船體裝配關(guān)鍵技術(shù)探析

郭盛

摘 要：船體裝配是船舶制造的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，船體裝配質(zhì)量對船舶制造質(zhì)量有決定性的影響，而船體裝備技術(shù)則在很大程度上決定了船體裝備質(zhì)量。因此，簡要分析和探討了船體裝備的關(guān)鍵技術(shù)，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：船體裝配；船舶制造質(zhì)量；船體裝備技術(shù)；船體裝備模型

中圖分類號：U671.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.145

船舶制造是一項龐大、復(fù)雜且又煩瑣的系統(tǒng)工程，具體可分為許多環(huán)節(jié)，而船體裝配就是非常重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，船體裝配又能分為分段裝配和構(gòu)件組裝。分段裝配和構(gòu)件組裝技術(shù)是船體裝備的關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響船體裝配效率和質(zhì)量。

1 船體裝配關(guān)鍵技術(shù)探析

1.1 船體裝配流程

船體裝配流程為：部件裝配→分段裝配→分段總組→總裝合攏。其中，部件裝配是采用焊接組合的方式將符合標準的船體零件進行組合，完成船體部件裝配；分段裝配是完成船體部件裝配后，采用焊接組合方式按照船體分段結(jié)構(gòu)將相應(yīng)部件進行組合，形成分段船體，完成船體分段裝配；分段總組是完成船體分段裝配后，按照相關(guān)標準要求采用焊接的方式進行組裝，拼裝好船體主體結(jié)構(gòu)；總裝合攏是在船臺采用整體焊接的方式組裝分段總組部分，形成完整的船體。

船體的分段制造方法主要有放射法、框架法、插入法幾種。其中，放射法是先安裝船體縱骨，然后將安裝好的縱骨作為中心，采用交叉安裝的方法安裝船體肋板和間斷衍材，最后完成衍材吊中。框架法是按照分段標準的要求，采用焊接方式焊接好鋪板和劃線，以船體胎架為基礎(chǔ)搭建框架，采用分段焊接的方式裝配船體。框架法是目前船體裝配中較為常用的一種分段制造方法。插入法是先安裝船體間斷衍材，再安裝肋板，最后完成衍材吊。它主要適用于中型船或橫骨架。

1.2 船體裝配分段劃分

劃分船體裝配分段時，必須充分考慮到船體生產(chǎn)連續(xù)性和船體各段裝配的均衡性，然后根據(jù)采用的船體裝配工藝標準，船體裝配流程、進度，船體特征等內(nèi)容進行船體裝配分段劃分。為了保證船體結(jié)構(gòu)的對接強度達到標準，應(yīng)滿足以下幾方面的要求：①配備自動化裝配焊接設(shè)備，并積極應(yīng)用；②在分段處預(yù)留好相應(yīng)的接縫裕度，加強結(jié)構(gòu)整體合理性控制，進而為裝配操作提供便利；③確保分段結(jié)構(gòu)接頭形式匹配裝配工藝，船體板材應(yīng)與骨架保持一定的錯開距離；④充分考慮材料條件，保證材料的統(tǒng)一性。

1.3 船體裝配胎架劃分

船體裝配胎架的類型比較多，常用的胎架類型有以下幾種：①正切胎架。正切胎架基準面垂直于船體肋骨剖面，其呈現(xiàn)出的特征為結(jié)構(gòu)正切。正切胎架具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便的特點，能夠有效簡化船體裝配環(huán)節(jié)，適用于線形小的船體裝配。②單斜切胎架。單斜切胎架與正切胎架有著一定的相似性，即其基準面同樣垂直于船體肋骨剖面，同時，還與船體基面形成傾角，呈現(xiàn)出的特征為斜切特征。單斜切胎架具有制作方便、容易操作的特點。③正斜切胎架。正斜切胎架的基準面垂直于船體基線面，同時，還與船體肋骨剖面形成傾角，適用于大分段船體裝配。④雙斜切胎架。雙斜切胎架會與船體基準面形成傾角，但不會與肋骨剖面相垂直。采用雙斜切胎架，其胎架高度會有所降低，但是，操作環(huán)節(jié)更加復(fù)雜，適用于線型大的分段船體。

2 船體裝配模型應(yīng)用

2.1 建立分段構(gòu)件模型

建立分段構(gòu)件模型時，其構(gòu)件可分為2類，即與船體曲面形狀相關(guān)和與船體曲面形狀不相關(guān)。在構(gòu)建相關(guān)構(gòu)件模型時，其對象有肋板、肋骨等，應(yīng)根據(jù)船體曲面設(shè)計要求構(gòu)建這類模型。在構(gòu)建這類模型時，應(yīng)參考船體設(shè)計數(shù)據(jù)庫，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的構(gòu)件編號判斷曲面形狀，然后將數(shù)據(jù)庫中的曲面文件打開，顯示出船體和構(gòu)件放樣剖面，計算出船體與構(gòu)件的相交線，從而獲得構(gòu)件模型相關(guān)信息。該信息能夠充作焊接裝配參數(shù)進行使用，得出構(gòu)件模型相交線后，加強線形位置和構(gòu)件曲面擬合度控制，從而構(gòu)建好模型。

2.2 分段裝配模型設(shè)計

調(diào)整并修改模型參數(shù)是分段裝配模型設(shè)計的主要內(nèi)容，而調(diào)整裝配模型參數(shù)能夠優(yōu)化設(shè)計目標。按照相關(guān)要求組裝好構(gòu)件模型，根據(jù)組裝順序能夠形成大模塊，從而實現(xiàn)以下操作：分段裝配、分段總組、總裝合攏，最終使整船模型成型。進行分段模型裝配設(shè)計時，將構(gòu)件裝配信息參數(shù)化并編號，然后驗證分段模型裝配設(shè)計。驗證形式主要采用分組裝配、構(gòu)件裝配和分段裝配等形式。在裝配設(shè)計時，設(shè)計人員能夠瀏覽單個構(gòu)件，還能夠裝配一組構(gòu)件，如果發(fā)生裝配重疊的情況，就會出現(xiàn)紅色提示，點擊檢查會顯示出構(gòu)件裝配信息。構(gòu)件裝配后的信息會顯示為配合關(guān)系，并分配在配合組，在裝配表中保存，模型保存在名為裝配體的文件中。

2.3 分段裝配模型管理

船體分段裝配模型管理是確保船體整體設(shè)計合理性、標準性、規(guī)范性，保證構(gòu)件擬合度達標的重要基礎(chǔ)。修改模型時，可根據(jù)其相關(guān)性修改相關(guān)構(gòu)件。設(shè)計系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)聯(lián)修改模塊會自動進行配合性的修改和匹配，設(shè)計人員通過刷新設(shè)計就能夠得到全新的裝配模型設(shè)計方案。裝配體的結(jié)構(gòu)形式為樹狀結(jié)構(gòu)，用來記錄裝配構(gòu)件特征，在數(shù)據(jù)庫中保存好各種參數(shù)，以此得出構(gòu)件生產(chǎn)信息和設(shè)計參數(shù)。

3 結(jié)束語

綜上所述，船體裝配作為船舶制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。本文主要從船體裝配關(guān)鍵技術(shù)和船體裝配模型應(yīng)用兩方面進行了分析與探討，希望有助于提高我國船體裝配技術(shù)水平，進一步推動我國船舶制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]王偉琳.船體裝配關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2006.

[2]李濤.船體裝配關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（18）：93-94.

[3]鐘宇光，邱長華，薛開.船體分段裝配CAPP關(guān)鍵技術(shù)研究[J].船舶工程，2005（04）：19-23.

〔編輯：白潔〕