Растяжка наружной обшивки и настила верхней палубы

Формирование наружной обшивки корпуса

При проектировании и постройке судна

Растяжка наружной обшивки и настила верхней палубы

Для изготовления деталей и конструкций корпуса судна необходимы точные размеры, которые на теоретическом чертеже задаются обводами формы корпуса с большими погрешностями. От точности этих деталей (допуска на их изготовление) зависят пропульсивные качества построенного судна, а самое главное – проектная скорость судна. Поэтому уточнение обводов судна и строгое следование им при изготовлении корпусных деталей является ответственной работой, которая раньше выполнялась на этапе плазовой разбивки теоретического чертежа на специальном производственном участке судостроительного завода – в плазовом цехе, а в настоящее время - с помощью электронных CAD/CAM систем.

Плазовая разбивка выполняется в трех проекциях: бок, полуширота и корпус. Одним из условий выполнения разбивки является наличие чертежа растяжки наружной обшивки корпуса (рис.173).

Чертеж растяжки (рис.171) является условным чертежом, дающим представление о расположении стыков и пазов листов наружной обшивки и их положении относительно продольных и поперечных связей корпуса. С его помощью определяется количество листовой стали, потребной на постройку судна, а также более рациональный метод ее раскроя (без лишних отходов). Поясья составляются из отдельных листов, расположенных друг за другом вдоль корпуса судна; ширина их - 1,5-2,5 м, а на крупных судах 3,0-3,2 м.

Наружная обшивка корпуса, к которой относят обшивку бортов, палубы и днища, формируется из ряда поясов (технологически называемых поясьями) путем растяжки - развертки криволинейной поверхности обшивки одного борта на одномерную горизонтальную плоскость. Толщина листов наружной обшивки в оконечностях меньше, чем в средней части судна (кроме судов ледового плавания). На судах, имеющих ледовые подкрепления, бортовая обшивка в районе ватерлинии делается утолщенной - это так называемый ледовый пояс.

Так как ширина растяжки наружной обшивки в оконечностях меньше, чем в средней части судна, поясья наружной обшивки в районе оконечностей зауживаются. Во избежание чрезмерного сужения в этом случае вводят понятие потеряй, т. е. поясья, в которые переходят два смежных суженных пояса, заканчиваемые в одном сечении.

Используемый CAD/CAM системой алгоритм растяжки основан на преобразовании криволинейной поверхности размечаемой детали в прямолинейную с различной длиной с помощью дифференциальной гео­метрии. Он позволяет отобразить любой участок сферической поверхности корпуса на горизонтальной плоскости путем спрямления (растя­жения) одних зон поверхности или укорочения других, что позволяет получить при гибке необходимую поверхность листа, согласованную с теоретическим чертежом.

Этот метод растяжки позволяет использовать технологию гибки корпусных де­талей двоякой кривизны, при которой форма вырезанной одномерной детали после ее пластической де­формации становится криволинейной. Например, если листу при гибке нужно придать парусовидную форму, то при его раскрое длина поперечной части листа увеличивается, а продольной - уменьшается. Для получения листа с седлообразной формой поступают наоборот (рис.172). В целях повышения точности изготовления листов двоякой кривизны используются шаблоны, с помощью которых после гибки проверяется форма наиболее сложных листов и точность их разметки; шаблоны изготавливаются по лекалу теоретического чертежа.

При построении растяжки разворачивается только поперечная кривизна обшивки при неизменном расстоянии между шпангоутами, которые на чертеже отображаются в виде прямых линий, перпендикулярных основной плоскости. На рис.173 показана растяжка наружной и палубной обшивки транспортного судна с тремя трюмами.

Раскрой листов по карте раскроя металла позволяет минимизировать количество листов, идущее на каждый пояс, а также коли­чес­тво сварных стыков и общую длину свариваемых кромок поясов при обеспечении необходимой прочностибортовых, днищевых и палубных перекрытий.

Количество поясьев зависит от размеров судна. Отдельные листы, обра­зующие пояс обшивки в цилиндрической части судна, имеют прямолинейную форму; позволяет получить на растяжке действительную ширину листов при уменьшенной их длине, ближе к оконечностям, где появляется значительная кри­визна обводов корпуса, листы обшивки за­уживают и выгибают в соответствии с заданным радиусом кривизны.

После получения листами обшивки необходимой формы они поступают в корпусо-строительный цех, где из них собираются отдельные объемные блоки, из которых затем формируется весь корпус судна. При этом на сборке листы обшивки соединяются друг с другом и свариваются встык. Место соединения листов в одном поясе называют стыком, а между собой (друг с другом) в двух параллельных поясах - па­зом.

При постройке судов используется листовой прокат с максимально возможными размерами. Практикой устано­влено, что для постройки сред­не­тоннажных судов обычно используют листы шириной 1,5-2,5 м и длиной до 12 м, в крупнотоннажном судостроении ширина листа доходит до 3,0-4,5 м, а длина до 16 м, что совпадает с опытом зарубежного судостроения. Подмечено также, что с увеличением размеров листов уменьшаются затраты на постройку корпуса. Так, при постройке в СССР крупнотоннажного танкера типа "Крым" (водоизмещением 180 тыс.т) из крупногабаритных листов размерами 3,2х14,0 м экономия трудоемкости составила 12%.

Ширина поясьев на миделе, как правило, максимальна и одинакова, а в оконечностях она умень­шается, кро­ме ширстрека и горизонтального киля, ширина которых постоянна. Но вследствие сужения корпуса судна в носу и корме и умень­шения в связи с этим высоты шпангоутов, количество поясов, установленное по чертежу растяжки и принятое в миделевом сечении судна, не может быть сохране­но: отдельные пояса обшивки не доходят до оконечностей судна, а часть поясов доходит до штевней в суженном виде. Место, где два листа смежных поясьев переходят в один и заканчиваются стыком, называется потеряем.

Поясья наружной обшивки располагаются на корпусе в определенном порядке и имеют особые названия:

-днищые, которые образует днищевую часть перекрытия;

- борто­вые, которые образует бортовую часть перекрытия;

- поясья ширстрека образуют верхний пояс бортовой обшивки, примыкающий к палубе;

- поясья скулового пояса соединяет бортовую и дни­щевую части обшивки;

- горизонтальный киль - средний пояс, расположенный вдоль днища симметрично ДП;

Наружная обшивка выполняется из листов различной толщины, зависящей от внешней нагрузки, оказываемой на корпус судна. Так как перечисленные пояса являются основными связями, определяющими общую продольную проч­ность корпуса и испытывают наибольшие нагрузки растяжения и сжатия, поэтому они изготавливаются из более толстых листов.

Толщину листовой стали, применяемой для обшивки корпуса, устанавливают согласно Правилам Регист­ра с учетом главных размерений корпуса судна.

Толщина листов наружной обшивки в оконечностях меньше, чем в средней части судна (кроме судов ледового плавания) из-за уменьшения усилий от изгиба корпуса, она колеблется в зависимости от размеров судна в пределах от 6 до 22 мм.

Скуловой пояс в районе перехода днища в борт утолщают на 1 мм с учетом возможности получения необходимого радиуса погиби на гибочном оборудовании.

Из поясьев днищевой обшивки наибольшую толщину имеют листы горизонтального киля, она в среднем в 1,5 раза толще средних листов обшивки днища. Это обусловлено высокой ответственностью данной конструкции и тяжелыми условиями ее работы в эксплуатации судна (посадка на мель, касание грунта, постановка судна в док).

В носовой оконечности (на 0,25 длины судна) днищевые листы утол­щают, по сравнению с обшивкой дни­ща в средней части, на 1 мм, а у судов с машиной в корме - на 2 мм из-за большой гидродинамической нагрузки при ударах днища на сильной волне (слеминге). В кормовой части днищевая обшивка также усиливается из-за вибрационных нагрузок от работы винто-рулевого устройства.

Учитывая эти обстоятельства, для повышения устойчивости листов днищевой обшивки применяют продольную систему набора, которая способствует уменьшению деформаций растяжения под действием местных нагрузок, благодаря чему для этих листов можно применять металл меньшей толщины.

Днищевая обшивка со­стоит из наружной обшивки днища и настила внутреннего дна, который ограничивает дни­щевые цистерны сверху. В этом случае настил внутреннего дна выполняет двойную функцию: участвует в обеспечений общей про­дольной прочности корпуса в качестве продоль­ной связи, входящей в конструкцию днищевого перекрытия, и является внутренней водонепро­ницаемой обшивкой, обеспечивая тем самым днищевую конструктивную защиту. Днище­вое перекрытие самых больших судов имеет три слоя обшивки, которые раз­деляют объем днищевого перекрытия на два яруса цистерн, причем верхняя обшивка яв­ляется настилом третьего дна.

Бортовая обшивка на судах среднего тоннажа обычно имеет ту же толщину, что и днищевая. На судах большого тоннажа она может быть несколько тоньше. В оконечностях толщина бортовой обшивки уменьшается также, как и у днищевой.

Количество листов, идущее на палубный настил, определяют по чертежу растяжки палубного настила (рис.171, б). Крайний лист, примыкающий к борту палубного настила, и идущий вдоль судна от носового до кормового перпендикуляров теоретического чер­тежа, называют палубным стрингером. По толщине он делается одинаковым с примыкающим к нему бортовым ширстреком.Другие поясья палубного настила имеют меньшую толщину, но так как они входят в состав элементов конструкции корпуса судна, обеспечивающих продольную прочность судна, то листы, примыкающие к вырезам грузовых люков, имеют большую толщину, особенно в местах соединения с поперечными переборками. Поэтому поясья палубного настила между стрингерами располагают вдоль или поперек судна по месту, в зависимости от размеров вырезов в палубе и экономного раскроя металла. Однако при этом палубный стрингер не должен разрезаться.

Минимальную толщину палубного настила принимают равной толщине бортовой обшивки судна в оконечностях. Если палуба по­крыта сверху деревянным настилом, то толщина стального настила может быть меньше на 1-2 мм.

На судах ледового плавания утолщается также и бортовой пояс в районе ватерлинии, называемый ледовым. Ледовый пояс по высоте борта располагают так, чтобы его верх­няя кромка была выше грузовой ватерлинии на 250-500 мм, а нижняя - на 100-200 мм ниже ватерлинии судна без груза.

Толщину листа наружной обшивки приходится увеличивать против расчетной из-за физического износа корпусной стали в результате трения воды (льда) и воздействия коррозии. Практикой установлено, что за весь срок жизни судна (18-20 лет) толщина ее по этим причинам уменьшается на 1,5-2,0 мм

Для соединения палубного стрингера с ширстреком вместо сварки в виде исключения используется клепка, которая создает более гибкое соединение без концентрации напряжений от внешней нагрузки.

Чертеж растяжки листов палубного настила используется при ремонте палубы и смене отдельных ее лис­тов. Ослабления прочности корпуса, допущенные в результате любых вырезов в палубе, должны быть компенсированы утолщением оставшихся палубных листов или ус­тановкой дополнительных связей, с закруглением острых углов

Дата добавления: 2015-10-13