船舶设计与建造.ppt

1 舵 2 螺旋桨 3 机舱 4上甲板 5 艉楼甲板 6 艉楼 7 救生船 8 烟囱 9 桅杆 10 罗经甲板 11 驾驶舱 12门型吊 13 货舱盖 14 内舱壁 15 货舱 16 货舱壁 17底舱 18 甲板间舱 19 隔板 20货物 21 船体外板
1船艉楼甲板 2上甲板 3驾驶台甲板 4游步甲板 5艇甲板 6航海甲板 7艏楼甲板 8二甲板 9舵轴孔、舵杆围阱 10艉尖舱 11舷侧液体舱 12轴隧 13深舱 14机舱 15货舱 16锚链舱 17艏尖舱 18机舱棚 19船尾肋骨 20深肋板 21船尾横舱壁 22水密舱壁 23波形舱壁 24舱壁龛 25主机基座 26双层底 27中纵舱壁 28甲板 纵桁 29船首防撞舱壁 30桥楼 31烟囱 32头巾型通风筒 33门形桅 34桅杆
总段建造法
岛式建造法
塔式建造法
串联建造法
船厂船坞
总段建造的搭载方案
甲板立体分段吊装
船体总段合拢
尾部分段吊装
船舶的最后总装
2.2.2 船舶舾装
船舶舾装是指船体结构之外的船舶所有设备、装置和设 施的安装工作，也可以定义为是对船舶进行系统处理和安装 的生产活动。 船舶舾装一般包括船舶设备的安装与调试和船体表面工 程。船舶舾装的设备就是船上安装的各种机械、仪器、装置 和设施，机舱部分、航行设备、锚设备、系泊和拖曳设备、 舱室设备、消防设备等。
二 船舶建造
2.1 船舶结构简介
不管是前期的船舶设计，还是后期的加工建造，要想真 正成功的把一艘船建造出来，就必须对船舶的整体结构、各 个分段的建造流程以及总装工艺了解透彻，从而实现船舶更 快更好的建造。 尽管现代化的海上运输都采用集装化和专门化的运输 方式，但杂货运输仍占重要的地位,下面就以杂货船（散 货船）为例介绍下船舶的主要结构和分布。
2.2 船舶的生产流程
在完成设计、设施和组织等方面的准备后，即可开始船 体建造。船体建造就是将船用材料制成船舶壳体的生产流程 。船体建造主要流程为： 放样号料 船体建造流程 钢材预处理 船体构件加工 部件拼装 舾装流程 分段（总段）建造 船台（船坞）总装 涂装流程
2.2.1 船体建造流程
(1) 放样号料 就是将设计部门设计的型线图、结构图按比例进行放样 展开，以得到船体构件的真实形状和实际尺寸，然后再将这 些已经展开的零件，通过样板、图纸、数控等不同的号料方 法，实尺画（割）在钢板或型材（球扁钢、角钢）上。
尾部立体分段
(6) 船台总装
船舶（船坞）总装主要指的是船体总装，即在船体结构 经过预装配形成的分段或总段之后在船台（船坞）完成整个 船体装配（也有下水之后再吊装上建的）的工艺阶段。船台 总装也可称之为大合拢、搭载，它对保证船舶建造质量，缩 短船舶建造周期有着很大的影响。 船台（坞）建造方法。由于产品对象和船厂的生产条件 各不相同，船台建造方式也多种多样，一些常用的建造 方法有总段建造法、塔式建造法、岛式建造法、串 联建造法。
船舶生产的主要流程
一、船舶设计
二、船舶建造
三、船舶下水试验
一 船舶设计
1.1 船舶设计流程
在说船舶的建造流程之前，先简要的说一下船舶设计流 程，船舶设计工作分为三个阶段： 初步设计——解决“造什么船”的第一个阶段 对船舶总体性能和主要技术指标设计， 确定船舶的主要参数 、结构形式等问题 详细设计——具体解决“造什么船”的阶段 解决设计中的基本和关键技术问题 生产设计——解决“怎么样造船”的问题 编制建造方案、方针书等，绘制记入各 种工艺技术指示，提供生产信息文件
大型舾装单元
总段舾装（正在吊装柴油发电机）
舾装完整性很高的尾部总段
2.2.3 船舶涂装
船舶在陆地上建造，在江河或海洋上航行，所以钢质主 船体和众多的舾装件将先后受到工业大气和海洋环境腐蚀。 为了防止钢材的腐蚀，延长船舶使用寿命，必须对船体及上 层建筑的钢板内外表面和舾装件上按照技术要求进行除锈和 涂敷各种涂料，使金属表面与腐蚀介质隔开达到防腐目的， 这种表面处理工程称为船舶涂装。船舶涂装除了具有防腐蚀 的作用以外，还有外表装饰和防污等作用。 船舶涂装作业方式与船体建造的分段建造法和 船舶舾装的区域舾装法相协调。所以，船舶涂装 作业有钢材预处理、分段涂装、船上涂装和完 工涂装等制造级。
水火弯板，采用的是正面跟踪水冷法
型材成型加工主要是将常用的角钢，球扁钢加工为具有 一定曲度的肋骨、横梁、纵骨等。常用的型材冷弯设备有数 控肋骨冷弯机。热弯方法可以为水火加工。
数控肋骨冷弯机
(4) 部件拼装
船体部件拼装指的是两个或者两个以上的组件拼装成部 件的生产过程。常见的部件拼装包括甲板和舱壁板组件的拼 接、T型材装配、肋骨框架的拼装等等。 部件拼装作业可以使用埋弧焊、自动角焊等高效率焊接 方式，比较容易实现流水线作业，采用FCB（焊剂铜衬垫单 面焊双面成型埋弧自动焊）焊接、焊接机器人等先进方法， 有效的提高了工作效率。 平面分段流水线用于平面分段的生产，主要内容包括拼 板、纵骨安装、纵桁肋板安装。对于一般的船舶而言， 列为平面分段的船体重量往往有50%-70%，因 此很多大型船厂都有类似的生产线。
船舶设计与建造工艺
控制理论与控制工程 赵显 2014.4.8
引言
任何一种产品都有其自身的生产模式，比如汽车的流水线 生产，飞机的脉动生产线，然而船舶生产具有其独特的特点： 生产的批量为小到中等，零部件的加工过程相似但几何形状和 尺寸不同，这就决定其生产模式的特殊性。 所谓现代造船模式，就是以统筹优化理论为指导，应用成 组技术原理,以中间产品为导向，按区域组织生产，壳、舾、 涂作业在空间上分道、时间上有序，实现设计、生产、 管理一体化，均衡、连续地总装造船。
谢谢观赏
中型三星辊
三星辊进行冷弯加工
悬臂吊单柱液压机
大型的液压机
水火弯板是目前船厂中使用最为广泛的弯板方法，它是 沿预定的加热线用氧-乙炔烘炬对板材进行局部线状加热， 并用水进行跟踪冷却（或让其自然冷却），使钢板产生局部 塑性变形，从而将板弯成所要求的曲面形状的一种弯板工艺 方法。 水火弯板的冷却的方式有： 自然冷却法（优点：操作简单；缺点：成型速度慢，在 生产角变形同时会产生加工所不需要的纵向挠度） 正面跟踪水冷法（优点：收缩较快；缺点：角变形效果 不如空冷） 背面跟踪水冷法（优点：成形效率高；缺点： 需要在板下操作，比较麻烦）
在喷涂完底漆之后，就要先对变形的钢板进行矫正，一 般厚板不容易变形，主要的矫正对象是薄板。钢板的任何一 种变形，都是由于其中一部分纤维较另一部分纤维缩得短或 是伸得长所致。因此，钢板的矫正实际上是将较长的纤维缩 短或是将较短的纤维拉长，使它们和周围的纤维有相同的长 度，从而消除局部的不平。实际上，一般是采用拉长纤维 的方法，因为压缩纤维难以实现。钢板的矫正使用的是 多轴辊式矫平机，
1.2 计算机辅助设计
与其他行业一样，船舶建造中也有常见的计算机辅助应 用。除了最基础的 autoCAD软件，目前船舶建造中常用的 设计软件有TRIBON 、NAPA软件 等。 TRIBON软件是由瑞典KCS ( Kockums Computer System AB)公司研发的一款辅助船舶设计和建造的计算机 软件集成系统，集CAD/CAM/MIS于一体，在造船业中有 着广泛的用户。软件包括船体设计、舾装设计、系统管理三 大部分，船体设计包括线型光顺、船体平面模、船体 曲面模、性能计算、零件分离、数控套料、生成 切割指令等模块。。
装焊车间内的平面分段流水线
部件拼装
部件拼装
平面分段流水线上的焊接机器人
(5) 分段制造
船体分段（section）指的是由零部件组装而成的船体 局部结构。船体分段的类型有： （1）平面分段。平面板列上装有骨材的单面平面板架, 如舱壁分段、舱口围壁分段、平台甲板分段、平行中体处的 舷侧分段等。 （2）曲面分段。曲面板列上装有骨材的单面曲面板架 ，如单层底分段、甲板分段（指有曲面梁拱的）、舷侧分 段等。 （3）半立体分段。两层或两层以上板架所组成的 非封闭分段或者是单层板架带有一列与其成交角的 板架所组成的分段。例如，带舱壁的甲板分段， 甲板室分段。
1 艏柱 2 球鼻艏 3 锚链舱 4 艏尖舱 5 防撞舱壁 6 艏楼 7 甲板间舱 8 货舱 9 双层底舱 10 水密横舱壁 11 船底 12 机舱 13 轴隧 14 艉尖舱壁 15 艉尖舱 16 螺旋桨 17舵 18 舵机舱 19 艉楼 20 艇甲板 21 桅屋 22 上甲板 23 下甲板 24 艉楼甲板25 驾驶甲板 26 起货机平台 27锚链筒 28救生艇 29罗经甲板 30 烟囱
分段涂装车间
总段涂装作业
三 船舶下水试验
3.1 船舶下水
新船下水
3.2 船舶试验
船舶航行试验（试航）。船舶试航的目的是根据合同要 求和设计要求，对建造好的船舶技术性能实行全面考核。 航行试验项目有主机航行试验、船舶倾斜试验、操纵性 试验。操纵性试验又包括回转试验和惯性试验 。
进行海上操纵性试验的船舶
（4）立体分段。两层或两层以上板架所组成的封闭分 段或者由平面或曲面板架所组成非环形立体分段，如双层底 分段、双层舷侧分段、边水舱分段、首立体分段、尾立体分 段等。 （5）总段：主船体沿船长方向划分，例如上层建筑总 段等。
舷侧曲面分段
上层建筑甲板半立体分段正在翻身，
远处的是底部立体分段
边舱立体分段
(2) 钢材预处理
由于轧制和运输堆放过程中的各种影响，板材会产生变 形和锈蚀，为保证质量，在切割前需要进行除锈，喷涂车间 底漆，矫正，这个过程叫做钢材预处理。常用的除 锈方法有抛丸除锈（使用离心式抛丸机的旋转叶轮 将铁丸高速喷射到钢板的表面使锈斑剥 离） 、化学除锈。
钢材预处理线抛丸除锈模拟
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钢材预处理线喷涂无机硅酸锌车间底漆
干式等离子切割机
等离子切割机的喷线枪利用锌粉燃烧之后 产生的氧化锌喷结构线
船体构件的成型加工主要是对船体的弯曲构件在边缘加 工之后进行弯曲成型。分为板材成型加工和型材成型加工。 板材成型的主要方法有机械冷弯法和水火弯板法。一般单向 曲度板都采用机械冷弯法加工。复杂曲度板要先加工出一个 方向的曲度，然后再用水火弯板法加工出其他方向的曲度。 机械冷弯法加工常用的方法为（三星辊）辊弯，（液压 机）压弯。
(3) 船体构件加工
船体构件的加工分为船体构件的边缘加工和成型加工。 船体构件的边缘加工主要是指经过套料的船体钢材的切 割分离以及焊接坡口的加工。边缘加工的方法主要有机械切 割法（剪切、冲孔、刨边、铣边），化学切割方法（气割） 和物理切割法（等离子切割和激光切割等）。
火焰切割机切割200MM的厚板