Введение к работе
Актуальность исследования
Применение агрегатного метода монтажа механического оборудования позволило значительно сократить цикл монтажных работ и снизить их стоимость. В настоящее время с судна в цех удается перенести до 60% объема монтажных работ, что создает возможность выполнения монтажа индустриальными методами.
Дальнейшее увеличение объема агрегатирования связано с укрупнением монтажных блоков и включением в их состав главного двигателя, замыкающего на себе до 20% связей машинного отделения. Включение главного двигателя в состав монтажных блоков обеспечивает, кроме того, их функциональную завершенность с перспективой преобразования в модули машинного отделения, которые можно поставлять но кооперации на судостроительные и судоремонтные предприятия. Энергетические установки, изготавливаемые в виде таких модулей обеспечат также ремонтопригодность судна при эксплуатации в условиях мелких мастерских рыболовецких хозяйств.
Вместе с тем укрупнение монтажных блоков приводит к увеличению массогабаритных характеристик их несущих конструкций. Малые же суда отличаются высокой затссненностыо машинных отделений и чувствительностью к дополнительной массе, поэтому в состав несущей конструкции следует включать штатные корпусные конструкции и, прежде всего, судовые фундаменты под главные и вспомогательные механизмы, что позволяет кроме всего прочего выполнять в цехе окончательную обработку их опорных поверхностей под лапы механизмов, обеспечивая тем самым снижение трудоемкости обработки за счет выноса пригоночных работ со стапеля в специализированные условия цеха.
2. Заказ 2466
Сборка указанных монтажных блоков должна выполняться окончательно па стенде в цехе и не должна нарушаться в процессе их транспортировки и закрепления на судне. В связи с этим должна быть разработана новая конструкция крепления фундаментов к корпусу судна, обеспечивающая прилегание опорных поверхностен фундаментов к лапам механизмов после выполнения всех работ по установке и закреплению монтажного блока на судне.
В процессе установки монтажного блока па судне необходимо ось вала главного двигателя совмещать с осью судового валопровода, поэтому закрепление не должно также вызывать расцептровку главного двигателя.
Так как установка монтажного блока по оси судового валопровода выполняется окончательно в цехе, необходимо предотвратить дальнейшие прогибы днищевого перекрытия, которые могут вызвать расцептровку главного двигателя и, кроме того, привести к нарушению прилегания опорных поверхностей. Поэтому необходимо провести исследование формы прогиба, которую принимает днищевое перекрытие при установке монтажного блока большой массы.
Решение данных вопросов представляется актуальным, обеспечивающим применение модулыю-агрегатного метода при постройке малых судов, для которых неприемлемы существующие схемы, применяемые в настоящее время при постройке судов модулыю-агре-гатным методом.
Целью исследования является научное обоснование и разработка модульного принципа формирования монтажных блоков с главным двигателем па малых судах, обеспечивающего:
— установку главного двигателя по оси судового валопровода окончательно и цехе;
— возможность закрепления монтажных блоков і? трудно
доступных местах машинного отделения;
— сохранение стендовой сборки механизмов между собой и с
фундаментами при транспортировке и установке монтажных блоков на
судне.
Научная новизна
В обеспечение модульного метода формирования монтажного блока с главным двигателем выполнены исследования формы прогиба, которую принимает днищевое перекрытие при установке монтажного блока большой массы. Прогибы дппщсвых перекрытий исследованы путем численного анализа напряженно-деформированного состояния с помощью метода конечных элементов. Для построения кривой, аппроксимирующей килевую линию машинного отделения малых судов, получена простая математическая форма связи между прогибами и размерами элементов конструкции днищевого перекрытия. Полученная математическая зависимость определяет характер изменения кривизны килевой линии для носовых н для кормовых ветвей (соответственно в нос и в корму от середины длины днищевого перекрытия). Зависимость учитывает также смещение вершины килевой линии от середины длины днищевого перекрытия, обусловливаемое несимметричным расположением главного двигателя по длине машинного отделения.
Для практических целей, на основании полученной зависимости, обоснована и разработана простая и удобная в обращении методика, позволяющая! па основе известных приближенных методов расчета днищевых перекрытий определять ожидаемые отклонения оси вала главного двигателя относительно оси судового валопровода. По величине ожидаемых отклонений, обусловливающих расцептровку главного
2*
двигателя, определяется величина вводимого расчетного монтажного прогиба днищевого перекрытия.
В обеспечение закрепления штатных судовых фундаментов к корпусу судна при модульном методе формирования монтажного блока с главным двигателем спроектирована принципиально ' новая конструкция узла крепления фундаментов на основе полимерных материалов, исследованы предельные значения прочности, жест-костные и вибрационные характеристики данной конструкции (разработанная конструкция узла крепления фундамента защищена авторским свидетельством СССР на изобретение № 1689201 и патентом РФ на изобретение № 2102276).
В обеспечение транспортировки и установки монтажного блока в машинное отделение при модульном методе его формирования разработаны способы транспортировки, установки и закрепления монтажных блоков совместно и раздельно с фундаментами (на способы получены авторские свидетельства СССР на изобретения №№ 1414705, 1691215, 1712241, 1796531).
Практическая ценность и реализация работы
Разработанный метод формирования машинного отделения малых судов обеспечивает значительный эффект за счет выноса со стапеля в цех механомонтажных и трубопроводных работ, а также работ по пригонке опорных поверхностей фундаментов к лапам механизмов. Разработанный метод формирования машинного отделения применен при постройке серии малых рыбопромысловых судов проекта 1338 на Благовещенском судостроительном заводе. При этом трудоемкость и продолжительность изготовления машинного отделения уменьшилась на 50%, обеспечена ремонтопригодность машинного отделения, созданы условия для испытания механизмов и систем на стенде в цехе.
Разработан способ закрепления фундаментов монтажных блоков на основе полимеров ЛГКИ-3103-560-91. Опытно-штатная конструкция узла с применением полимера внедрена на одном из строящихся судов проекта 1338.
Достоверность полученных результатов
При исследованиях использован аппарат строительной механики корабля; при расчете днищевых перекрытии проектов малых судов использован метод конечных элементов; достоверность полученных результатов подтверждена лабораторными испытаниями и натурным экспериментом. Экспериментальные и лабораторные измерения выполнены стандартными техническими средствами. Обработка результатов экспериментальных работ выполнена с привлечением метода математической статистики.
Апробация работы
Основные результаты работы доложены и одобрены па семинаре "Модулыю-агрсгатный метод постройки малотоннажных судов" (г. Хабаровск, ноябрь 1981 г.), на X Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы совершенствования технологии и механизации судостроительного производства" (г. Калининград, октябрь 1983г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Малотоннажное судостроение — 87" (г. Николаев, сентябрь 1987г.), на XVI научно-технической конференции "Очередные задачи речного судостроения" (г. Горький, март 1988 г.), на научно-техническом семинаре "Краткие итоги технического прогресса и задачи инженерно-технической общественности по разработке и реализации комплексных программ научно-технического прогресса па 1991-1995 годы" (г. Хабаровск, сентябрь 1990 г.), на XII Всесоюзной научно-технической конференции 3. Заказ 2466
"Повышение технического уровня судостроительного производства в XIII пятилетке (г. Николаев, октябрь 1990 г.).
Автор защищает:
-
Основные положения модульного принципа формирования монтажных блоков с главным двигателем на малых судах.
-
Внедренный в производство модульный метод формирования монтажного блока с главным двигателем, в обеспечение которого:
— получена функциональная зависимость для построения кривой,
аппроксимирующей килевую линию дпшцевых перекрытий малых судов;
— разработана методика расчета ожидаемых отклонений оси
вала главного двигателя относительно оси валопровода судна.
-
Способ закрепления фундаментов па основе разработанного узла крепления, имеющего характеристики полученные расчетным путем и в результате лабораторных испытаний.
-
Практически реализованный способ установки монтажного блока с главным двигателем и закрепления на судне на основе полимерного материала.
Структура и объем работы