Разработка чертежа конструктивного мидель - штангоута по Правилам классификации и постройки морских судов Морского Регистра Судоходства

К четвертой группе относят  стали наиболее трудно поддающиеся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свариваются ограниченно, поэтому сварку их выполняют с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой.

 

 

 

 

4. Технологические характеристики  судокорпусной стали

В качестве материала  для основных связей корпуса принимается  низколегированная судостроительная сталь категорий А32, Д32, Е32, с пределом текучести 315 МПа (32 кгс/мм²), для полособульба 30810 категории А40 с пределом текучести 395 МПа (40 кгс/мм²).

Для рубок, выгородок  в прочном корпусе, мелких фундаментов  и креплений принимается углеродистая сталь категорий А и В, имеющая  предел текучести 235 МПа (24 кгс/мм²).

Согласно классификации Регистра РФ [8] и Международной ассоциации классификационных обществ (МАКО), а также в соответствии с ГОСТ 5521-93 [4] стали повышенной прочности марок A32, Д32, Е32 должны отвечать следующим требованиям. Химический состав стали представлен в таблице 1.

Таблица 1. Химический состав стали

Марка стали	С, не более	Mn	Si	P	S	Cu, не более	Cr, не более	Ni, не более	Mo, не более	Al
				не более
А 32 Д 32 Е 32	0,18	0,9- 1,6	0,15- 0,5	0,035	0,035	0,35	0,2	0,4	0,08	0,015-0,06

 

Механические свойства проката стали при испытании на растяжение должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2, а на ударный изгиб - таблице 3.

Таблица 2

Марка стали	Временное сопротивление Rm, H/мм2	Предел текучести, Rе, H/мм2	Остаточное относительное удлинение А5, %
		не менее
А 32, Д 32, Е 32	440-590	315	22

Таблица 3

Марка стали	Температура испытания, °С	Работа удара KV, Дж, не менее, при толщине проката,мм
		10 и более	7,5 – 9,5	5,0 – 7,0
А 32 Д 32 Е 32	0 - 20 - 40	31	26	22

 

По данным таблиц видно, что сталь является достаточно прочной и пластичной.

5. Технологичность конструкции

 

Любая конструкция должна отвечать своему эксплуатационному  назначению и быть при этом экономичной  в изготовлении, т.е. «технологичной». Это значит, что при ее создании должны быть использованы наиболее прогрессивные технологические процессы, соответствующие уровню развития техники данного времени. Однако последнее возможно лишь в том случае, если сама конструкция допускает при ее изготовлении применение таких прогрессивных методов. Поэтому нельзя признать правильным встречающееся иногда в литературе противопоставление «конструктивной» проработки проектов судов [2], [5], включающей анализ прочностных, эксплуатационных, эстетических и других требований, «технологической» проработке, под которой понимались условия создания конструкции и ее ремонта в эксплуатации.

Обеспечение технологичности  конструкции изделия является одной  из основных функций Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) [13]. Анализ технологичности в приборостроении производится как для изделий в целом [7], так и для отдельных деталей.

Применительно к судовым корпусным конструкциям «технологичность» должна рассматриваться на всех стадиях постройки судна, а не только на стадии формирования его корпуса. Это очевидное требование нередко забывается при выборе отдельных решений. Например, выигрыш в упрощении технологии некоторых операций по металлическому корпусу часто приводит к усложнению изоляционных и достроечных работ при оборудовании помещений. Отдельные, казалось бы, оптимальные технологические решения могут приводить к снижению тактико-технических (эксплуатационных) показателей конструкции, которые все же являются доминирующими. Так, применяемые в последнее время сварные кронштейны гребных валов из проката или из отдельных поковок или отливок могут оказаться сложнее в изготовлении, чем цельнолитые; однако по весовым показателям они могут давать безусловную экономию. Такие конструкции, при кажущейся их «нетехнологичности» должны рассматриваться как оптимальные.

Естественно, возникает  вопрос о количественных критериях оценки различных качеств конструкции. В соответствии с ГОСТ 14.201-83 различают качественную и количественную оценки технологичности [3]. Боле подробно остановимся на количественной оценке.

Количественная оценка технологичности  выражается численным показателем 0 < Ку < 1. Количественная оценка дается, как правило, на специфицированные изделия. Уровень технологичности

Ку = А/Б

где Б - базовый показатель, устанавливаемый при разработке задания на конструкцию по одному из параметров, А - достигнутый показатель технологичности конструкции по тому же параметру. Уровень технологичности может быть как относительным, так и абсолютным.

Рассмотрим некоторые  показатели технологичности подробнее. К основным показателям количественной оценки относятся трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, материалоемкость и энергоемкость изделия.

1. Ти - трудоемкость изготовления изделия без учета покупных изделий, в н.ч.

2. Кут = Ти / Тби - уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления.

3. Ст - себестоимость изготовления изделия без учета покупных изделий, в руб.

4. Кус - уровень технологичности по технологической себестоимости.

Еще одним показателем  количественной оценки технологичности конструкции является комплексный показатель, определяемый как совокупность значений частных показателей технологичности с учетом коэффициентов их весомости, т.е.

 где К_Т - комплексный показатель технологичности; К_i - частный показатель технологичности; j_i - коээффициент весомости частного показателя; n - количество частных показателей технологичности.

Практическое применение расчетных коэффициентов технологичности  возможно по двум основным направлениям.

1. При разработке нового изделия коэффициенты Кт основных деталей должны превышать т.н. базовые значения, которые задаются в руководящих указаниях по конструированию (РУК) и формируются по результатам расчетов коэффициентов технологичности деталей-аналогов, характерных для технологического оснащения данного предприятия в конкретной отрасли промышленности.

2. При внесении изменений в конструкцию детали, находящейся в производстве, расчетный коэффициент технологичности Kт для детали измененной конструкции должен превышать нормативные значения.

Необходимость количественной оценки технологичности проектируемой конструкции, номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия, типа производства и стадии разработки конструкторской документации. Рассчитываемое количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

 

6. Описание элементов  наружной обшивки

 

Корпус сухогрузного судна состоит из наружной обшивки и настила верхней палубы, изнутри подкрепленных продольными и поперечными переборками, палубами и платформами с их набором. Совместно со штевнями эти перекрытия образуют основной корпус. Наружная обшивка и настил верхней палубы образуют оболочку, препятствующую попаданию воды внутрь судна. Совместно с настилом прочих палуб и второго дна они одновременно являются основными связями, обеспечивающими общую продольную прочность судна, и опорными контурами перекрытий прочных переборок.

Наружная обшивка - обшивка корпуса судна, наружная оболочка, образующая совместно с подкрепляющим ее набором и верхней палубой образующая совместно с подкрепляющим ее набором и верхней палубой корпус судна. Обеспечивает его водонепроницаемость, продольную и поперечную прочность. Состоит из продольных стальных листов шириной 1, 8-2, 4 м (перспективно применение листов шириной 2, 4-3, 2 м), толщиной 4- 58 мм, одинаковой в средней части судна и уменьшающейся (за исключением судов ледового плавания) в оконечностях. Листы образуют поясья. Различают бортовую, расположенную выше скулового пояса, и днищевую - ниже его.

Наружную обшивку корпуса  выполняют из листового материала, внутренней плоскостью крепящегося к кромкам набора. Листы обшивки своими длинными сторонами обычно располагаются вдоль судна, образуя по ширине и высоте корпуса поясья. Соединения поясьев между собой длинными горизонтальными кромками, идущими вдоль корпуса, называются пазами . Соединения листов поясьев короткими кромками, идущими поперек судна, называются стыками. [1].

Чертеж растяжки наружной обшивки (рис. 2) представляет собой развертку наружной обшивки одного борта, построенную по длине периметра шпангоутов. Шпангоуты в средней части корпуса имеют большую длину, чем в

оконечностях, поэтому  ширина наружной обшивки, а соответственно и ширина поясьев обшивки у миделя больше, чем в оконечностях. Сужающиеся поясья обрываются потерями — листами обшивки, заканчивающимися, не доходя до штевней корпуса. [1].

 

Рис. 2. Растяжка наружной обшивки и настила верхней палубы. I - стыки;II - пазы. 1 - горизонтальный киль; 2 - поясья днища; 3 - скуловой пояс; 4 - потеряй; 5 - бортовые поясья; 6 - ширстрек; 7 - фальшборт; 8 - палубный стрингер; 9 - настил палубы.

 

По длине растяжка наружной обшивки  строится по проекции шпангоутов на ДП и равна длине судна, а не периметру  его бортов, поэтому листы на растяжке не соответствуют истинной длине  листов наружной обшивки.

Поясья, составляющие наружную обшивку  днища и бортов, соответственно называются днищевыми и бортовыми.

Верхний пояс бортовой обшивки, притыкающийся к настилу верхней  палубы, называется ширстреком, пояс, идущий по скуле корпуса, - скуловым, а пояс обшивки днища, расположенный на диаметральной плоскости,- горизонтальным килем

 

 

 

 

7. Описание поперечных, продольных переборок

Под переборкой понимают водо- и пыленепроницаемую вертикальную стенку, установленную в корпусе  судна. Переборки на судах являются важнейшими конструкциями, так как они обеспечивают непотопляемость судна при повреждении корпуса, разделяют между собой грузовые помещения.

Для обеспечения непроницаемости они должны выдерживать гидростатический напор воды и инерционные нагрузки жидких и сыпучих грузов, а также препятствовать распространению огня при пожаре.

В соответствии с назначением  переборки делятся на водонепроницаемые поперечные и продольные.

Поперечные и продольные водонепроницаемые переборки, делящие  корпус судна на отсеки, изготовляют из листов, толщина которых примерно равна толщине листов наружной обшивки. Двери этих переборок должны обеспечивать полную герметичность закрытия. На судах применяют два вида таких дверей: на петлях с клиновидными задрайками и клинкетные. Переборки могут быть плоскими и гофрированными. Последние изготовляют из коробчатых или волнистых гофров из листовой стали. Гофрированные переборки имеют ряд значительных преимуществ перед плоскими: они легче (на 20—25% для больших судов), трудоемкость их изготовления на 10—15% меньше, упрощается использование трюмов с такими переборками и т. п.

Число поперечных водонепроницаемых переборок зависит от длины судна. На современных сухогрузных судах ставят минимальное количество таких переборок, что облегчает производство погрузочно-разгрузочных работ с применением механизмов и упрощает зачистку трюмов. [6].

Отсеки, предназначенные  для размещения грузов, называются грузовыми трюмами; отсеки, в которых  размещаются жилые помещения,- кубриками.

Для отделения жилых помещений и грузовых трюмов от машинных отделений и топливных цистерн или цистерн с питьевой водой — от топливных цистерн устанавливают по две переборки на расстоянии одной-двух шпаций, между которыми образуется пустой узкий отсек, называемый коффердамом.