежам, со склада доставляются на участок сборки, которую целесообразно осуществлять на стенде. Для призводства сварки в удобном положении часто используют кантователи.
Задачи механизации решаются комплексно с задачами типизации и унификации конструкций фундаментов, что позволяет окончательно устанавливать и сваривать фундаменты в цехах секционной сборки, а не на стапеле. Соблюдение преемственности в конструкции обеспечивает высокое качество, надежность, быстрое переналаживание производства при изготовлении новых изделий.
Рис. 14.1. Конструкция фундамента под главные механизмы.
Рис. 14.2. Усиленный фундамент под главный двигатель.