19 Проектирование и постройка судов А5

Проектирование судов.

1) Постройка судов связана с большими материаль­ными затратами и привлечением к ней определенного числа предприятий различных отраслей промышленности. 2) Чтобы не оказаться в экономическом проигрыше от эксплуатации постро­енного нерентабельного судна, необходимо вначале разрабо­тать его проект. 3) В процессе проектирования выполняют комп­лекс чертежей, расчетов, ведомостей, пояснительных записок, смет и прочей технической документации, которая содержит технико-эксплуатационные характеристики будущего судна. 4) Про­екты судов разрабатывают в проектно-конструкторском бюро (ПКБ) конструкторы различных специальностей: кораблестрои­тели, механики, специалисты по радио- и электротехнике, атом­ной энергетике и другие. Процесс проектирования разделяется на несколько стадий.

Стадии проектирования судна

Сам процесс разработки проекта судна начинается с заявки заказчика – владельца будущего судна, содержащей исходные основные технико-эксплуатационные требования к судну (ОТЭТ). В числе этих требований обычно указывается: 1)назначение, 2)условия эксплуатации, а также 3)количество судов, необходимых заказчику. Эта заявка поступает в проектную организацию, которая на ее основе разрабатывает техническое задание на проектирование судна.

В техническом задании на основе изучения предполагаемого характера эксплуатации судна, обобщения и анализа опыта и тенденций мирового судостроения развиваются и уточняются данные ОТЭТ. Применительно к транспортным судам в техническом задании обычно указывают:

1. тип и назначение судна;

2. грузоподъемность и характер перевозимого груза;

3. скорость хода;

4. тип энергетической установки;

5. район и дальность плавания;

6. автономность;

7. ограничения главных размерений;

8. класс Регистра;

9. международные конвенции, требованиям которых должно удовлетворять судно;

10. требования к общему расположению и обитаемости;

11. численность и состав экипажа;

12. специальные требования, относящиеся к мореходным качествам, устройствам, системам, средствам связи и навигации, степени автоматизации и т.п.

Одно из важных условий к содержанию технического задания является отсутствие противоречий между отдельными требованиями.

Техническое задание согласовывается с заказчиком, и после его утверждения передается проектно-конструкторским организациям для разработки на его основе технического предложения, которое, по сути, является сокращенным проектом судна.

Техническое предложение. К основным задачам, решаемым на данной стадии, относятся следующие:

1. проверка выполнимости и совместимости требований задания,

2. предварительное определение основных элементов и общего расположения судна,

3. проверка возможности комплектации судна необходимым оборудованием,

4. определение проектной стоимости и экономической эффективности его эксплуатации,

5. сопоставление проектируемого судна с существующими судами.

В состав материалов данной стадии включаются, кроме пояснительной записки и расчетов, эскизы теоретического чертежа и общего расположения судна.

Как правило, техническое предложение разрабатывается в нескольких вариантах несколькими проектными организациями. В результате конкурса выбираются лучшие из них, которые являются основой для дальнейшей разработки проекта.

На основе этих вариантов, прошедших экспертизу, согласование и утверждение, разрабатывается эскизный проект, в котором уточняются характеристики полученные на предыдущей стадии путем более детальных расчетов и чертежей.

Эскизный проект. На этом этапе разрабатывается:

1. конструктивный мидель-шпангоут,

2. выполняются расчеты по прочности судна и определению элементов корпусных конструкций,

3. разрабатываются положения по технологии и организации постройки судна,

4. определяется стоимость головного и серийного судов.

Эскизный проект должен содержать принципиальные проектные и конструктивные решения по всем элементам судна и обоснование выбора оптимального варианта, для последующей разработки. Так же как и техническое предложение, эскизный проект проходит экспертизу, согласование и утверждение. На следующей стадии проектирования разрабатывается Технический проект, в котором окончательно определяются все элементы суда и его технические и эксплуатационно-экономические характеристики. Как правило, элементы судна и его технические характеристики, принятые в эскизном проекте существенно не меняются. На данной стадии решаются в основном конструктивные и технологические вопросы

• по корпусу,

• энергетической установке,

• оборудованию и расположению помещений.

Технический проект проходит через экспертизу, согласование, одобрение органами надзора (Регистр, техническая инспекция, комитет по экологи и пр.) и утверждение. На основе материалов технического проекта комплектуется документация для заключения договора на постройку судна.

На основе технического проекта разрабатывается рабочая конструкторско-технологическая документация, позволяющая организовать технологический процесс обработки и сборки конструктивных составляющих судна, монтаж его оборудования и всю последовательность постройки судна.

§ 34. Постройка судов

Судостроительные пред­приятия. Суда строят на специализированных судостроительных пред­приятиях, которые делятся па судостроительные заводы — пред­приятия, выполняющие весь объем работ по корпусу, а также изготовляющие некоторые виды судовых механизмов, и судо­строительные верфи, которые выполняют весь объем работ по корпусу, а механизмы и оборудование получают от других за­водов-поставщиков. В состав судостроительного завода входят:

1.основные цехи верфи—

1. корпусообрабатывающий,

2. сборочно-сварочный,

3. стапельный,

4. механомонтажный,

5. трубомедницкий,

6. де­ревообрабатывающий и другие;

2.основные цехи машинострои­тельной части завода—

1. модельный,

2. чугунолитейный,

3. сталели­тейный,

4. цветного литья,

5. кузнечный,

6. токарный,

7. слесарный и другие;

3.вспомогательные цехи—

1. инструментальный,

2. ремонтно-механический,

3. электромонтажный,

4. транспортный и другие;

4.склад­ское хозяйство—

1. главный магазин,

2. склад судового оборудова­ния,

3. склад комплектации и т. д.;

5.энергетическое хозяйство—

1. котельная,

2. трансформаторные подстанции,

3. компрессорная,

4. кис­лородная и аргонная станции,

5. углекислотная станция,

6. теле­фонная станция и т. д.

Судно строят по определенным технологическим этапам.

1.Подготовка производства. Для материально-технического обеспечения строительства будущего судна завод-строитель за­ключает договоры с заводами-поставщиками на плановую по­ставку необходимых материалов и оборудования. Производят разбивку плаза, т. е. вычерчивают теоретический чертеж в на­туральную величину на гладком деревянном полу. С плаза снимают шаблоны, чтобы по ним разметить листовой и про­фильный материалы и изготовить корпусные детали в соот­ветствии с формой, заданной теоретическим чертежом. В пос­леднее время применяют масштабную разбивку плаза, при ко­торой теоретический чертеж вычерчивают на плаз-щитах в масштабе 1:5 или 1:10. В этом случае разметку произво­дят с помощью фотопроекционной установки. Получив из ПКБ рабочие чертежи, завод-строитель разрабатывает рабо­чую технологию изготовления секций и сборки корпуса на ста­пеле. Разрабатывают технологический график постройки судна, изготовляют необходимые приспособления, оснастку и инстру­мент.

2

Рис. 127. Секции корпуса: а — сборка средней части корпуса танкера из сек­ций; б — транспортировка блока носовой оконечности сухогруза на сборку корпуса.

1— секция днища средняя; 2 — секция борта; 3 — секция палубы; 4— секция днища у борта; 5 — наружная обшивка; 6 — шпангоут; 7 — пиллерс, 8—палуба бака; 9 — верхняя палуба: 10 — нижняя палуба; 11 — платформа; 12 — вертикальный киль.

.Заготовка деталей корпуса. Ко времени завершения подго­товки производства на судостроительный завод начинают ча­стично поступать заказанные материалы и оборудование. Имея рабочие чертежи секций, корпусообрабатывающий цех присту­пает к изготовлению деталей секций по шаблонам или по не­посредственной разметке (флоры, стрингеры, бимсы, кницы и т. д.). Одновременно приступают к изготовлению деталей до изоляционного насыщения, т. е. деталей, которые должны привариваться к корпусным конструкциям до проведения ис­пытаний на непроницаемость и до установки изоляции (приварыши, башмаки, фундаменты и т. д.). Готовые детали секций и доизоляционного насыщения поступают на склад или непо­средственно на сборку.

3.Изготовление секций. По мере накопления деталей корпуса в сборочном цехе начинают сборку секций. Все секции, из ко­торых собирается корпус судна, делятся на плоскостные сек­ции, т. е. конструкции, состоящие из плоского или имеющего небольшую кривизну полотнища, которое подкреплено ребрами жесткости; объемные секции (рис. 127, а), т. е. конструкции, имеющие замкнутый объем (днище со вторым дном, секции борта с отсеками и т. д.); блок-секции — объемные конструк­ции, состоящие из нескольких плоскостных и объемных секций. Размеры и масса секций определяются исходя из размеров строящегося судна, наличия соответствующих производствен­ных площадей, размеров поставляемого материала и грузоподъ­емности кранового оборудования судостроительного предприя­тия. Обычно при изготовлении секций на них устанавливают детали насыщения: различные приварыши, фундаменты,

д

Рис. 129. Способы формирования корпуса из секций: а — пирамидальный; б — островной; в — по отсекам. 1,2, 3 — отсеки; I, II, III — острова.

етали крепления электрооборудования и т. д. В отдельных слу­чаях кроме насыщения в блоках секций может устанавливаться некоторое оборудование: мелкие механизмы с трубопроводами, дельные вещи, детали судовых устройств и т. д. Максималь­ное насыщение секций при их изготовлении позволяет сокра­тить срок постройки судна. После изготовления и испытания секций на прочность и непроницаемость их отправляют на склад или на стапель для сборки корпуса судна.

4.Сборка корпуса судна на стапеле (рис. 128). Корпуса круп­нотоннажных судов на стапеле формируют из секций, блоков и комбинированным (секционно-блочным) способом. По длине и высоте корпус судна разбивают на строительные районы, которые обычно объединяют группу однородных отсеков, огра­ниченных главными поперечными водонепроницаемыми пере­борками или палубами. Такая разбивка позволяет рационально вести постройку корпуса судна и его насыщение. Сборку кор­пуса на стапеле начинают с закладной секции, в качестве которой принимают обычно секцию МО, как самую насыщен­ную различным оборудованием. Это дает возможность развер­нуть в закладной секции фронт работ по монтажу оборудо­вания и отделке помещений еще до стыковки с ней осталь­ных секций корпуса. Подобный прием значительно сокращает срок строительства судна. Дальнейшее формирование корпуса может производиться одним из следующих способов: (рис. 129): пирамидальным способом — корпус наращивают в длину и вы­соту от закладной секции; островным способом — формируют две-три пирамиды по длине судна, в районе смыкания пирамид устанавливают так называемые забойные секции; формирова­ние по отсекам — длина каждой формируемой части ограничи­вается длиной между двумя монтажными стыками, т. е. дли­ной одного отсека. Корпус собирают на специальных опорных устройствах стапеля, которые служат для установки и сты­ковки секций и спуска судна на воду. Наиболее удобным яв­ляется опорное устройство с тележками, которые передвига­ются по рельсам, что позволяет легко осуществлять стыковку блоков. Тележки оборудованы гидравлическими домкратами, что дает возможность регулировать нагрузку на них и предот­вращать недопустимый изгиб корпуса в случае проседания стапеля. Корпуса крупнотоннажных судов с большой спуско­вой массой собирают обычно в сухих доках на клетках.

5.Испытания корпуса на прочность и непроницаемость. По окончании стапельной сборки корпуса, приварки доизоляцион­ного насыщения и установки донно-забортной арматуры произ­водят испытания отсеков корпуса водой или воздухом. Мон­тажные швы подвергают гаммаграфироваиию. Если отсек испытывался в составе секции, повторных испытаний обычно не производят. Таким образом судно подготавливают к спуску на воду.

6.Монтажные и отделочные работы. Данный вид работ вклю­чает монтаж судового механического оборудования, в том чи­сле и главных двигателей. К этим работам относятся также монтаж судовых устройств и трубопроводов судовых систем, отстройка и отделка помещений, окраска подводной части корпуса. Монтажные и отделочные работы ведут одновременно несколько цехов, чтобы сократить срок строительства. Основ­ной объем работ по постройке судна стремятся выполнить на стапеле, до спуска судна на воду. Обычно готовность судна на стапеле доводят до 70—85 %•

7.Спуск судна на воду. Принцип спуска судна со стапелей зависит от устройства стапеля. Различают боковой спуск— судно спускается бортом к воде и продольный спуск — в воду входит носовая или чаще кормовая оконечность. Спуск судна может осуществляться на тележках, или судно может сколь­зить по спусковым дорожкам под действием собственной силы тяжести. При постройке судна в сухом доке оно всплывает по­сле заполнения дока водой. Мелкие суда могут быть спущены на воду краном большой грузоподъемности.

8.Достройка судна на плаву. После спуска судно подводят к специально оборудованному достроечному пирсу, где завер­шают все монтажные и отделочные работы. Во время до­стройки могут начать испытывать некоторые узлы судна в дей­ствии.

В заключение следует упомянуть о методах постройки се­рий судов на современных судостроительных предприятиях. По­точно-позиционный метод (конвейерный) применяют на круп­ных предприятиях. При постройке судов этим методом на каж­дой позиции бригады высококвалифицированных рабочих вы­полняют определенные, предусмотренные для данной позиции работы, после чего судно передвигают на новую позицию. По­точно-бригадный метод предусматривает переход специализиро­ванных бригад с одного судна на другое, а суда с начала постройки до спусковой готовности находятся на одном месте.

Во время постройки судна инспектора Регистра при­нимают поднадзорные Регистру законченные судовые узлы, кон­струкции и оборудование и оформляют это соответствующим актом. Кроме Регистра, наблюдение за постройкой судов ведет ПКБ-проектант. Его представители помогают заводу в решении различных технических вопросов, возникающих при постройке, а также производят необходимую корректировку технической документации.