Санкт-петербургский государственный морской

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра технологии судостроения

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЙКИ ПЛ.

Методические указания по курсовому проектированию

 

Санкт- Петербург

 

Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности 1800.01 «Кораблестроение и океанотехника», изучающих специальный курс по постройке подводных лодок (ПЛ).

В методических указаниях приведены общие сведения по конструктивной схеме ПЛ, принципах определения необходимого при их постройке листового материала и оценке коэффициента его использования для различных типовых конструкций и для корпуса ПЛ в целом. Изложена методика расчета значения этого коэффициента и приведен пример расчета.

Даны примерные значения оценки трудоемкости выполнения технологических операций по изготовлению листовых деталей корпуса, их сборки в обечайки, секции и корпус ПЛ в целом, а также сварки монтажных соединений.

 

 

РОГАНОВ

АЛЬБЕРТ СЕРГЕЕВИЧ

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЙКИ ПЛ

 

 

Методические указания

По курсовому проектированию.

 

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Изучить методику разделения основных корпусных конструкций прочного кор­пуса подводных лодок на сборочные единицы, получить практические навыки по опре­делению формы плоских заготовок цилиндрических, конических и сферических частей прочного корпуса.

Ознакомиться с принципами раскроя листового материала для изготовления дета­лей корпусных конструкций с оценкой коэффициентов использования листового про­ката.

Получить навыки в самостоятельной разработке технологических процессов по изготовлению, сборке и сварке корпусных конструкций ПЛ с оценкой трудоемкости выполнения работ и составлении графиков последовательности формирования корпуса ПЛ.

СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

В качестве исходных данных дается конструктивная схема прочного корпуса под­водной лодки со всеми размерами, определяющими основные характеристики цилинд­рических, конических и сферических частей, толщины, шпация, расположение поперечных переборок, характеристики профиля шпангоутов и габаритные размеры заказного листового проката (см. приложение 1, 2).

По конструктивной схеме выполняется разделение корпуса на обечайки, для ко­торых определяются размеры входящих в их состав деталей путем их развертки на плоскость точными геометрическими методами. Выполняется размещение полученных заготовок на листах заказных размеров и определяется коэффициент использования ма­териалов для каждого типа конструкций и значение обобщенного коэффициента для заданной конструкции в целом.

Разрабатывается технология изготовления цилиндрических, конических и сферических (торосферических) обечаек с проверкой точности их изготовления и выбором оснастки и определением трудоемкости сборки и сварки типовых обечаек.

Выполняется разделение корпуса на блоки и определяется последовательность их сборки и сварки. Разрабатывается технология сборки и сварки кольцевых стыков обечаек с оценкой трудоемкости выполняемых работ и подборка необходимого технологического оборудования.

Устанавливается технологическая последовательность сборки кольцевых стыков блоков и применяемые при этом сборочные приспособления. Рассчитывается число сварщиков, трудоемкости сборки и сварки и продолжительность отдельных видов работ по формированию корпуса ПЛ на построечном месте. Строится график продолжительности.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Конструктивно подводные лодки (ПЛ) различаются на одно- и двухкорпусные. Однокорпусные состоят из прочного корпуса (ПК), прочной рубки (ПР) и надстройки., а двухкорпусные кроме этого имеют проницаемый наружный корпус (см. рис. 1.1)

ПК состоит из наружной обшивки, подкрепленной внутренними (однокорпусная ПЛ) или наружными шпангоутами (двухкорпусная ПЛ). Форма ПК включает цилиндриче­ские, конические, сферические или торосферические конструкции (см. рис. 1.2).

Для изготовления этих конструкций используется листовой и профильный прокат, имеющий масс-габаритные характеристики, определяемые действующими в отечествен­ном судостроении стандартами на применяемые в подводном кораблестроении корпусные материалы. Согласно масс-габаритным характеристикам листового проката, заказываемо­го предприятием-строителем исходя из своих производственных условий ПК по длине разделяется на сборочные единицы: обечайки, секции, блоки. Обечайка представляет со­бой листовую конструкцию, длина которой равна или меньше ширины заказного листа. Состоит обечайка из нескольких листовых деталей, располагаемых своей длиной по окружности ПК и предварительно изгибаемых по радиусы цилиндрической или конической части ПК.

Применяемые при постройке ПЛ материалы по своей стоимости примерно на по­рядок дороже корпусных материалов для надводных судов. Поэтому большое внимание предприятия уделяют их рациональному использованию, которое оценивается коэффици­ентом использования материалов, равному отношению площадей изготовленных деталей к площади использованного при этом проката.

Целью работы является определение коэффициента использования материала для заданных заданием конструктивных схем ПК ПЛ и габаритных размеров заказного прока­та. Отдельно определяется значение этого коэффициента для цилиндрических, конических и сферических конструкций ПК.

 

Цилиндрические части ПК.

Исходными данными служат габаритные размеры цилиндрических частей ПК (длина , и диаметр ), шпация и габаритные размеры заказного листового проката (длина и ширина ). Каждая цилиндрическая часть ПК ПЛ разделяется по длине на обечайки, длина которых кратна шпации и равна ширине заказного листа или кратна длине цилиндрической части ПК (все обечайки в пределах цилиндра унифицированы и равны по длине). В случае, когда длина цилиндра не кратна ширине заказного листа и длине цилиндрической части ПК, остается одна обечайка, длина которой меньше ши­рины заказного листа (см. рис. 2).

Затем каждая из обечаек разделяется по длине окружности на детали, длина которых равна длине заказного листа . Определяется число деталей, входящих в состав обечайки как частное от деления длины окружности цилиндра на длину заказного листа.

В случае, когда длина окружности цилиндра не кратна длине заказного листа, остает­ся еще одна деталь, длина которой меньше длины заказного листа. Для унификации деталей обечайка по длине окружности может быть разделена на равные части, длина которых не более длины заказного листа. В курсовом проекте следует рассмотреть оба эти варианты разделения обечайки на листовые детали.

 

Далее определяется общее число деталей, необходимых для изготовления цилиндри­ческой части ПК. Количество обечаек длиной равно . В каждую обечайку входит деталей длиной . Тогда количество деталей с размерами, равными га­баритным размерам листа равно .

В состав каждой обечайки с кроме этого входит одна деталь шириной . Число таких деталей равно числу обечаек с .

В состав обечайки с входят деталей, длина которых равна , а шири­на и одна деталь шириной и длиной . Зная их фактические размеры можно определить, сколько листов заказных габаритов необходимо для их изготовления.

В результате имеем деталей размерами , а также деталей размерами и одну деталь размерами . Для их изготовления требует­ся определить число листов заказных габаритов .

Затем определяем коэффициент использования материала. Для этого рассчитывается суммарная площадь всех заказных листов, необходимых для изготовления деталей по их количеству, которое равно числу деталей размерами , а также листов, необходимых для изготовления других деталей с размерами, отличающимися от длины и ширины заказного листа. Для опреде­ления числа таких листов выполняется размещение этих деталей на листах заказных габари­тов. Затем определяется суммарная площадь изготавливаемых для всех обечаек деталей. Отношение суммарной площади деталей к суммарной площади используемых заказных листов и дает коэффициент использования материала.

В приводимом ниже примере рассмотрен вариант разделения на обечайки, длина которых равна ширине заказного листа, а по длине окружности обечайки разделены на детали, длина которых равна длине заказного листа.

ПРИМЕР. Исходные данные

Определяем число обечаек

Определяем число деталей, входящих в каждую обечайку

Определим число деталей с размерами, равными габаритным размерам заказного листа. Число обечаек с длиной 2 м равно 6, в каждую из них входят 4 детали размерами . Следовательно общее количество таких деталей На изготовление этих деталей требуется 24 листа размерами

Кроме этого в состав каждой из этих обечаек входит одна деталь размерам 2м ^. 5,68м Количество таких деталей равно 6.

Обечайка шириной состоит из 4 деталей длиной 8 м (размер детали ) и одной детали длиной (размер детали ).

Для определения количества листов, необходимых для изготовления деталей, отли­чающихся по своим размерам от размеров заказного листа, следует выполнить раскрой деталей. Раскрой осуществляется путем размещения этих деталей на листах заказных га­баритов (см. рис. 4)

Рис. 4

 

 

Затем определяются суммарные площади всех деталей и необходимых для их изготовления листов металла.

Площадь изготавливаемых деталей

Площадь используемых для изготовления деталей листов

Коэффициент использования материалов

Конические части ПК.

В состав ПК входят усеченные конусы, которые при изготовлении также разделяются на обечайки. Для определения формы, размеров и числа входящих в обечайки деталей необходимо выполнить развертку усеченного конуса на плоскость. Для этого дополняем усеченный конус до полного, продолжив его образующее до точки пересечения в верши­не конуса (рис. 5).

Затем из точки радиусом, равным проводим дугу и на ней влево и вправо от оси откладываем длины полуокружностей большего конуса (см. рис. 6). Затем радиу­сом проводим вторую окружность из точки и получаем развертку усеченного конуса на плоскость.

Рис. 6

Длину развертки L_к делим на равные части, длина которых равна ширине за­казного листа и определяем число обечаек конусной части.

Округляя полученное от деления частное до целого числа, получаем количество обе­чаек по длине образующей развертки конуса и определяем длину этих обечаек (см. рис. 7).

Зная длину заказного листа , каждую обечайку разделяем на детали, большая дуга которых равна (см. рис. 7).). Тем самым определяем количество листовых деталей N _д , имеющих одинаковую длину дуги. Для определения этой длины делим длину дуги каждой обечайки на количество образующих эту обечайку деталей.

 

 

Рис. 7

Затем выполняем раскрой полученных деталей на листах заказных габаритов, определяем суммарную площадь всех деталей и площадь необходимых для их изготовления листов и коэффициент использование материала.

Сферические части ПК

При изготовлении сферических частей ПК они разделяются на расположенное в верхней части сферы донышко и несколько поясов, состоящих из отдельных деталей-лепестков (см. рис 9).

Размер донышка определяется шириной заказного листа и возможностями имеющегося на предприятии-изготовителе штамповочного оборудования. Для разделе­ния сферической части ПК сначала определяется размер донышка из условия . Диаметр заготовки донышка равен длине дуги собственно донышка , которая опреде­ляется величиной центрального угла (см. рис. 11). Зависимость от угла для еди­ничного радиуса представлена в таблице 1, в которой также даны значения вы­соты донышка для единичного радиуса.

Таблица 1.1

	0,331	0,014		0,628	0,049
	0,384	0,018		0,663	0,054
	0,419	0,022		0,698	0,060
	0,454	0,025		0,733	0,066
	0,489	0,030		0,768	0,073
	0,524	0,034		0,808	0,080
	0,558	0,039		0,838	0,086
	0,594	0,044		0,908	0,101

Для определения высоты донышка подбором следует определить значение R_д которое должно удовлетворять условию R_д ≤ и при этом минимально отличаться от значения . Принятое значение донышка определяет размер диаметра его плоской заготовки .

После определения высоты донышка оставшаяся часть сферической конструкции делится на пояса, ширина которых должна быть не более ширины заказного листа (см. рис. 11). Для определения размеров плоской заготовки лепестков каждый из поясов рассматривается как усеченный конус, образующей которого является каса­тельная к поверхности пояса (см. рис. 12). Развертка пояса сферы на плоскость выпол­няется аналогично развертке на плоскость усеченного конуса (см. п. 1.2). Каждый пояс по длине разделяется на равные лепестки (см. рис. 13), габаритные размеры которых , причем .

 

 

Выполняется раскрой донышка и лепестков на листах заказных габаритов (см. рис 14) и определяется коэффициент использования материалов для сферических частей ПК.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ