基于優(yōu)化工裝設(shè)置的分段變形控制研究

劉剛

摘 要：文章通過(guò)對(duì)常規(guī)分段變形的數(shù)據(jù)收集和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)應(yīng)工裝的使用如何減少分段變形的過(guò)程測(cè)量和分析，總結(jié)了一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也提出了相應(yīng)改善建議。

關(guān)鍵詞：平臺(tái)；支撐；拉條；過(guò)橋

1 背景

船舶建造整個(gè)過(guò)程中變形是一直存在的，究其原因錯(cuò)綜復(fù)雜。部件，小組立階段的變形可以通過(guò)機(jī)械矯正、火工矯正；中組立階段的變形一般都是通過(guò)火工矯正和開(kāi)刀實(shí)現(xiàn)的；然而大型總段的矯正一般都需要開(kāi)刀。這樣不但破壞了分段的原始結(jié)構(gòu)，同時(shí)也造成了油漆破壞、人工浪費(fèi)、材料損耗等導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降。

2 變形原因分析

導(dǎo)致分段在建造過(guò)程中的變形原因很多。在部件、小組立階段導(dǎo)致變形的主要原因?yàn)檠b配偏差、焊接變形；中組立階段導(dǎo)致變形的主要原因?yàn)檠b配偏差、焊接變形、翻身和吊運(yùn)變形；大組立階段導(dǎo)致變形的原因除了定位偏差、焊接變形、翻身吊運(yùn)變形、前道工序的累計(jì)變形以外還有很多由于立體交叉作業(yè)導(dǎo)致的變形。

3 工裝合理使用和減少分段變形的關(guān)系

本文主要介紹從加工到搭載各個(gè)階段常用工裝的合理使用與減少分段變形的關(guān)系。這些工裝實(shí)用、穩(wěn)定、可靠、成本低。

3.1 切割平臺(tái)

本公司的鋼板切割主要有三種方式：等離子切割、火焰切割、半自動(dòng)切割。三種切割方式所使用的平臺(tái)形式不同，但是對(duì)平臺(tái)的要求卻是一樣的（滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久型、平整性），平臺(tái)所起的作用也是一樣的（保證鋼板放置平整、角度正確，保證切割線型和坡口角度）。平臺(tái)的水平精度最為重要，否則會(huì)導(dǎo)致坡口切割成型不良。如果切割平臺(tái)的水平和直線度良好，那么切割出來(lái)的坡口角度和直線度很好，否則切割的坡口成型較差。

3.2 承托胎架

無(wú)論是小型構(gòu)件還是大型總段在建造的整個(gè)過(guò)程中都需要平臺(tái)胎架去作基面承受它們的重量和施工載荷，保證分段著床的基礎(chǔ)和線型正確。小型分段的承拖胎架一般由角鋼制作，大型分段的承拖胎架一般稱為牛腿支撐。承托胎架支撐于分段的硬結(jié)構(gòu)反面且嚴(yán)密貼合，通過(guò)支撐的軸向強(qiáng)度減少分段重力和施工載荷變形。小型的支撐只需要廢舊的角鋼制作，廢舊的角鋼在公司的廢舊堆場(chǎng)很多取材非常方便，完全可以變廢為寶。

3.3 趾端護(hù)鋼

筋板和扶強(qiáng)材都有工藝趾端，而趾端在翻身和吊運(yùn)的過(guò)程中很容易被撞彎、壓彎而產(chǎn)生變形，最終都需要火工矯正，而護(hù)鋼完全可以解決這個(gè)問(wèn)題。所謂護(hù)鋼就是門(mén)切胎床剩下的余料和廢舊的剛板，幾乎任何切割余料只要寬度和厚度超過(guò)趾端筋板板厚均可以當(dāng)做護(hù)鋼使用，可見(jiàn)用護(hù)鋼做結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.4 電磁角度尺

裝配角度一般都是通過(guò)角度尺進(jìn)行檢驗(yàn)的，角度尺具有很強(qiáng)的電磁強(qiáng)度，可以保證從裝配開(kāi)始到焊接結(jié)束整個(gè)過(guò)程中構(gòu)件的角度良好。一個(gè)角度尺有兩個(gè)平面，每個(gè)平面上均安裝兩個(gè)電磁鐵，電磁鐵的啟閉可以用手動(dòng)旋鈕來(lái)控制。本公司的電磁角度尺均由公司內(nèi)部制造，除了電磁鐵是廠家購(gòu)買外，其他的所有主體結(jié)構(gòu)均由門(mén)切余料制造，門(mén)切余料在公司的門(mén)切工位隨處可見(jiàn)使用余料既可以美化環(huán)境又可以減少安全隱患，并且經(jīng)濟(jì)效益很高。

3.5 拉伸螺絲和結(jié)構(gòu)支撐

拉伸螺絲通稱拉條，主要作用是減少焊接變形，吊運(yùn)變形，翻身變形。根據(jù)分段結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度對(duì)加強(qiáng)拉條的材質(zhì)和構(gòu)件截面形式有不同的要求。結(jié)構(gòu)支撐和拉伸螺絲的功能是一樣的，結(jié)構(gòu)形式類似，拉伸螺絲可以在裝配的任何階段使用。拉伸螺絲固定的位置一般在結(jié)構(gòu)的端面，中組立和大組立階段還可以用在結(jié)構(gòu)的中間。它的受力特點(diǎn)是支撐的一端支撐構(gòu)件的硬結(jié)構(gòu)，一端支撐在地基上或者分段的其他硬結(jié)構(gòu)上，通過(guò)支撐自身的軸向強(qiáng)度來(lái)減少構(gòu)件的裝配和焊接變形，減少過(guò)程中的應(yīng)力。拉伸螺絲和結(jié)構(gòu)支撐一般由100*100的角鋼制作，支撐角鋼可以反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效果很好。

3.6 舷側(cè)開(kāi)口斜撐

舷側(cè)開(kāi)口斜撐形式簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很大，主要用在舷側(cè)總段的總組階段和搭載階段，可以在搭載定位結(jié)束后的任何階段拆除。它能在很大程度上減少總段的翻身變形、吊運(yùn)變形、搭載后分段自重變形。舷側(cè)斜撐結(jié)構(gòu)有三個(gè)部分組成：圓柱鋼管、頂板、鋼鎖鏈。頂板焊接在圓柱鋼管的兩端，鋼鎖鏈裝配在頂板上。舷側(cè)總組結(jié)束調(diào)整好精度狀態(tài)后就立刻安裝斜撐，頂板的一端與上甲板吊碼連接用鎖鏈綁扎牢固，頂板另一端與下邊水艙斜板吊碼或者雙層底硬結(jié)構(gòu)連接。與下邊水艙斜板吊碼連接的用鎖鏈鎖住，與雙層底連接的直接焊住且焊接牢固。

3.7 舷側(cè)開(kāi)口過(guò)橋

舷側(cè)過(guò)橋主要作用是鏈接舷側(cè)左右舷，方便作業(yè)人員行走，左右作業(yè)聯(lián)通，同時(shí)可以在很大程度上減少舷側(cè)總段由于自重向貨艙內(nèi)部?jī)A倒的趨勢(shì)和變形。一般都是在搭載定位階段安裝，艙口圍安裝之前拆除，能夠保證舷側(cè)總段在很長(zhǎng)的一個(gè)周期內(nèi)不發(fā)生自重變形。過(guò)橋由兩部分組成：高強(qiáng)度的底梁、扶墻板。過(guò)橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，剛度要求較高，制作完成后需要進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)。過(guò)橋相當(dāng)于甲板橫向支撐，主要靠過(guò)橋底梁的軸向抗壓強(qiáng)度和扶墻板的軸向抗彎強(qiáng)度來(lái)減少舷側(cè)分段向船中的傾倒變形。

3.8 托盤(pán)管理

托盤(pán)在加工區(qū)域使用的頻率很高，尤其是在型鋼制作區(qū)域。托盤(pán)的墊基可以設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)角度以便和被托盤(pán)的構(gòu)件型面貼合更加完美。同時(shí)工裝件也可以放進(jìn)托盤(pán)，進(jìn)行分類擺放、按照ABC原理分類管理。根據(jù)ABC原理把先用的構(gòu)件放在外面、最后用的構(gòu)件放在里面，便于尋找和使用方便。托盤(pán)分層設(shè)置減少了構(gòu)件相互疊壓的概率，減少了后續(xù)不必要的機(jī)械和火工矯正。

4 結(jié)束語(yǔ)

上述一共介紹了8種形式的工裝，這8種工裝使用的頻率非常高，所以重點(diǎn)介紹。經(jīng)過(guò)時(shí)間的驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際反饋?zhàn)C明這8種工裝具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐久性強(qiáng)、維修方便，維修成本低。

參考文獻(xiàn)

[1]顧延家.造船技術(shù)[J].工程科技‖輯，1989（7）：135.

[2]李鴻.船體裝配工藝[M].哈爾濱工程大學(xué)出版社，1994，10：132.

[3]劉建峰.新入員工培訓(xùn)教材[Z].上海外高橋造船有限公司，2011，3：97.