книги из ГПНТБ / Логинов С.П. Экономика судостроительной промышленности учебник

На атомных подводных лодках в США, например, применяют поли­ этиленовые листы толщиной от 6 до 60 мм общим весом до 20 т. Атомный крейсер США «Лонгбич» имеет на борту до 400 т полиэти­ лена, применяемого в качестве биологической защиты.

Фронт исследовательских работ в области создания и использо­ вания новых синтетических материалов с каждым годом расши­ ряется, а возможности их применения в технологических процессах практически не ограничены.

§ 36

Совершенствование принципиальных схем постройки и спуска судов

Выбор места для строительства судостроительного или судоре­ монтного предприятия зависит от ряда факторов. К числу их отно­ сятся географические, топографические, геологические и гидрологи­ ческие условия местности, принципы организации производства и современной технологии, закладываемые в проект нового завода.

Эти факторы диктуют способ размещения цехов и расположения спусковых и судоподъемных сооружений любого судостроительного предприятия.

Основной схемой судостроительного предприятия в дореволю­ ционной России был универсальный судостроительный завод с разви­ тыми судокорпусными и судомеханическими цехами. Главными типами спусковых сооружений для постройки судов являлись про­ дольные наклонные стапели; иногда применялись поперечные ста­ пели.

На судоремонтных заводах использовались Мортоновы эллинги

исухие и плавучие доки ограниченных размеров, служившие для подъема и ремонта судов.

Всоветское время были построены новые судостроительные заводы

иверфи и реконструированы старые. В проектных организациях накопился большой опыт проектирования судостроительных пред­ приятий, на основе которого создавались оригинальные технические решения при разработке генеральных планов заводов и верфей и при размещении отдельных технических сооружений.

Принципиально новым и правильным следует признать спрямле­ ние пути прохождения металла: с заводского склада, через цехи обработки, предварительной сборки и сварки, к стапельной сборке, монтажу и достройке судна. Наиболее рациональным технологи­ ческим решением является сокращение расстояния между монтаж­ ными цехами и самим строящимся судном. Цехи, не принимающие

непосредственного участия в достроечных и монтажных работах, а также различного рода склады располагаются на втором плане.

Широкое применение поточно-позиционного метода при постройке судов потребовало новых решений в размещении цехов и располо­ жении судоспусковых и судоподъемных сооружений.

На вновь строящихся и реконструируемых предприятиях по­ стройку и спуск судов в зависимости от их размеров и веса осуще­

ствляют различными способами: 1) на слипе с системой спуска и подъема судов на тележках по рельсовым путям; 2) с^помощью комплекса доков на высоких отметках с наливным шлюзным бассей­ ном перед ними; 3) на горизонтальных стапельных местах со спуском судна посредством плавучего дока, наливной док-камеры или вер­ тикального судоподъемника; 4) на строительных сухих доках обыч­ ного типа с построечными местами.

При строительстве новых верфей и заводов предусматривается устройство построечных мест, обеспечивающих закладку судов на ровный киль и заменяющих старые стапели с наклонными плоско­ стями. При этом предусматривается широкое использование гидро­ технических сооружений для спуска судов (весом до 10 000 т) — при постройке, а также для подъема и спуска — при производстве судоремонтных работ.

При постройке новых судостроительных предприятий в районах с суровыми климатическими условиями, для спуска судов предусма­ тривались наливные доки с отапливаемыми эллингами, что обеспе­ чивает круглогодовую работу по постройке судов независимо от климатических и гидрометеорологических условий..

Наиболее распространенными на судостроительных заводах яв­ ляются системы, включающие стапельные площадки с сетью рельсо­ вых путей для перемещения судов по двум взаимно перпендикуляр­ ным направлениям, а также с площадок постройки к подъемному или спусковому устройству. В отечественной практике такие устрой­ ства называются слипами.

Слипы устраивают так, чтобы они обеспечивали возможность независимого спуска и подъема судов на нескольких построечных местах, при этом горизонтальное передвижение их будет происходить на тележках, а в ряде случаев с использованием трансбордера. Спуск и подъем судов производят по рельсовым путям вдоль или боком к наклонной плоскости при помощи одноярусных тележек с сохранением горизонтального положения судна.

Слиповые устройства применяют на судостроительных и судо­ ремонтных предприятиях для небольших судов (с доковым весом до 3000 т). Однако технические возможности позволяют использо­ вать слипы и для постройки судов большего тоннажа (с доковым весом до 5000 т). Постройка судов со спусковым весом до 10 000 т может осуществляться еще на горизонтальных площадках; при этом для спуска обычно применяют наливные док-камеры. Передвигают судно на тележках. В этой комбинации основным элементом является наливная док-камера, представляющая собой шлюз с бортовым пере­ мещением судна. Верхняя часть шлюза находится на уровне терри­ тории постройки и отгорожена от нее возвышенными стенками с про­ ходом для судов, перекрываемым откатными воротами. Нижняя ступеньшлюзовой камеры отделена от акватории двустворчатыми воротами или затворами. Подготовленное к спуску судно вводится на тележках в верхнюю ступень камеры. Камера заполняется водой, судно всплывает и перемещается на заглубленную нижнюю ступень. Затем камера опорожняется. После снижения уровня воды в камере

164 '

до уровня акватории судно выводится через ворота нижней ступени шлюза. Такая система пригодна и для спуска, и для подъема судов. Если док-камера предусматривает обслуживание двух-трех сбо­ рочно-монтажных линий, то верхняя ступень камеры соответственно уширяется для устройства в ней двух-трех ворот.

Система имеет ряд существенных преимуществ. Она является абсолютно надежной, в меньшей мере реагирует на изменение кли­ матических условий, позволяет осуществлять спуски или подъемы любых судов, размеры которых вписываются в габариты камеры, в период ледостава, при использовании теплых сбросных вод от теплоэнергосистем. На некоторых новых судостроительных пред­ приятиях удачно использована комбинация горизонтальной по­ строечной площадки с плавучим доком для спуска. В этом случае на палубе плавучего дока устанавливают рельсовые пути, которые стыкуются с путями на пирсе. Подготовленное к спуску судно на тележках перемещают на плавучий док. После затопления дока судно всплывает и отводится к достроечному пирсу.

Более крупные суда, со спусковым весом свыше 20 000 т, строят в сухих доках. Спуск судна на воду в этом случае заменяется всплы­ тием его после заполнения дока водой без каких-либо технических затруднений, которые иногда возникают при спуске судов больших размеров с обычных наклонных стапелей, особенно, если учесть отно­ сительно малую продольную прочность больших судов.

Судостроительные предприятия оснащаются транспортными сред­ ствами, а также кранами различной грузоподъемности, в зависи­ мости от назначения. Например, портальные краны имеют грузо­ подъемность 75—80 т, сборочно-сварочные цехи и эллинги осна­ щаются кранами грузрподъемностью до 100 т, при спаривании суммарная грузоподъемность их может составить 180—190 т. Для перемещения судов на горизонтальных стапельных местах создаются судовозные поезда из стапельных тележек со специальными гидрав­ лическими системами, способные транспортировать суда весом до 10 000 т. Для строительства крупнотоннажных судов, например танкеров дедвейтом около 150 000 т типа «Крым», сухой док осна­ щается двумя козловыми кранами грузоподъемностью по 360 т, что обеспечивает подъем секции судна весом до 600 т.

§ 37

Механизация и автоматизация производственных процессов.

Показатели уровня механизации и автоматизации

Механизация и автоматизация производственных процессов обес­ печивают дальнейший технический прогресс во всех отраслях социа­ листической промышленности, и в частности в судостроении. Повы­ шение уровня механизации и автоматизации значительно улучшает качественные показатели работы предприятия: способствует увели­ чению производительности труда и объема выпуска продукции, сни­ жает трудоемкость и себестоимость. Кроме того, с внедрением средств

165

механизации и автоматизации изменяется характер самого труда, создаются условия для окончательной ликвидации различий между трудом умственным и физическим, что придает этой проблеме поли­ тико-экономическое значение.

Под механизацией производственного процесса понимается замена в нем труда человека действием машины. Высшей ступенью разви­ тия механизации является автоматизация — применение машин, механизмов, приборов и других средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека.

Замена механизмов автоматической системой машин означает коренное, принципиальное совершенствование орудий труда. Преж­ няя трехзвенная система (двигатель, передаточный механизм, рабо­ чая машина) превращается в четырехзвенную, включающую в себя еще аппараты автоматического регулирования и управления произ­ водственными процессами (электрические, электронные, пневмати­ ческие). С помощью этих регулирующих устройств, работающих обычно на электрической энергии, осуществляется передача энергии движения, управляющих команд, контроль и управление работой.

Различают пять ступеней механизации и автоматизации произ­ водственного процесса: 1) механизированно-ручное, 2) механизи­

процессе в основном все операции осуществляются вручную, но отдельные операции производятся при помощи простейших меха­ низмов и механизированных инструментов, облегчающих и ускоряю­ щих труд человека. Механизированный производственный процесс характеризуется тем, что все его основные операции выполняются машинами и механизмами, но управление ими и вспомогательные операции частично производятся вручную. К о м п л е к с н о ­ м е х а н и з и р о в а н н ы й производственный процесс означает использование мащин по всему циклу, причем основные и вспомо­ гательные операции взаимосвязаны и обеспечивают заданный темп и производительность; управление машинами, механизмами и дру­ гим оборудованием частично также может осуществляться вручную.

При а в т о м а т и з и р о в а н н о м производственном про­ цессе основные и вспомогательные операции, а также процессы регу­ лирования выполняются без непосредственного участия человека, который осуществляет лишь наладку, профилактический ремонт, наблюдение и управление ходом производственного процесса. Нако­ нец, при к о м п л е к с н о - а в т о м а т и з и р о в а н н о м произ­ водственном процессе по всему циклу основные и вспомогательные операции и процессы регулирования осуществляются только с по­ мощью машин, и заданная производительность, а также качество продукции достигаются без непосредственного участия человека, на которого возлагаются функции наблюдения за работой специаль­ ных устройств или систем управления.

При автоматизированном и комплексно-автоматизированном про­ изводственном процессе применение ручного труда может допускаться

1 66

н и я м .

Механизацией и автоматизацией могут быть охвачены: отдельные станки и оборудование (полуавтоматы, автоматы), линии (поточная, механизированная поточная, комплексная механизированная поточ­ ная, автоматическая, комплексная автоматическая), отдельные про­ изводственные подразделения, участки, цехи и предприятия (ком­ плексно-механизированный завод, автоматизированный цех, ком­ плексно-автоматизированный участок).

Процесс механизации и автоматизации производства особое зна­ чение приобретает в судостроении, так как в этой области ручной труд занимал и занимает около половины всего объема работ по постройке судна. Уменьшить долю ручного труда в общем объеме его затрат, возможно главным образом за счет повышения уровня механизации и автоматизации производства.

По мере внедрения разнообразного механического инструмента

иоборудования и замены ручного труда машинным технический уровень производства, экономическая эффективность применяемых технологических процессов значительно повышаются, в результате также повышается и технический уровень выпускаемой продукции: улучшаются эксплуатационные качества судов, их прочность, надеж­ ность, долговечность, внешнее и внутреннее архитектурное офор­ мление, увеличивается коэффициент полезного действия судовых механических установок, экономическая эффективность судна.

Ванализ технического уровня судостроительной продукции входит: рассмотрение показателей экономической эффективности процесса судостроительного производства, определение абсолютных

иотносительных размеров капитальных вложений и сроков их оку­ паемости, а также оценка технико-экономических показателей эф­

фективности судов в эксплуатации, и прежде всего себестоимости перевозки груза и производительности труда судового экипажа. Результаты анализа сопоставляют с данными лучших существующих судов-прототипов отечественной и зарубежной постройки.

Технический уровень производства в судостроении определяется уровнем механизации и автоматизации производственных процессов, совершенством технологии и организации производства, а также степенью технической и энергетической вооруженности труда. Повы­ шение технического уровня судостроительного производства зависит от пополнения его новыми высокоэффективными механизмами, а также от расширения объема капитального ремонта и модерниза­ ции существующего оборудования, применения агрегатных станков и др.

При наличии большого объема монтажных работ, производящихся в основном вручную, механизация производства в судостроении'представляет собой важную и сложную задачу. Если основные работы по раскрою, обработке металла и его сварке удавалось механизи­ ровать посредством широкого применения различного рода меха­ низмов и машин, то для механизации вспомогательных работ, на

167

которых занято до 40% рабочих, в этом отношении еще имеются значительные резервы.

Механизацию производства в судостроении можно осуществлять использованием механизированного, пневматического и электри­ ческого инструмента; более широким применением пескоструйных и газорезательных аппаратов,' пульверизаторов, талей, транспорте­ ров и т. д. Механизация отдельных операций и видов работ в судо­ строении перерастает в комплексную механизацию, при которой с помощью машин производятся все основные технологические опера­ ции и вспомогательные работы, как это имеет место, например, при производстве якорных цепей, изготовлении фланцев и др. Наконец, развитие комплексной механизации приводит к автоматизации про­ изводства, как это осуществлено при изготовлении крепежных и других массовых изделий.

Главные направления развития средств механизации и автомати­

ного базисно-расходного склада с расположением его вблизи корпу­ сообрабатывающего цеха; оборудование склада кранами с поворот­

в о д с т в у : организация специализированных поточных линий для автоматической газовой и механической резки, обработки листового и профильного металла и сплавов, управление поточными линиями и производственным процессом с помощью автоматов с центрального пульта. Подача скомплектованных изделий механизированными те­ лежками на многоярусный склад корпусных деталей с полной меха­ низацией погрузочно-разгрузочных работ при их складировании и выдаче;

в) по с б о р о ч н о -с в а р о ч н о м у п р о и з в о д с т в у : применение поточно-позиционного метода сборки, при котором обес­ печивается ритмичность производства; закрепление постоянной но­ менклатуры и объема работ за позициями и бригадами; четкая спе­ циализация рабочих; сокращение пути транспортирования металла, узлов и дёталей к месту сборки и сварки секций корпуса и ликви­ дация перекрещивающихся грузопотоков; механизация подавляю­ щего большинства технологических, вспомогательных и транспорт­ ных операций;

г) п о п р о и з в о д с т в у с у д о в ы х т р у б о п р о в о ­ д о в : введение поточных линий для обработки и сборки труб и узлов и для изготовления металлических гибких шлангов; организация централизованного производства стандартных и унифицированных элементов трубопроводов и изготовления труб в задел с применением методов бесшаблонной гибки на станках с программным управлением; широкое использование стандартных элементов электростыковой сварки, внедрение узловой сборки в цехе и осуществление установки монтажных узлов на судах и т. д.;

168

д) п о м о н т а ж н ы м р а б о т а м : широкое использование метода агрегатирования механизмов и устройств и агрегатного мон­ тажа их на судах; применение малоусадочных, быстротвердеющих пластических масс взамен металла для прокладок и клиньев, а также эластичных пластических масс для амортизаторов под механизмы; создание и внедрение новых производственных средств механизации основных, вспомогательных и подъемно-транспортных операций и поточных линий для изготовления специальных узлов;

е) по д о с т р о е ч н ы м р а б о т а м : организация специа­ лизированных предприятий, цехов или участков централизованного производства судовых изделий поточным методом для снабжения ими судостроительных заводов; проведение широкой унификации этих деталей и изделий с целью создания на предприятиях или в це­ хах автоматических поточных линий; введение различных средств механизации слесарно-сборочных, изоляционных, малярных и от­ делочных работ.

В целях полиой-ликвидации ручных и главным образом тяжелых работ, выполняемых без машин или с частичным их применением, на предприятиях составляется план осуществления комплексной механизации производственных процессов. Разработка такого плана начинается с определения фактического уровня механизации и авто­ матизации производственных процессов.

Уровень фактического состояния механизации и автоматизации производства на предприятии и в целом по отрасли обычно опреде­ ляют для выявления работ, осуществляемых рабочими вручную,,

сцелью последующей разработки мероприятий по их механизации

иавтоматизации; сопоставления уровня механизации и автоматиза­ ции по соответствующим видам производства на различных пред­

приятиях и в целом по отрасли; разработки плановых норма­ тивов.

Уровень механизации и автоматизации производства характери­ зуется следующими тремя основными показателями: 1) степенью охвата рабочих механизированным трудом; 2) уровнем механизиро­ ванного труда в общих трудозатратах; 3) уровнем механизации и автоматизации производственных процессов в каждом из производ­ ственных подразделений. По всем видам производства показатели уровня механизации и автоматизации определяются по единым фор­ мулам.

Степень охвата рабочих механизированным трудом С„ находится как отношение числа рабочих, выполняющих работу механизиро­ ванным способом, к общему числу рабочих (в процентах).

Уровень механизированного труда в общих трудозатратах Ум.т в общем виде выражается как отношение времени, затрачиваемого на выполнение работ механизированным способом ко времени выпол­ нения всего производственного цикла (в процентах).

Уровень механизации и автоматизации производственных про­ цессов Уп определяется как отношение затрат времени, необходи­ мого для выполнения машинных процессов, к общим затратам вре­ мени (в процентах).

1<?9

Для завода в целом эти показатели можно определить по форму­ лам:

См = Рм1 + Ры2 + рмз + • ■■+ Рт, 100 о/0.

ства или производственном подразделении, выполняющих работу механизированным способом; Ум.т1, Ум.т2 > • ■•> Уы.т,і— уровень механизированного труда в общих трудозатратах в' каждом из про­ изводственных подразделений, %; Уп1, Уп2, . . ., Упп — уровень механизации и автоматизации прозводственных процессов в каждом из производственных подразделений, %; Р, Р г, Р 2, . . ., Рп —об­ щее списочное число рабочих на предприятии и в каждом подраз­ делении в момент определения уровня механизации соответственно.

§ 38

Типизация судов, стандартизация, нормализация и унификация судовых механизмов и судового оборудования

Успешное проведение типизации судов, унификации судовых механизмов и стандартизации судового оборудования, конструкций и узлов оказывает существенное влияние на развитие судостроительной промышленности.

Практическому осуществлению программы строительства гра­ жданского флота способствует постоянное совершенствование типов судов, их технических и архитектурно-конструктивных характе­ ристик при общем снижении строительной стоимости.

Намеченные к постройке суда должны соответствовать перспек­ тивному уровню развития транспортного флота и техники судострое­ ния, поскольку они будут эксплуатироваться в течение длительного срока и при наличии конкуренции на мировом фрахтовом рынке.

Всвязи с этим еще в период восстановления как морского и реч­ ного флота, так и судостроения, возникла идея осуществления типизации судов, унификации машин и механизмов и стандартизации оборудования и дельных вещей. Это имело большое значение для ускорения проектирования и постройки судов, а также для успеш­ ной эксплуатации.

В1946—1947 гг. работы по типизации судов завершились раз­ работкой первых стандартов на речные суда, буксиры речные и озер­ ные, несамоходные сухогрузные и наливные суда, грузопассажир­ ские самоходные суда. В 1952 г. был разработан и утвержден стан­ дарт на рыбопромысловые суда (рыболовные самоходные морские, приемотранспортные, буксирные).

170

Стандартизация при постройке морских транспортных судов, вследствие большого разнообразия их назначения и условий экс­ плуатации, не получила такого широкого распространения, как в речном и промысловом судостроении. Однако и здесь в последнее время наметились перспективы успешного внедрения элементов стандартизации и унификации. Было предложено и успешно внед­ рено использование одинаковых корпусов при постройке судов раз­ ного назначения, например сухогрузов, рефрижераторных, контей­ неровозов, баржевозов, судов с горизонтальной погрузкой, нефтенавалочников и 'др. Спроектирована унифицированная корма,’ при­ мененная на нефтевозах разной грузоподъемности и на некоторых сухогрузных судах и т. д.

Принципы стандартизации и нормализации все шире исполь­ зуются также при проектировании судов и при разработке методов их испытания и приемки. Так, разрабатывается единая система кон­ структорской документации; правила и нормы проектирования раз­ личных устройств, механизмов, систем; требования к архитектурно­ конструктивному оформлению проектов и пр.

Организация рентабельного крупносерийного судостроительного производства предусматривает дальнейшее осуществление широкой стандартизации, нормализации и унификации листовой и профиль­ ной судостроительных сталей.

В дальнейшем, при осуществлении стандартизации, в судострое­ нии будут все шире использоваться результаты научных исследо­ ваний, а также новейшие достижения техники в смежных с судострое­ нием областях в целях повышения качества, надежности и долго­ вечности конструкций, механизмов, оборудования и изделий.

Судостроительными организациями были проведены большие работы по унификации типоразмеров применяемой листовой стали и труб, разработаны типоразмеры судового оборудования, причем число их было сокращено до 30% по сравнению с применявшимися ранее, и были разработаны различные нормы проектирования, как например, нагрузка весовая (проектная) для судов гражданского флота, остойчивость надводных судов, припуски и допуски на типо­ вые поковки и т. д.

В работе по унификации главных двигателей судовых энергети­ ческих установок (двигателей внутреннего сгорания, паровых и га­ зовых -турбин, паровых машин и электродвигателей) встретилось много затруднений. Опыт показывает, что метод создания механизмов применительно к конкретным судам приводит к увеличению номен­ клатуры механизмов, находящихся в производстве, и стандартизация их является нерациональной. В условиях мелкосерийной постройки судов стандартизация основных параметров главных двигателей имеет решающее значение, поскольку она дает возможность обеспе­ чивать потребность судостроения минимальным количеством типов главных двигателей. Наиболее целесообразным является создание машин по заранее разработанной шкале основных параметров.

Стандарты, разработанные в послевоенный период на типы судов, одновременно нормировали типы и мощность главных энергетиче-

171

teiix установок. В дальнейшем главные машины, положительно зарекомендовавшие себя в эксплуатации, стали устанавливать на судах различных назначений, в частности двигатели внутреннего сгорания 8ДР 43/61 — на нефтеналивных судах типа «Казбек», на пассажирских судах типа «Киргизстан», паротурбинные установки мощностью 13 000 л. с. — на судах типа «Ленинский Комсомол», рыбодобывающем судне типа «Восток» и др.

Значительно больше сделано в области унификации судового оборудования. Количество типоразмеров после унификации сокра­ тилось: по деталям судовых устройств на 57%, дельным вещам — иа 86,0%, мебели — на 79,5%, вспомогательным турбо- и электромеха­ низмам— на 43,5%, теплообменным аппаратам — на 49,0%, арма­ туре— на 66,5% и т. д.

Разработка стандартов ведомственной нормализации и комплекс­ ной унификации в судостроении после войны была поручена научноисследовательским организациям в ЦКБ-проектантам. Целью про­ водимых работ была выработка минимальной номенклатуры и типо­ размеров оборудования, необходимого для обеспечения судострои­ тельных программ.

Экономическая эффективность стандартизации, унификации и нормализации высока.

Типизация судов, унификация главных судовых двигателей и вспомогательных механизмов, стандартизация и нормализация ма­ териалов и оборудования позволяют осуществлять постройку судов крупными сериями, а судостроительным предприятиям специализи­ роваться на выпуске ограниченного числа одновременно строя­ щихся типов судов с увеличением их числа в серии. Все это является эффективным средством ускорения технического прогресса, повыше­ ния надежности и долговечности судов, снижения суммарных затрат на их проектирование и постройку. Например, по данным, приводи­ мым Государственным комитетом стандартов, мер и измерительных приборов, рубль, вложенный в стандартизацию, может дать 10 руб., экономии государственных средств. Приближенные подсчеты пока­ зывают,.что стандартизация в судостроении позволит получить сни­ жение затрат на проектирование на 30%.

В судостроительной промышленности применяется большое число общесоюзных и судостроительных стандартов, отраслевых нормалей

имногих других директивных данных по стандартизации и нормали­ зации материалов и изделий. Основным направлением работ в обла­ сти стандартизации и унификации является дальнейшее решительное

иэкономически обоснованное сокращение числа типоразмеров изде­ лий. Например, только в результате унификации корпусной стали

и других материалов по судостроительным заказам, выполняемым

вЧерноморском судостроительном районе, были сокращены типо­ размеры стального проката в 4 раза, стальных труб — в 5 раз, арматуры — в 1,3 раза, дельных вещей — в 1,8 раза. Все это поз­ волило получить около 2 млн. руб. годовой экономии.

Эффективность стандартизации и унификации может проявляться

вснижении себестоимости изделий, в сокращении расхода дефицитных

172