Файл: Бронский, А. И. Основы выбора конструкций корпуса судна.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
Таблица 2
Удельная трудоемкость корпусных работ, %
|
Т а н к е ры |
С у х о г р у з н ы е суда |
|
Промысловые |
суда |
|||
Наименование |
|
|
|
смешанного |
Р е ф р и ж е р а |
рыбоконсерв |
|
|
|
|
|
ные базы, |
траулеры |
|
|||
работ |
морские |
речные |
морские |
плавания, |
торы |
сейнеры |
||
|
речные и |
|
научно -про |
перерабаты |
||||
|
|
|
|
озерные |
|
мысловые |
вающие |
|
|
|
|
|
|
|
суда |
|
|
Изготовле |
4,6-6,2 |
4,3—5,2 |
3,1 — 10,9 |
3,8—8,7 |
3,0—4,6 |
3,9—5,3 |
3,4—7,2 |
4,3—4,5 |
|
ние |
дета |
|
|
|
|
|
|
|
|
лей |
корпу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
са |
|
|
|
|
|
|
|
|
Изготовле |
10,5—18,6 |
15,2—19,8 |
13,8—27,1 |
16,8—29,4 |
8,2—19,1 |
7,4—10,9 |
10,7—22,6 |
20,8—22,4 |
|
ние |
узлов, |
|
|
|
|
|
|
|
|
секций, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
блоков |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
корпуса, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фундамен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тов |
и под |
|
|
|
|
|
|
|
|
креплений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формирова |
12,7—18,0 |
13,6—17,6 |
13,8—18,0 |
7,5—26,6 |
5,2—15,8 |
12,9—19,3 |
5,3—15,3 |
10,3—10,4 |
|
ние |
корпу |
|
|
|
|
|
|
|
|
са |
судна |
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого . . |
28,9—41,9 |
35,4—41,7 |
32,4—41,1 |
40,7—56,3 |
24,5—33,7 |
27,3—30,6 |
22,4—41,5 |
35,5—37,2 |
|
П р и м е ч а й и е. За 100% принята полная трудоемкость постройки и сдачи судна.
Следовательно, необходимо установить исходные более ста бильные измерители, относящиеся, например, к некоторым эталон
ным конструкциям корпуса, сортаменту материала, |
технологии |
|
постройки и т. п., а |
т а к ж е дополнительные измерители, |
характери |
зующие отклонения |
трудоемкости в зависимости от |
конкретных |
особенностей судна. Это позволит экономически обосновать реше
ние главных общепроектных вопросов, связанных |
с |
корпусом |
||||||||||
судна. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При выборе оптимальных конструкций перекрытий и корпуса |
||||||||||||
судна |
|
в целом, |
включая |
обоснование |
системы и |
шпации |
набора, |
|||||
можно |
в качестве измерителей принимать так называемые удель |
|||||||||||
ные |
показатели, |
отнесенные |
к единице некоторого |
геометриче |
||||||||
ского |
параметра . |
Ч а щ е |
всего |
используются призматические |
изме |
|||||||
рители, |
т. е. показатели, отнесенные к единице длины |
судна. |
|
|||||||||
При |
обосновании |
отдельных |
конструктивных |
элементов |
или |
|||||||
узлов |
|
надо подробно |
учитывать |
все |
факторы, |
непосредственно |
||||||
связанные с оформлением рассматриваемых узлов, вплоть до де тального нормирования трудоемкости всех технологических опе раций при постройке и ремонте, тщательного анализа показателей работоспособности, обобщения статистических данных по точности изготовления и сборки.
Разумеется, что такое деление условно, поскольку все рассмот ренные показатели тесно связаны между собой и при строгой по становке задачи д о л ж н ы учитываться совместно. Тем не менее, принимая во внимание реально возможную точность исходных данных и самого метода решения задачи, а т а к ж е неизбежный статистический разброс результатов технических и, тем более, эко номических исследований, представляется оправданным упрощение
задачи в к а ж д о м |
конкретном случае на основе |
подробного |
ана |
лиза предъявляемых к конструкции требований. |
|
|
|
Изложенный |
принцип экономической ~ оценки |
является |
базой |
для |
решения многих в а ж н ы х задач проектирования корпусных кон |
|
струкций. В частности, он может быть использован |
для обоснова |
|
ния |
нормативов прочности конструкций, точности |
изготовления |
и служить основой стандартизации и унификации корпусных кон струкций.
Необходимо подчеркнуть, что используемые зависимости тех нико-экономических показателей от конструктивно-технологических
параметров |
корпуса, |
как правило, являются не |
фиксированными, |
|
а вероятностными. |
Это |
объясняется как случайным характером |
||
большинства |
исходных |
данных проектирования |
(условия эксплуа |
|
тации, физико-механические характеристики материала, параметры
технологических процессов и т. д . ), так и нестабильным |
влиянием |
||
различных |
факторов на |
технико-экономические характеристики, |
|
по которым |
производят |
оценку полученных проектных |
решений. |
35
Степень изменчивости технических, технологических и экономиче ских параметров при проектировании корпусных конструкций часто
очень велика. |
Поэтому случайным |
характером исходных данных |
в общем случае |
пренебрегать нельзя, |
и одной из в а ж н ы х предпосы |
лок оптимального проектирования становится использование аппа рата теории вероятностей. Следует подчеркнуть, что его успешное применение возможно только при наличии достаточно полной и до стоверной статистической информации о рассматриваемых величи нах. Это затрудняет дальнейшие исследования по оптимальному проектированию и практическое внедрение его результатов, а т а к ж е требует безотлагательного развертывания работ по сбору необхо димой технико-экономической информации и ее анализа.
§ 3. Влияние точности изготовления конструкции на ее технико-экономические показатели
Значительную часть общего объема работ по постройке кор пуса судна составляют ручные пригоночные и связанные с ними работы при секционной и стапельной сборке. Это обусловлено от клонениями размеров деталей и конструкций от теоретических (но минальных), так как все операции, начиная с масштабной плазовой разбивки и кончая сборочно-сварочными работами, выполня
ются с некоторой степенью точности. |
Необходимость |
выполнения |
|||
операций |
подгонки, |
правки, снятия и |
повторной установки деталей |
||
и |
узлов |
при сборке |
вызвана достигнутой точностью |
изготовления |
|
и |
сборки, сварочными деформациями, |
дефектами изготовления и |
|||
сборки, остаточными деформациями, полученными при транспорти
ровке, т. е. факторами, обусловленными |
случайными |
причинами. |
||
Соответственно трудоемкость этих операций может |
быть различ |
|||
ной |
д а ж е для совершенно одинаковых конструкций |
в |
зависимости |
|
от |
их фактических размеров и реальных |
дефектов. |
Очевидно, что |
|
при анализе проектных решений трудоемкость любой технологиче ской операции следует принимать с учетом соответствующих ве роятностных характеристик, что и предусмотрено в фор муле (1.10).
Необходимость выполнения пригоночных работ во многих слу чаях препятствует внедрению механизированных технологических процессов сборки и сварки, которые уменьшают объем ручных ра бот и повышают уровень надежности конструкций. Поэтому при проектировании следует предусматривать определенные конструк тивно-технологические мероприятия, направленные на ликвидацию или, в крайнем случае, сокращение объема работ по пригонке и правке конструкций. Технико-экономический анализ соответст вующих проектных решений заключается в следующем [20].
36
З а т р а т ы на выполнение пригоночных работ - зависят |
от |
с у м м а р |
||||||
ной |
трудоемкости |
Т з а м |
производства замеров, |
разметки, |
снятия |
|||
и повторной установки конструкций, собственно |
пригонки |
(резки, |
||||||
рубки, зачистки и |
т. |
п.) |
с учетом |
вероятности |
Р з а м |
выполнения |
||
этих |
операций |
|
|
|
|
|
|
|
|
U = |
^эамТзпм*™ (1 + |
Н ц е х + Н з а в ) . |
|
|
(1.12) |
||
Ликвидация каким-либо способом пригоночных работ дает эко номию, равную по величине з а т р а т а м на пригонку U. Внедрение соответствующих конструктивно-технологических мероприятий (применение новых механизированных технологических процессов, изменение средств и методов контроля точности и качества кон
струкций, повышение |
жесткости |
конструкций и др.) всегда |
связано |
||||||
с определенным |
изменением оформления или |
размеров |
|
деталей |
|||||
конструкций. Это, в |
свою очередь, приводит к увеличению |
затрат |
|||||||
на их изготовление, |
характеризуемое |
величиной |
6 С к |
а п . |
Целесооб |
||||
разность принятия таких конструктивно-технологических |
мероприя |
||||||||
тий выражается |
условием б С к а п < £ / . |
В том случае, |
если д л я |
лик |
|||||
видации пригонки на одних и |
тех ж е |
технологических |
операциях |
||||||
возможны разные решения, отличающиеся объемом |
используемых |
||||||||
мероприятий или их содержанием, выбор оптимального |
варианта |
||||||||
определяется из условия достижения максимума величины |
(U — |
||||||||
бСкап) • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д л я выполнения указанных |
технико-экономических |
расчетов не |
|||||||
обходимо определить |
величину |
/ > з а м в |
формуле |
(1.12), что |
связано |
||||
с использованием принципов взаимозаменяемости и применением
размерного анализа . |
|
|
|
|
Теория |
взаимозаменяемости |
развита в ряде |
отечественных ра |
|
бот [16], |
[30], [34] в |
основном |
применительно к |
машиностроению, |
В настоящее время размерный анализ внедряется и в практику судового корпусостроения [31], [71]. Многолетний опыт машино строения и отечественного судостроения показывает перспектив ность снижения объема подгоночно-рубочных работ и совершенст вования сборочных и проверочных операций путем использования расчетных методов определения необходимой точности элементов конструкций корпуса и технологических процессов их изготовле ния. Эта точность контролируется сопоставлением отклонений з а меряемых параметров от допусков, т. е. предельных нормируемых отклонений. Допуски принято разделять на конструктивные и тех нологические.
К о н с т р у к т и в н ы м и |
называют |
допуски на размеры корпус |
ных конструкций, которые необходимо |
выдержать д л я обеспечения |
|
их прочности и надежности, |
заданных |
мореходных качеств, грузо |
вместимости и прочих эксплуатационных требований, предъявляе мых к судну.
37
Т е х н о л о г и ч е с к и м и называют допуски на межоперацион ные и окончательные размеры деталей, узлов и секций, устанавли ваемые д л я рационального ведения производственного процесса и
получения в конечном итоге конструкций, |
размеры которых не бу |
д у т выходить за пределы конструктивных |
допусков. |
При этом технологические допуски на окончательные |
размеры |
||||
и конфигурацию деталей |
после |
их установки |
на |
судне |
совпадают |
с конструктивными, в то |
время |
как допуски |
на |
межоперационные |
|
размеры во всех случаях относятся только к |
технологическим. |
||||
Анализ взаимосвязей поверхностей отдельных деталей в кон струкции осуществляется расчетом размерных цепей. Размерной цепью называют совокупность размеров, расположенных по замк нутому контуру в определенной последовательности и координи рующих взаимное положение деталей и их элементов.
В зависимости от взаимного положения элементов конструк ции, описываемой размерной цепью, можно рассматривать линей
ные, плоские |
и |
пространственные |
цепи |
(табл. 3). Следует |
отме |
||||||
тить, что при размерном анализе корпусных |
конструкций большин |
||||||||||
ство плоских |
и |
пространственных |
цепей |
нетрудно |
свести |
к |
одной |
||||
и или нескольким линейным цепям. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Размерные цепи состоят из звеньев. Звеном называют |
размер, |
|||||||||
определяющий |
|
расстояние |
между |
поверхностями |
(осями) |
элемен |
|||||
тов |
конструкции или |
их |
угловое |
взаимное |
расположение. |
Звенья |
|||||
по |
их виду принято |
разделять на |
линейные |
и угловые. При |
этом |
||||||
в самостоятельную группу звеньев иногда |
выделяют зазоры [34], |
||||||||||
что, по нашему мнению, можно |
не делать . |
З а з о р ы представляют |
|||||||||
собой размеры, |
координирующие |
взаимное |
расположение |
поверх |
|||||||
ностей или осей разных деталей в конструкции, и в этом отноше нии являются лишь частным случаем размера между любыми по верхностями (осями) одной или разных деталей.
В размерную цепь входят одно замыкающее и несколько (не менее двух) составляющих звеньев. Классификация звеньев на составляющие и з а м ы к а ю щ и е условна и справедлива лишь в пре
делах конкретной рассматриваемой |
задачи. |
В зависимости |
от |
тре |
|||||||||||
бований к |
конструкции, а |
следовательно, |
от |
условий |
задачи, |
в |
од |
||||||||
ной |
и той |
ж е цепи |
разные |
звенья |
могут |
выполнять функции |
замы |
||||||||
кающего. Так, для линейной цепи |
(см. табл. 3) |
можно |
рассматри |
||||||||||||
вать следующие |
вопросы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Какова |
д о л ж н а |
быть |
точность |
изготовления кницы, |
чтобы |
ее |
|||||||||
можно было установить без пригонки в собранном |
и |
сваренном |
|||||||||||||
узле |
соединения |
палубы и |
борта |
(в этом |
случае |
з а м ы к а ю щ и м |
|
зве |
|||||||
ном |
размерной |
цепи служит длина |
кромки |
кницы, |
примыкающая |
||||||||||
к настилу |
палубы)? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Какова |
должна |
быть |
точность |
установки |
продольного |
|
ребра |
||||||||
жесткости |
палубы, |
чтобы установить |
секцию |
палубы |
без монтажной |
||||||||||
38