CN103523169B - 一种双壳体船舶制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双壳体船舶制造方法，包括：建立单斜切支点式胎架，所述胎架支撑外板，以外板为基础进行建造；制作相应的样板，依靠样板上的定位标记进行定位，依照所述定位完成外板的铺装和其它相关结构的安装。通过上述方式能够提高复杂船舶壳体的建造效率，并提高建造质量。

Description

一种双壳体船舶制造方法

技术领域

本申请涉及一种密集型纵骨架式双壳体多曲面构架制造方法，属于船舶领域。

背景技术

现有技术中对于壳体曲面较多的船体制造中常采用型值点阵座标的方式对结构进行测量定位的方法来完成。此种方法需人工测量，定位点多、过程复杂；并且不能保证每道焊缝及纵向结构在多曲面上的精确定位，施工量大，施工效率低，不便于过程监控和完工检查，精度相对较低。

此外，对于小型玻璃钢船舶通常采用船体开模的方式浇注船体外壳，采取整体模型的制造方法；但是上述方法中对于模具等的尺寸有一定要求，从而不能适用于大型船舶。

例如，对于某些船只，其结构复杂，外板、内壳板均有线型、且线形变化大，内壳板、外板从上至下都有垂直于壳板的纵骨结构，且纵骨密集，纵骨间距为200mm～400mm之间，2～3个肋位均设置一个横向肋板，内壳板与外板之间的距离小，约为1米。显然，这种船只采用现有技术的方式来建造时，不可避免地产生建造难度大、密集型纵骨焊接时的收缩变形大、制造精度及线形难控制等技术问题。

技术方案

本发明正是为了克服现有技术中的上述缺陷而提出的，具体而言，提供一种密集型纵骨架式双壳体多曲面构架制造方法，以提高制造的效率、制造精度中的一个或多个。

本发明是采用如下手段来解决其技术问题的，根据本发明的第一个方面，其提供了一种双壳体船舶制造方法，包括：建立单斜切支点式胎架，所述单斜切支点式胎架设置在胎架基础上，所述胎架包括多个竖直的胎架支撑件用以从底部支撑壳体的外板，所述多个胎架支撑件的高度沿着被支撑的船体外板的形状而变化，所述胎架上还包括定位基准线；制作样板，制作与壳体外板对应的样板，所述样板包括：样板本体、所述样板本体的线形与对应的外板一致，外板厚度板条、所述外板厚度板条的厚度与线形与对应的外板一致，所述外板厚度板条安装在样板本体上；所述样板还包括定位基准线、与所述胎架上的定位基准线相对应以定位所述样板在所述胎架上的安装位置，以及结构线，用于制造所述外板和制造与所述外板相连的结构时进行定位；铺装外板，依照样板的线形切割胎架支撑件，并利用所述样板上的结构线在所述胎架上绘制外板铺装定位线，依据所述外板铺装定位线铺装多块外板，并将所述多块外板之间进行焊接；安装与外板相连的结构，利用所述样板上的结构线在所述外板上绘制所述与外板相连的结构的定位线，依此定位安装与外板相连的结构，并进行焊接；安装内壳板及与内壳板相连的结构，根据与外板相连的结构定位所述内壳板以及与内壳板相连的结构，安装与内壳板相连的结构和内壳板，并进行焊接。

进一步地，胎架支撑件采用L型角钢和/或扁钢，该角钢的规格是两边宽度均为100mm、厚度为10mm；扁钢的规格是宽度是100mm，厚度是10mm；上述角钢在分段外板距胎架基础的距离≧300mm时使用，所述扁钢在分段外板距胎架基础的距离≦300mm时使用。

进一步地，所述样板上的所述结构线包括：肋骨线、甲板线、纵骨线、板缝线、以及其他制造船舶所需要的标线；在外板铺装步骤中，使用所述板缝线绘制外板铺装定位线；在所述安装与外板相连的结构步骤中，使用甲板线、纵骨线来绘制相应的所述与外板相连的结构的定位线。

进一步地，安装与外板相连的结构步骤，还包括：依照样板的外板厚度板条的线形切割胎架支撑件，切割后拆除外板厚度板条，利用拆除样板厚度板条后的样板上的结构线在所述外板上绘制所述与外板相连的结构的定位线。

进一步地，在一块分段式外板制造时，使用多块样板本体，将上述多块样板本体拼装起来，并采用样板加强件加强。

进一步地，所述样板的材料为木材。

进一步地，在安装内壳板及与内壳板相连的结构步骤中，进行焊接时，将所述双壳体翻身，进入双壳之间进行平焊。

进一步地，所述方法还包括质量控制步骤，以在建造所述双壳体时对建造精度进行检测和矫正，所述质量控制步骤包括，在检测过程中采用所述样板与制造的壳体和壳体上的结构进行比对的方式进行。

本发明的方法由于采用了单斜切胎架和高精度多功能样板制造密集型纵骨架式双壳体多曲面构架，提高了制造精度提高了外板线形、纵向结构定位、板缝定位的成功率。同时保证了外观的光顺、美观。解决了密集型纵骨架式双壳体多曲面构架外板、内壳板及其上纵骨结构的精确定位以及焊接变形控制难的问题。

同时通过这种方式使施工更加简便合理，减轻了工人劳动强度，提高了生产效率，缩短了建造周期，保证了密集型纵骨架式双壳体多曲面构架制造质量满足相关标准要求。

附图说明

为了对背景技术和本发明的技术方案进行更为清楚的说明，本申请给出优选的图示方案，具体的附图说明如下：

图1为本发明中船舶壳体的结构图；

图2为本发明中胎架与样板配合工作的结构图；

图3为本发明中样板的结构图；

图4为本发明中样板的划线结构图；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

1、建立单斜切支点式胎架

如图1、2所示，建立单斜切支点式胎架，以支撑壳体外板1。所述单斜切支点式胎架设置在胎架基础8上，所述胎架包括多个竖直的胎架支撑件9用以从底部支撑船体的外板1。其中，所述多个胎架支撑件9的高度沿着被支撑的船体外板1的形状而变化

采用上述结构的胎架能够首先对外板1进行铺装，在制造过程中工人首先在外板1上对外板及外板构件进行点焊固定，进行外板1的制造之后进行内壳板及相关部件的制造，因而比以内壳板为基面制造的方法更方便施工、更节约胎架支撑材料。

此外，由于大型船舶的密集型纵骨架式双壳体多曲面构架的外板1和内壳板3在长度、宽度方向上的线形变化较大，胎架支撑件的高度落差大，外板纵骨2、内壳板纵骨5密集，因此制造中控制焊接变形十分必要。采用本申请单斜切支点式胎架，可以保证在整个焊接的过程中均采用平焊的方式进行，极大地提高了船体制造的精度和效率。

胎架支撑件采用L型角钢和/或扁钢，该角钢的规格优选为两边宽度分别为100mm，厚度10mm；扁钢优选的规格为宽度100mm，厚度10mm；上述角钢适合在分段外板距胎架基础的距离≧300mm，所述扁钢适合在分段外板距胎架基础的距离≦300mm时使用。采用上述规格的支撑件是充分考虑了支撑件强度并综合节省材料而得出的，在保证了支撑强度的同时提高了材料的利用率。

胎架支撑件的总体高度有如下要求：

当胎架基础为装焊平台时，胎架支撑件设定的最低高度不小于500mm，确保工人可以进入施工；当胎架基础为桩位时，胎架支撑件设定的最低高度大于50mm，因为以桩位为基础时，桩位本身离开地面具有足够的高度，因此升至上述高度大于50mm即可满足进入施工的要求。

不同胎架支撑件之间的间距由被建造船舶的分段外板尺寸大小及肋距来确定，根据不同船只的大小可以更改其具体的数值。以船舷侧分段区域肋距为650mm，外板板幅较宽的船舶为例，其间距取为650mm×650mm。

采用上述间距来布置支撑件的位置可以在保证支撑稳定性的同时节省支撑件的用量，是本发明优选实施方式的创造性所在。

如图1所示，多个胎架支撑件之间通过胎架加强构件10来加强，以提高胎架的稳固程度，优选地，所述胎架加强构件为胎架加强板，所述胎架加强板与所述多个胎架支撑件9中的若干个部分固定连接，并且所述加强板的倾斜方向与所述外板在被所述胎架承载时底面的倾斜方向相同。通过这种方式能够以结构简洁用材量小的情况下保证胎架支撑件之间的位置稳固。

在构建的胎架上刻画横向测量基准线12、纵向测量基准线11，以利于在制造过程中定位。

2.制作样板

制作与壳体外板的不同部分对应的高精度多功能样板，其具体制作方式如下：

利用激光切割机切割样板本体13的线形，所述样板的线形与所需要制造的外板的线形一致，切割的过程同样可以利用将所述线形信息输入到激光切割机上来实现。

将结构线信息输入激光切割机，用激光切割机在样板坯上划出结构线，所述结构线包括：肋骨线19、甲板线15、纵骨线18、板缝线17、以及其他制造船舶所需要的标线。

需要说明的是，样板坯的材质优选为木板，因为木板成本低廉、容易切割，而且形状相对稳定；但可以理解的是，所述形状坯的材质并不仅限于木板，其他易于获得材料也可以作为样板坯的材料，例如金属、塑料，等。

可选地，在制造一块分段式外板时使用多块样板，将上述多块样板拼装起来，并采用加强件14加强，所述加强件的材料优选为木板。样板的数量可以根据样板的大小和壳体制造时需要制造的分段壳体的大小来确定。

例如，在制造某一分段壳体外板时所述分段壳体外板尺寸较大，而样板坯的尺寸较小，因此需要多块样板进行拼装。而当样板坯的大小足够，制造上述分段壳体仅仅需要一块样板时，则可以不需要进行样板拼装的步骤。当然，优选地是所有的外板在制造过程中使用的样板都采用拼装的方式进行，这种拼装的方式能够有效地节省木材，有利于保护环境。

在所述样板上注明标示信息，所述标示信息包括：上口方向、下口方向、肋位号，等信息。标示信息的标注能够防止样板在使用过程中被放置成错误的方向，并有利于监控在安装过程中各个部件的安装大体位置是否准确。

在所述样板上制作定位标记，制作定位标记的过程包括：根据样板的线形确定最低基面，依据最低基面划出横向测量基准线、纵向测量基准线，参见图1、3、4。

在样板置于胎架上以制造壳体时，可以依照上述定位标记实现样板在胎架上的高效率和高精度的定位。

按照被制造的外板的厚度和线形制作外板厚度板条16，所述厚度板条除了反映外板的线形信息外还反映外板的厚度信息，由于外板的不同位置厚度也不同，因而使用厚度板条能够保证外板制造时的精确定位。

所述外板厚度板条制作完成之后，将所述外板厚度板条安装到所述样板上。

3.铺装外板

将高精度多功能样板上的横向测量基准线、纵向测量基准线与胎架支撑件上的横向测量基准线、纵向测量基准线对齐，来确定胎架样板在胎架上的准确位置。样板定位后根据样板的线形来对胎架进行切割，使得所述胎架与要被铺设的外板形状一致。然后将样板上的板缝线过度到胎架上；接着以胎架上的板缝线位置为基准，在切割后的所述胎架支撑件上铺装外板。

优选地，外板铺装之后将胎架支撑件与外板的点焊连接，这样能够提高外板在胎架上的稳固程度，有利于进一步的建造。

这样，由于样板的线形和尺寸与要被制造的外板的线形和尺寸一致，因此实现了高效率地按外板线型切割胎架；并通过在所述胎架上勾画板缝线的方式，将需要制造的外板的板缝线准确勾画在胎架上，以胎架上的板缝线为基准定位要被制造的壳体的外板，由此实现了外板的精准、高效定位。

4.绘制外板上的结构线

将所述样板上的厚度板条去掉，依据去掉厚度板条的样板上的结构线在已铺装的外板上进行甲板线、纵骨线等结构线的绘制。

绘制肋骨线的方式优选采用吊垂线定位法或激光定位的方式来将所述样板上的结构线定位到所述外板上，依据所述定位得到的位置信息来绘制出所述肋骨线。

通过上述方法，可以准确地在所述外板上定位出所述结构线，此外利用样板在外板上进行结构线绘制的过程中，可以通过定位信息辅助检查在前铺装外板步骤中外板的光顺度、板缝位置的正确性，参见图2。

5.安装与外板相连的结构

根据外板上已画好的结构线进行相应部件在外板上的安装。例如，外板纵骨2、横隔板6、甲板7的铺设。其中纵骨的安装对应于纵骨线，甲板7的安装对应于甲板线，横隔板6的安装对应于肋骨线。但是需要说明的是肋骨线上除了安装横隔板之外还可以安装肋骨，这依据不同的船只的设计而定，当被生产的船只需要肋骨时依照所述肋骨线安装肋骨，当需要安装横隔板时，同样依照所述肋骨线进行横隔板的安装。

优选地，在铺设完上述与外板相连的结构后，依照所述结构线对已经铺设的结构进行矫正。矫正完成后，对已铺好的上述结构进行焊接，所述焊接优选为满焊的方式来进行以保证安装的坚固程度。

采用上述依照划线而进行铺设和矫正的技术手段能够有效地保证铺设精度，并且由于划线的指引减小了安装过程的工作量。

6.内壳板纵骨5的定位安装

依据已经安装好的外板结构定位并安装所述内壳板3的结构。优选地，所述定位并安装包括如下步骤：

以在所述肋骨线上安装的是横隔板为例，依据横隔板的内壳纵骨贯穿孔的位置定位所述内壳纵骨，定位之后进行将所述内壳纵骨与所述横隔板进行焊接。

由于之前的操作对上述横隔板的定位准确，并且横隔板的内壳纵骨贯穿孔即是用来安装内壳纵骨的，因此采用横隔板的内壳纵骨贯穿孔的位置来定位安装内壳纵骨能够有效地保证内壳纵骨的安装准确性。

根据内壳板的首尾端设计位置、与甲板设计的位置关系，以及内壳板与横隔板的位置关系来定位内壳板的实际安装位置。由于在上述参照物的位置确定的情况下，内壳板在三个维度方向上的空间位置也是确定的，从而保证了内壳板的定位准确。

优选地，在内壳板的安装中在其下口预留余量，由于分段制造的船舶需要最后组装，因而预留余量的情况下可以在分段组装的过程中提高组装的裕度。

将定位后的内壳板焊接在与其相连的部件上，例如甲板、肋板、内壳纵骨等。

上述焊接的过程优选包括如下步骤：首先割除胎架支撑件与外板的点焊连接，然后将壳体翻身，进入双壳之间对内壳板结构进行平焊。采用上述方式能够保证船体在制造过程中始终采用附焊的方式进行，减小了施工的难度，同时也提高了施工的质量。

7.质量控制

在双壳建造过程中对于建造精度的测量与控制可采用根据预先设置的监控测量点进行建造参数测量的方式来控制建造质量；但是更为优选地，在质量检测过程中采用所述样板与制造的壳体和壳体上的结构进行比对的方式来直接进行检查，这样能够大面积并高效地检查制造的精度，并保证在尺寸偏差超过标准要求时及时矫正。

综上，通过本发明的方法来制造所述双壳体多曲面构架，由于采用单斜切式胎架支撑布置能够减轻人员的作业难度，同时节省了支撑材料；通过制作高精度多功能样板，使分段施工更加简便，实现了密集型纵骨架式双壳体多曲面构架外板、内壳板及其上纵骨结构的精确定位以及焊接变形的过程监测和构架完工检查。这种方法制造精度高，成功率高，同时保证了外板线形的光顺、美观。

然而，可以明确的是，上述实施方式是本发明优选方式的例举，并不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员依照本发明构思进行的常规选择和简单变换，均应当落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双壳体船舶制造方法，包括：

建立单斜切支点式胎架，

所述单斜切支点式胎架设置在胎架基础上，所述胎架包括多个竖直的胎架支撑件用以从底部支撑壳体的外板，所述多个胎架支撑件的高度沿着被支撑的船体外板的形状而变化，所述胎架上还包括定位基准线；

制作样板，

制作与壳体外板对应的样板，所述样板包括：样板本体、所述样板本体的线形与对应的外板一致，外板厚度板条、所述外板厚度板条的厚度与线形与对应的外板一致，所述外板厚度板条安装在样板本体上；所述样板还包括定位基准线、与所述胎架上的定位基准线相对应以定位所述样板在所述胎架上的安装位置，以及结构线，用于制造所述外板和制造与所述外板相连的结构时进行定位；

铺装外板，

依照样板的线形切割胎架支撑件，并利用所述样板上的结构线在所述胎架上绘制外板铺装定位线，依据所述外板铺装定位线铺装多块外板，并将所述多块外板之间进行焊接；

安装与外板相连的结构，

利用所述样板上的结构线在所述外板上绘制所述与外板相连的结构的定位线，依此定位安装与外板相连的结构，并进行焊接；

安装内壳板及与内壳板相连的结构，

根据与外板相连的结构定位所述内壳板以及与内壳板相连的结构，安装与内壳板相连的结构和内壳板，并进行焊接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

胎架支撑件采用L型角钢和/或扁钢，该角钢的规格是两边宽度均为100mm、厚度为10mm；扁钢的规格是宽度是100mm，厚度是10mm；上述角钢在分段外板距胎架基础的距离>300mm时使用，所述扁钢在分段外板距胎架基础的距离≦300mm时使用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述样板上的所述结构线包括：肋骨线、甲板线、纵骨线、板缝线；

在外板铺装步骤中，使用所述板缝线绘制外板铺装定位线；

在所述安装与外板相连的结构步骤中，使用甲板线、纵骨线来绘制相应的所述与外板相连的结构的定位线。

4.根据权利要求1或3的方法，其特征在于：安装与外板相连的结构步骤，还包括：

依照样板的外板厚度板条的线形切割胎架支撑件，切割后拆除外板厚度板条，利用拆除外板厚度板条后的样板上的结构线在所述外板上绘制所述与外板相连的结构的定位线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在一块分段式外板制造时，使用多块样板本体，将上述多块样板本体拼装起来，并采用样板加强件加强。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述样板的材料为木材。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在安装内壳板及与内壳板相连的结构步骤中，进行焊接时，将所述双壳体翻身，进入双壳之间进行平焊。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法还包括质量控制步骤，以在建造所述双壳体时对建造精度进行检测和矫正，所述质量控制步骤包括，在检测过程中采用所述样板与制造的壳体和壳体上的结构进行比对的方式进行。