淺談精度控制在船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

董艷民

摘 要：與日韓等造船強(qiáng)國(guó)相比，造船技術(shù)水平卻有著一定的差距，精度控制是其中的一個(gè)重要方面。精度控制技術(shù)在世界各國(guó)船舶生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用，為了與時(shí)俱進(jìn)，縮小與國(guó)際船舶生產(chǎn)水平的差距，必須提高和加強(qiáng)精度控制技術(shù)在船舶建造中的應(yīng)用，才能有效降低船舶生產(chǎn)成本，提高船舶建造質(zhì)量，從而推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代化造船的發(fā)展。本文對(duì)精度控制在船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：精度控制;船體;生產(chǎn)設(shè)計(jì);應(yīng)用

0 引言

據(jù)調(diào)查顯示：在船體建造過(guò)程中，裝配時(shí)的主要作業(yè)僅占總裝配工時(shí)的1/6，而用于調(diào)整作業(yè)的工時(shí)占1/2，作業(yè)后的清理占1/3。因此，船廠應(yīng)用船體建造精度控制方法的目標(biāo)是最大限度地消除調(diào)整作業(yè)量，減少清理工作量，以節(jié)約生產(chǎn)工時(shí)，并節(jié)省材料和能源。因此可以說(shuō)，研究船舶建造精度控制技術(shù)具有重要意義。

1 船舶建造特點(diǎn)與船舶精度控制概念

（1）船舶建造的特點(diǎn)。船舶建造具有以下特點(diǎn)：①船體建造的周期長(zhǎng)、工序多，導(dǎo)致累計(jì)誤差較大;②船體構(gòu)件大，其形狀尺寸允許的偏差，相對(duì)構(gòu)件本身尺寸的比例很小;③船體建造過(guò)程中受力、受熱情況復(fù)雜，導(dǎo)致變形情況無(wú)法預(yù)測(cè)，想要掌握構(gòu)件在切割、冷熱加工、焊接、矯正、轉(zhuǎn)運(yùn)和沖砂過(guò)程中的彈塑性與熱塑性變形規(guī)律更加困難;④建造過(guò)程中自動(dòng)化程度不高，導(dǎo)致人為操作誤差難以控制。

（2）船舶建造精度控制概念。船舶建造精度控制是以科學(xué)的管理方法和先進(jìn)的建造工藝相結(jié)合，以先進(jìn)的建造工藝為基礎(chǔ)，通過(guò)科學(xué)的管理對(duì)船體建造進(jìn)行全過(guò)程的尺寸精度分析和控制，以最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)修整工作量，縮短建造周期，降低建造成本。

2 船舶建造的精度控制

（1）船舶建造精度控制的內(nèi)容。船舶精度控制主要包括船舶建造前技術(shù)準(zhǔn)備和建造過(guò)程控制，技術(shù)準(zhǔn)備是指在船舶生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮船舶建造過(guò)程中的收縮和變形，通過(guò)添加收縮補(bǔ)償量和反變形量來(lái)減小焊接收縮及變形對(duì)船體精度的影響;建造過(guò)程控制是指對(duì)板材下料、零件加工、構(gòu)件裝配、分段總組、總段合攏每一個(gè)制作工位，按照精度控制的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)，并將上一道工位數(shù)據(jù)提供給下道工位，以作為下道工位正確施工的依據(jù)，尤其是在總組及合攏階段達(dá)到模擬搭載和快速脫鉤的目的。

（2）船舶精度控制在船舶建造中的意義。船舶精度控制在船舶建造中的意義主要有：第一通過(guò)對(duì)構(gòu)件添加反變形，減少構(gòu)件因加工、焊接和吊裝產(chǎn)生變形而進(jìn)行矯正的工作量;第二通過(guò)補(bǔ)合理的補(bǔ)償量的設(shè)置，各種部件，結(jié)構(gòu)件和分段的尺寸精度都相應(yīng)提高了，減少加工和建造過(guò)程中的二次切割、打磨、開(kāi)坡口等工作，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本;第三通過(guò)設(shè)置檢驗(yàn)線方便現(xiàn)場(chǎng)施工，同時(shí)提高施工準(zhǔn)確度;第四通過(guò)對(duì)施工數(shù)據(jù)全面的檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理問(wèn)題，減小對(duì)后道工序的影響，降低處理問(wèn)題的施工難度;第五通過(guò)對(duì)施工數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，為下道工序提供施工依據(jù)，降低施工差錯(cuò)的出現(xiàn)，提高施工效率;第六通過(guò)精度控制的積累為先進(jìn)的工藝技術(shù)的推廣打好基礎(chǔ)。

3 精度控制的具體方法

（1）增加反變形。增加反變形主要有兩個(gè)方面：一是在易產(chǎn)生較大變形區(qū)域的構(gòu)件下料時(shí)添加反變形量，利用反變形量來(lái)補(bǔ)償變形所帶來(lái)的誤差;二是在分段胎架數(shù)據(jù)中添加反變形，即在分段易產(chǎn)生變形的區(qū)域的胎架數(shù)據(jù)中增加一定與變形反方向的量，從而抵消此區(qū)域的變形。胎架的高度要大于1200mm，為支撐座安裝及精度控制提供方便;胎架的強(qiáng)度要符合設(shè)計(jì)要求，確保其質(zhì)量安全可靠;在進(jìn)行分段焊接前，必須封固好胎架，從而有效地限制分段變形。反變形數(shù)據(jù)在施工過(guò)程中有十分重要的作用，因此，在進(jìn)行施工時(shí)，要嚴(yán)格的控制反變形數(shù)據(jù)，由于分段的形式不同，其反變形設(shè)置方法也不相同，在施工過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的反變形數(shù)據(jù)設(shè)置方式，從而為施工質(zhì)量提供保障。

（2）加放補(bǔ)償量。補(bǔ)償量是指對(duì)零件、工件和小分段由于加工、裝焊以及火工矯正等多道工序，所產(chǎn)生的辨析及收縮進(jìn)行定量分析后，加放的工藝量值。補(bǔ)償量按照建造工藝可分為切割補(bǔ)償量、加工補(bǔ)償量、裝配補(bǔ)償量和焊接補(bǔ)償量等。補(bǔ)償量不需要在分段建造過(guò)程中割除，它將在船舶建造過(guò)程中消耗。補(bǔ)償量的確定是船體精度控制技術(shù)中的核心內(nèi)容，精度控制的最終目的就是用補(bǔ)償量來(lái)代替余量，補(bǔ)償量的加放恰當(dāng)與否，將直接關(guān)系到船體精度控制的成敗。

（3）檢驗(yàn)線設(shè)置。檢驗(yàn)線是船舶建造過(guò)程中定位的基準(zhǔn)線，包括分段肋檢線、縱向?qū)暇€、水平檢驗(yàn)線、合攏口100mm檢驗(yàn)線等，在分段建造和檢測(cè)過(guò)程中，檢驗(yàn)線降低了施工難度，提高了施工精確度。檢驗(yàn)線一般設(shè)置在分段殼板上，在劃線后確定檢驗(yàn)線后，用洋沖打點(diǎn)膠帶保護(hù)的形式將檢驗(yàn)線保護(hù)起來(lái)，作為后續(xù)分段定位檢測(cè)的依據(jù)，在必要時(shí)需用雙面尺將結(jié)構(gòu)面檢驗(yàn)線反到便于測(cè)量的一面。管理人員要認(rèn)真的記錄劃線數(shù)據(jù)和施工數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的分析，從而為船體建造精度控制提供理論依據(jù)。

（4）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)檢測(cè)及分析。建造過(guò)程中對(duì)切割加工、裝配、分段合攏和總段合攏等各工序中按著相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范實(shí)施精度控制檢測(cè)。通過(guò)精度控制人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工各零件外形尺寸、定位尺寸、焊后尺寸、平整度、垂直度等船舶精度參數(shù)的檢測(cè)、記錄，在發(fā)現(xiàn)和解決施工中存在的問(wèn)題的同時(shí)，將造成問(wèn)題的原因查找出來(lái)，避免類似問(wèn)題的重復(fù)出現(xiàn)。另外通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)的整理分析，制作出船臺(tái)合攏模擬搭載圖，在分段合攏時(shí)可以在上船臺(tái)前將分段余量切割并開(kāi)設(shè)好坡口，達(dá)到無(wú)余量上船臺(tái)快速合攏的目的。

（5）精度標(biāo)準(zhǔn)的訂立。船舶制造領(lǐng)域是有別于其他制造領(lǐng)域的特色領(lǐng)域，其對(duì)精度的需求極高。因此，平日里提及的精度控制工作，實(shí)際上就是實(shí)效性強(qiáng)的科學(xué)管理與前衛(wèi)船舶制造技術(shù)的互相融合的結(jié)晶，凝聚了造船人的智慧和經(jīng)驗(yàn)。對(duì)船舶制造領(lǐng)域來(lái)講，高效精度標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)要求造船廠有精湛的技巧、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)施以及實(shí)效性強(qiáng)的管理準(zhǔn)則。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著造船技術(shù)的不斷升級(jí)和發(fā)展，對(duì)船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高。在船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)中應(yīng)用精度控制技術(shù)，推行無(wú)余量造船，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)船體生產(chǎn)過(guò)程的有效控制，還能有效降低船舶生產(chǎn)成本，加快船體建造速度，提高生產(chǎn)效率，提高我國(guó)造船業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

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