Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.10.2023

Размер:

8.42 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2018 19 20 > Следующая >>>

п а л у бы требует пригонки по плоскости перекроя и приводит фактически к предварительной приварке кницы лишь к балке па

лубного набора,	при этом сохраняется м о н т а ж н а я	приварка к на
стилу палубы .	Следовательно, накройные кницы	без пригонки

могут быть установлены и приварены только в потолочном поло жении после стыкования секций, балки которых соединяются этими кни цами.

	При	горизонтальном
расположении				узла	(со
единение		продольных				ре
бер	жесткости			борта		и
продольных			переборок			с
верти к ал ьиы м и				сто й к а м и
поперечных				переборок
на	танкерах)			по анало
гичным		причинам			на
кройные		соединения			без
пригонки				возможны
только		в	случае		мон
тажного			выполнения
узла .

При нижнем располо жении узла (соединение шпангоутов с продоль ными ребрами днища скуловыми кницами на танкерах — рис. 49) сты ковое соединение позво ляет включить т я ж е л у ю скуловую кницу в секцию

Рис. 49. Соединение шпангоута со скуловой

кницей: а — стыковое; б — накройное.

днища . Если торец шпангоута сваривают с листом кницы, требу


ется пригонка только по длине шпангоута					и	сведение	его	конца
в теоретическую		плоскость	кницы; при наличии			з а з о р а	м е ж д у тор
цом	шпангоута	и кницей	неточности	расположения			шпангоута
по	длине секции	борта компенсируются		сдвигом плоскости				кницы
по свободной полке шпангоута . Применение					накройного		соединения

при введении скуловой кницы в секцию днища исключает пригонку по длине шпангоута, но требует пригонки по плоскости перекроя, т. е. приводит к операции сведения концов балок. Поэтому и для нижнего расположения узла накройные соединения без пригонки осуществимы лишь при монтажной установке книц.

Третью группу узлов соединений корпусных конструкций со ставляют узлы пересечения балок набора (рис. 50). Технико-эко-

171

комический анализ этого типа узлов показал, что при	использова
нии свободных вырезов для прохода балок главного	направления

сквозь стенки рамных связей применение накройных заделок для соединения стенок пересекающихся балок целесообразно и допу стимо. При любом характере нагруженпя узлов пересечения на-

кройные соединения	воспринимают только срезывающие усилия.
а)	Б)

Рис. 50. Узлы пересечения балок			набора: а — непосредственное				сое
динение стенок балок		стыковое;	б—киичное	соединение		балок	сты
ковое при	свободных	вырезах;	в—соединение	балок заделкой			на-
кронное;	г—киичное	соединение балок накройиое			при	свободных
		вырезах.
Накройные соединения стенок балок в узлах					пересечения полу
чили широкое распространение			д а ж е д л я	наиболее		ответственных

конструкций корпуса на крупнотоннажных танкерах иностранной

постройки	(«Брюс		Ярл»	дедвейтом 55 470 т,		«Валентиниан» дед
вейтом 91 520		т и	др.) и	отечественных	(типа	«Крым» дедвейтом
- 1 5 0 000	т ) .
К а к и	д л я	внутрисекционных узлов			соединения балок разных

направлений, относящихся ко второй группе, стыковое соединение кницы с балкой главного направления в узле пересечения более рационально, чем накройное. Поэтому в таких узлах от накройных соединений в последнее время отказываются .

Таким образом, решение вопроса о целесообразности примене ния накройных соединений требует подробного анализа техноло-

172

гичности и работоспособности конструкций, включающих эти узлы, и разработки конкретных рекомендаций. Однако у ж е сейчас можно сделать некоторые принципиальные выводы.

1. Применение накройных соединений возможно только в тех конструктивных узлах, в которых они могут выполнять роль размерных компенсаторов, не требуя при этом дополнительной

пригонки	по плоскости сопряжения деталей		(плоскости	перекроя) .
В остальных случаях в связи		с определенной	последовательностью
сборки и большой вероятностью отклонений по плоскости				перекроя,
величина	которых выходит	за пределы нормального		сварочного

зазора, использование накройных соединений перестает быть тех нологически оправданным .

2. В узлах соединения набора наиболее сложной и трудоемкой является операция сведения концов балок с последующей их подваркой вручную. Поэтому применение накройных соединений пер

спективно д л я узлов, в которых перекрой деталей	осуществляется
только по плоскости одной из соединяемых балок.	Это ж е поло

жение справедливо и для соединения балок набора с листовыми конструкциями.

3. В ряде сварных конструкций накройные соединения наиболее технологичны и достаточно работоспособны, и отказ от них ничем не обоснован. В частности, накройные соединения можно рекомен

довать для узлов следующих типов: межсекционные	соединения
балок взаимно препендикулярных перекрытий, если	связи л е ж а т

в различных плоскостях (кничные соединения стоек поперечных

переборок с		бимсами, шпангоутов с продольными						ребрами		палуб
и т. п.); соединения стенок					пересекающихся		связей;		соединения
выгородок с комингсами				или	несимметричным		набором		вышележа
щих палуб.
Узлы пересечения балок набора . Требования достаточной проч
ности	узлов	пересечений		и	устойчивости балок			набора, которые
нашли	отражение		в П р а в и л а х			классификационных обществ,				обу
словили выбор и			применение		в	судостроении	основного		типа	внут-

рисекционного пересечения балок набора разной высоты: стенки

балок основного и рамного набора непосредственно		соединяются
сварным швом; в плоскости к а ж д о й второй	балки главного		направ
ления по стенке рамной связи устанавливается ребро, а в			плоско
сти к а ж д о й четвертой балки — кница или	бракета .	П р и	сборке

корпусных		конструкций с	применением	такого у з л а используются
два	принципиально различных варианта технологического про
цесса	[66]	— п а р а л л е л ь н а я	и р а з д е л ь н а я	сборка.

При параллельной сборке балки продольного и поперечного набора образуют технологически изолированные ячейки, что при

водит	к вынужденным перерывам	в приварке набора у каждого
узла	пересечения и, следовательно,	к возможному скоплению в этом

173

районе дефектов сварки. Если учесть, что по линии	соединения
балок набора с обшивкой в зоне узла пересечения	возникают

значительные дополнительные отрывающие и касательные усилия [19], то это может существенно снизить долговечность узла и привести к трещинам [123], что и отмечено на эксплуатируемых судах.

Применение раздельного метода сборки позволяет производить приварку б а л к и набора главного направления с одной установки автомата без перерыва процесса сварки у к а ж д о г о узла . О д н а к о д л я установки перекрестных связей при выставленном и приварен-

1	я	IV	I
си			I
«	ha, CP		ha, cp
«о	ha, CP		ha, cp
о	8s
"5	8s
"5
Рис.	51. Систематические и	случайные	неточности взаимного
	положения балок	в узлах	пересечения.

ном наборе главного направления необходимо обеспечить опре

деленную точность изготовления		и установки	деталей	и узлов
с тем, чтобы сварочный зазор	м е ж д у стенками пересекающихся
балок не выходил за нормируемые пределы.
Величины систематических	и	случайных	ошибок	взаимного

положения стенки балки главного направления и вертикальной

кромки	выреза	в перекрестной			связи		(рис. 51)		определяются		выра
жениями
			s^s	+	iSs	+	ha^;				( I I I . 6 )
где s —
i	— номинальная шпация			набора;
6s — номер		рассматриваемой				балки,		отсчитываемый		от	неко
ft — торой базовой балки				в	секции;
	систематическая		ошибка шпации					набора;
ССср	— высота	балки	главного			направления;
	систематическое		угловое			отклонение			балки от	номиналь
Osh — ного положения;
174	стандарт координат				расположения				вырезов	по	длине
174	в стенке рамной		связи;


Gsji, oa — стандарты		координат расположения в д о л ь - р а м н о й связи
и углового		отклонения балки главного				направления .
На основании ф о р м у л ы				( I . 19) можно определить			вероятность
отсутствия пригонки		при раздельной			сборке для узла		с непосред
ственной сваркой	стенок		балок. З а м е р ы фактической				точности сбо-
рочно-сварочных	работ		[31] и их статистическая			обработка		позво
лили получить следующие				значения	дл я величин	систематической
и случайной составляющих				ошибок	взаимного положения			деталей

в узле пересечения при машинной газовой резке и автоматической приварке набора

\|s—s~-\|^(0,45—0,001/г)±=1 + 0,01Л мм;		(III . 8)
CTs«2,9(H-0,0012A)	мм.	( I I I . 9 )
Результаты расчетов вероятности пригоночных работ в зави
симости от высоты балок набора и количества узлов		пересечения
вдоль одной перекрестной связи в пределах секции		представлены
на рис. 52.
Д а н н ы е , приведенные в § 3, позволяют	т а к ж е определить необ
ходимые номинальные величины з а з о р о в	(рис. 53),	при которых

с достаточной достоверностью гарантируется отсутствие пригоноч

ных работ
		А >		\| t m a x 6 s \| +	/KxCp + 3,0as ,		(ШЛО )
или, после подстановки			числовых значений,
			А > 11,4 +		0,014/г мм.		(III.11)
Если	учесть	технологические требования,				п р е д ъ я в л я е м ы е		к ка
честву приварки заделок (в случае					их установки), обварки			торцов
стенок	р а м н ы х	связей	в	районе	вырезов,	а т а к ж е	требования

унификации элементов и деталей корпусных конструкций, то вели чина зазора д о л ж н а составлять не менее 30 мм, что дл я всех реальных профилей балок главного направления гарантирует от сутствие пригонки.

Аналогичным образом можно получить необходимый зазор А \ между кромкой выреза в перекрестной связи и горизонтальной

полкой балки главного направления . После			подстановки	числовых
значений получим для несимметричных полособульбовых				профилей
№ 64-246 Ai = 6,84-8,0 мм;	дл я	тавровых	профилей	Ai = 9,5 +
-г-0,027Дп мм (см. рис. 53).
Очевидно, такие зазоры	могут	быть в ы д е р ж а н ы лишь при вы

полнении свободных вырезов, ширина и высота которых не менее

fta^^ + Ai, Ьв^Ь + 2/S.. Расчеты по этим	в ы р а ж е н и я м показывают
вполне удовлетворительное совпадение	теоретических данных

175

Рис. 52. Вероятность выполнения пригоночных работ в узлах пересечения набора при непосредственной сварке стенок балок.

спрактически применяемыми р а з м е р а м и свободных вырезов [103],

[110].

Использование свободных вырезов д л я осуществления раздель

ной сборки без пригонки возможно при следующих					принципиаль
ных	вариантах	конструктивного	оформления	узлов	пересечений:
—	соединение	стенок профилей	набора з а	д е л к а м и	(стыковыми

или накройными); расстановка подкрепляющих ребер и книц по стенке рамной связи в соответствии с требованиями, предъявляе мыми к узлу с непосредственной сваркой стенок пересекающихся балок;

Рис. 53. Зазоры в узлах пересечения набора при свободных вырезах в рамных связях.

— соединение балок набора односторонней кницей в к а ж д о м узле;

— соединение балок набора двусторонними кницами в к а ж д о м узле; одна из книц приваривается к пояску рамной связи.

Аналогичные конструктивные решения применимы и для непро ницаемых узлов пересечения.

Выбор наиболее рациональных вариантов этих решений опреде ляется работоспособностью конструкций и их экономическими пока зателями .

Д л я оценки работоспособности узлов пересечения при различ ных условиях нагружения проведен широкий цикл эксперименталь ных исследований [12], [13], [40] . Они показали, что значительная часть реакций поперечной нагрузки (40—50%) передается на перекрестные связи через присоединенный поясок обшивки; по линии сопряжения балок главного направления с обшивкой в рай оне узла пересечения развиваются дополнительные усилия, которые

могут	превышать номинальные напряжения в	элементах балок
[19] .	При этом работоспособность узлов пересечения тем выше,
чем	больше жесткость соединительных деталей	или элементов

А. И. Бронскнй н д р .

177

в узле. Как правило, она обеспечивается, если площадь сечения соединительных деталей сос (рис. 54) удовлетворяет условию COC/COG=^0,7—ОД где сол — площадь сечения стенки балки главного направления, и одновременно выполняются требования Правил Ре гистра С С С Р , предъявляемые к катету сварного шва и к ширине перекроя. Кроме того, пересекающиеся связи в районе узла должны быть приварены к обшивке двусторонними швами в соответствии с требованиями Правил классификационных обществ. При выпол

			ощиj<Pc					auc=h3S3
	Рис.		54. Размеры соединительных				деталей	в	узлах		пересечения
					балок	набора.
пении	указанных			условии	применение узлов				со	свободными выре
зами	в	стенках рамных			связен вполне допустимо. Работоспособ
ность	этих		узлов	оказывается		не	ниже,	чем		при	использовании
узлов	с	непосредственной			сваркой		стенок		балок;		обеспечивается

такж е необходимая устойчивость плоской формы изгиба балок.

Типовые конструктивные узлы пересечения со свободными									выре
зами	и	области	допустимого		их	использования		приведены
в табл.	16.
Таким		образом,	при	различных		вариантах	конструктивного
оформления узлов			пересечения		их прочностные		(эксплуатацион
ные) характеристики практически одинаковы; не меняются									т а к ж е
размеры		основных	связей	конструкции,		масса заказного		материала
и технологическая			оснастка. Поэтому			сопоставление		вариантов

конструктивных узлов достаточно производить только на основании

рассмотрения суммарной	трудоемкости технологических операций
с учетом вероятности их	выполнения.

178

Таблица 16

Узлы пересечения балок набора с использованием свободных вырезов

Э с к и з и размеры элсмептоп узла

Область п р и м е н е н и я

В перекрытиях палуб, бортов и переборок

»J0.	1	При 1,6		< Я/Л <	2,5

	15-20)	(кницы	на	каждой	балке
		главного	направления)

При Я/Л < 1,6 и Я/Л>2,5

В районе опорных сече ний рамных связей в тех случаях, когда площадь нетто поперечного сечения стенки недостаточна для восприятия перерезываю щей силы и для перекры тий, на которые, возможно воздействие значительных сосредоточенных нагрузок (продольные ребра борта и продольных переборок танкеров в районе распо рок, а также при увели ченной длине отсеков; шпангоуты судов, шварту ющихся в море, и т. п.)

В перекрытиях, имею щих значительную кривиз ну, при приварке балок нормально к обшивке

у*	179

	Продолжение табл. 16
Э с к из п размеры элементов узла	Область п р и м е н е н и я

В диищсных перекрытиях при продольной системе набора

>0,8h

-5

В средней и кормовой частях длины судна вне района машинного отделе ния


Для балок		в		районе
действия	значительных
сое редото чей н ы х			нагрузок
(носовая	часть	судна,			ма
шинное	отделение,			балки
пастила	второго		дна		ру
довозов,	балки		днища		в
районах	доковых		дорожек
и спусковых путей, и т.					п.)

П р и м е ч а н и е : 1.		Размеры вырезов		для	всех	узпов одинаковы .
2.	П е р е к р о и заделок,		размеры и расстановка			п о д к р е п л я ю щ и х ребер, катеты сварных
швов — в соответствии			с П р а в и л а м и	Регистра		СССР.
3.	При применении	б а л о к симметричного			профиля конструкции п размеры элементов
в	у з л а х аналогичны		приведенным.

При этом возможны различные технологические мероприятия, снижающие вероятность пригонки в узлах с непосредственной

сваркой стенок балок при раздельной	сборке		[20]:
— расширение сварочных зазоров	в	пределах,		допускаемых
П р а в и л а м и классификационных обществ		(до 4	м м ) ,	при компен

сации их путем увеличения катета шва, соединяющего стенки пе ресекающихся балок;

— усиление межоперационпого контроля точности сборочносварочных работ и -строгое соблюдение нормируемых допусков

(статистические данные		показывают,	что	в среднем	фактические
отклонения	установочных	размеров	балок	главного	направления
на 20—50%	превышают	д о п у с к а е м ы е ) ;

— предварительный наклон балок главного направления в сто рону, противоположную ожидаемой угловой сварочной дефор мации.

180

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2018 19 20 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ