Конспект лекций

по дисциплине

“Технология судостроения”

Основным учебником по курсу “Технология судостроения” является книга под редакцией Соколова В.Ф. “Основы технологии судостроения”.

1.Общие вопросы технологии судостроения

Предмет технологии судостроения

Технология судостроения - это наука о методах и средствах постройки судов, их взаимо­связи и развитии. Она ба­зируется на таких фундаментальных науках, как математика, механика, физика, химия, и взаимодействует с широким кругом прикладных наук, непосредственно связанных с созданием судна: проектирование судов, теория корабля, прочность судна, эконо­мика судостроительной промышленности и другие.

Длительное время под техноло­гией судостроения понимали совокупность про­изводственных процессов постройки судов, а именно: получение и обработка материалов, сборка и сварка корпусных конструкций, формирование корпуса в целом, монтаж главных и вспомогательных механизмов, электрооборудования, изготовление и мон­таж систем и устройств, оборудование и отделка судовых по­мещений, испытание и сдача готового судна заказчику. В на­стоящее время понятие технологии существенно расширилось и включает в себя, кроме производственных процессов, технические сред­ства, технические, сырьевые, информационные, финансовые и кадровые ресурсы, систему управления, социальную и природную среды, в которых реализуется производственный процесс, вклю­чая экологические последствия.

Судостроительное производство в своем развитии претерпело целый ряд революционных изменений, в соответствии с которыми изменялась и технология судостроения. К главным из них следует отнести замену дерева металлом в качестве конструкционного материала. Первая железная баржа была построена в 1789 г. В России одно из первых судов с металлическим корпусом было построено в 1821 г. В дальнейшем сталь становится основным конструкционным материалом в судостроении, деревянное судо­строение постепенно сокращается. В наше время деревянными строят только отдельные небольшие суда, например, спортивные. Не менее важные изменения произошли в судостроении в XIX в., когда в качестве источника энергии стали применять пар, а в дальнейшем и электричество. Поистине революцией в стальном судостроении был переход от клепки к сварке, начавшийся в оте­чественном судостроении в 30-х годах ХХ столетия. Но полностью сварными стальные корпуса судов стали строиться только после второй мировой войны.

Тогда же в качестве конструкционных материалов все шире начали приме­няться легкие сплавы и железобетон. Наконец, во второй поло­вине ХХ столетия начали использоваться для корпусов судов и полимерные материалы (стеклопластики, углепластики и др.). Таким образом, в настоящее время корпуса судов могут строиться из стали, дерева, легких сплавов, железобетона или пластмасс. Статистика свидетельствует, что свыше 90% судов (по тоннажу) строится из стали. Предполагается, что это положение сохранится и в ближайшие десятилетия. Поэтому курс технологии судостроения построен применительно к стальным судам.

Технология судостроения продолжает совершенствоваться и в наше время. В последние десятилетия сложились следующие основные направления развития технологии судостроения:

-совершенствование существующих и разработка новых мето­дов постройки судов, в том числе основанных на модульном прин­ципе, при котором возможна сборка судов разного архитектурно-конструктивного типа и размеров из ограниченного количества унифицированных первичных элементов - модулей;

-механизация и автоматизация производственных процессов с применением промышленных роботов и роботизированных технологических комплексов;

-применение математических методов и вычислительной тех­ники (новых информационных технологий) при технологической подготовке производства и управлении технологическими про­цессами;

-разработка принципиально новых технологических процессов, основанных на недавно открытых физических явлениях (лазерная и плазмен­ная технологии, технологии высоких энергий и др.);

-экономия материальных, энергетических, трудовых, финансо­вых и других ресурсов при создании судов;

-создание безопасных условий труда и экологически чистых технологий при постройке судов.

С переходом к рыночной экономике появился целый ряд обстоятельств, которые, безусловно, будут существенно влиять на дальнейшее развитие технологии судостроения. К ним следует отнести:

-повышение мобильности судостроительного производства, т.е. его готовности к по­стройке судов различных типов исходя из потреб­ности рынка и возможности оперативного реагирования на раз­личные требования заказчика;

-создание условий для расширения номенклатуры заказов на судостроительном предприятии, включая несудовые, что будет способствовать устранению диспропорций в использовании су­ществующих производственных мощностей и, что особенно важно, повышению их загрузки в периоды спада заказов на постройку судов;

-переход к контрактной системе отношений с заказчиками судов вместо госзаказа, что ужесточает требования в отношении качества и конкурентоспособности судов, сроков их постройки и др.

1.1. Производственные и технологические процессы в судостроении

Под производственным процессом (ГОСТ 14.004—83) понимается совокупность всех действий людей и ору­дий труда, необходимых на данном предприятии для изготовле­ния или ремонта продукции. Производственный процесс судо­строительного предприятия подчинен одной цели — выпуску су­дов конкретного типа, требуемого качества и в заданном коли­честве.

Технологический процесс (ГОСТ 3.1109—82)—это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные дей­ствия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. Под определением состояния предмета труда понимаются и контрольные действия. В ходе технологического процесса под влиянием трудовых действий или машин, а также внешних фи­зических воздействий происходит изменение внутренних свойств, формы, внешнего вида предмета труда. Например, после резки и гибки изменяются размеры и форма деталей корпуса, а резуль­татом сборки является та или иная конструкция; нанесенная на поверхность конструкции краска высыхает под воздействием внешней среды.

Каждый технологический процесс разделяется на операции. Операцией называется законченная часть технологического про­цесса, выполняемая на одном рабочем месте. Она выполняется неизменными исполнителями. Примерами технологических опера­ций могут служить резка листа на детали на стационарных ма­шинах тепловой резки; установка и закрепление на полотнище секций балок набора; гибка труб на трубогибочном станке. Опе­рация — основная единица при планировании и учете процессов производства на рабочих местах, при выборе технологического процесса, а также при их изучении.

Степень декомпозиции технологического процесса в значи­тельной степени определяется ее целями и типом производства. В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабиль­ности и объема выпуска продукции различают три типа произ­водств: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом вы­пуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается. При серийном производстве изделия изготавливаются периодически и повторяющимися пар­тиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное про­изводства. Для массового производства характерен большой объем выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых продолжи­тельное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна операция.

В судостроении наиболее характерными являются единичные, мелко- и среднесерийные производства, хотя в отдельных цехах может быть крупносерийное и даже массовое производство.

В зависимости от организации производства технологические процессы разделяются на единичные, типовые и групповые. Еди­ничным называют технологический процесс изготовления изделия одного наименования, типоразмера и исполнения. Технологиче­ский процесс изготовления группы изделий с общими конструктив­ными и технологическими признаками называется типовым. К групповым относят технологические процессы изготовления груп­пы изделий с разными конструктивными, но общими технологичес­кими признаками.

Для осуществления любого технологического процесса не­обходима та или иная совокупность орудий производства, ко­торые согласно ГОСТ 3.1109—82 называются средствами техно­логического оснащения. К ним относятся технологическое обо­рудование, оснастка, приспособления и инструмент.

Технологи­ческое оборудование — это те средства технологического оснаще­ния, в которых для выполнения определенной части технологи­ческого процесса размещаются материалы или заготовки, а также средства воздействия на них. Примерами технологического обо­рудования служат гибочные прессы, машины тепловой резки, агрегаты для сборки и сварки корпусных конструкций, станки для гибки труб, различные расточные станки и др.

Средства тех­нологического оснащения, дополняющие технологическое обору­дование для выполнения определенной части технологического процесса, называются технологической оснасткой. В качестве примеров такой оснастки можно назвать оснастку для изготовле­ния корпусных конструкций (стенды, постели и т. п.), оснастку к трубогибочным станкам, оснастку для проведения испытаний различных механизмов, устройств и т. п. К технологической ос­настке относятся также приспособления, предназначенные глав­ным образом для установки или направления перемещения пред­метов труда или инструмента при выполнении соответствующей технологической операции.

В процессе постройки судна при­меняется множество различных приспособлений, которые отли­чаются назначением, областью применения, принципом действия, конструкцией, способом применения. Примерами приспособле­ний могут служить направляющие для перемещения по заданной траектории полуавтоматов тепловой резки и сварочных автома­тов, приспособления для закрепления деталей, узлов и секций корпуса судна при их сборке, приспособления, применяемые при монтаже валопроводов, механизмов, трубопроводов, устройств и т. п.

Инструмент предназначен для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Номенклатура инстру­мента, применяемого в судостроительном производстве, весьма широка. Здесь и разметочный, проверочный, сборочный инстру­мент, инструмент для механической и тепловой резки металла, инструмент для обработки поверхностей и т. п.

сятся также приспособления, предназначенные глав­ным образом для установки или направления перемещения пред­метов труда или инструмента при выполнении соответствующей технологической операции.

Инструмент предназначен для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Номенклатура инстру­мента, применяемого в судостроительном производстве, весьма широка. Здесь и разметочный, проверочный, сборочный инстру­мент, инструмент для механической и тепловой резки металла, инструмент для обработки поверхностей и т. п.

Разработка технологических процессов, выбор существующих или создание новых средств технологического оснащения осу­ществляется на стадии технологической подготовки производства к постройке судов новых проектов на судостроительном пред­приятии.