CN112024643A - 一种用于民用船舶的t排无余量制作方法及t排矫直设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于民用船舶的T排无余量制作方法及T排矫直设备，属于民用船舶零部件的制造技术。制作方法中根据理论长度切割面板和腹板，焊接面板和腹板后，通过对面板和腹板进行辊压将T排矫直，并使得面板和腹板被拉长，从而低效了焊接收缩量。本发明节约了材料成本，节省了切割T排人力成本，进而提高了生产效率，降低了动能源消耗。

Description

一种用于民用船舶的T排无余量制作方法及T排矫直设备

技术领域

本发明涉及民用船舶零部件的制造技术，尤其涉及一种用于民用船舶的T排无余量制作方法及T排矫直设备。

背景技术

民用船舶对T排的需求量大，尤其民船和海工船单船对T排的需求量甚至超过5000件，T排对民用船舶的重要性可见一斑。

而T排作为重要市场竞争力产品，其质量、精度直接影响与其他构件装配后精度、装配工序(T排冗余量大时需要增加切割T排的工序)以及客户满意度，但质量精度过程控制繁琐，且不确定因素多，造成生产缓慢及资源浪费问题，因此，有必要从精度控制出发，实现过程控制规范化、变革粗犷的现有精度过程控制，推行新的精度控制成为有效方法。

且T排作为一个中间产品，其生产节奏的快慢、质量及精度均影响着分段、总段与船坞的生产周期。面板和腹板焊接时由于焊接热输入的影响导致T排扭曲变形和直线度不良，为改变这种现象，现有的T排制作方法对T排进行火工矫直，而后，由于面板与腹板在焊接过程以及火工矫直中均会产生收缩，因此，需要在割板时对面板和腹板加放焊接收缩和火工补偿，预留出一定余量，火工矫直后对T排进行测量，并切割掉多余部分，结合经验值，通常每根T排需切割掉约20mm。该T排制作方法材料成本和人工成本高，生产效率低，动能源消耗高，场地利用率低。现有技术采用控制加放的焊接收缩和火工补偿的量来克服上述缺陷，但是对焊接技术和火工技术的技术要求太高，导致T排制作的整体成本更高，因而有必要研究一种制作成本低的T排的无余量制作方法及对应的T排矫直设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种低制作成本的T排的无余量制作方法及T排矫直设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种用于民用船舶的T排无余量制作方法，包括如下步骤：

S100、按照理论长度切割出面板和腹板；

S200、将所述腹板焊接于所述面板上并形成T排；

S300、从上、下方向对所述面板进行辊压，从左、右方向对所述腹板进行辊压；控制所述T排沿第一方向移动，且随着所述T排的移动，面板上被辊压的位置和腹板上被辊压的位置均从T排的第一端逐渐到达T排的第二端；

S400、检测T排的长度是否小于所述理论长度，若是，则返回步骤S300，若否，则完成T排的制作。

优选地，步骤S300中，对所述面板的两翼的对应位置同时进行辊压。

优选地，步骤S300中，在所述面板的上、下方向设置辊轮，对应位置的辊轮同时作用于面板实现对面板的辊压。

优选地，步骤S300中，在腹板的左右方向均设置辊轮，对应位置的辊轮同时作用于腹板实现对腹板的辊压。

优选地，步骤S300中，用于辊压腹板的辊轮在上、下方向上单排设置或者多排设置。

优选地，步骤S300中，所述T排沿第一方向移动的过程中，其各个位置依次经历腹板被辊压、面板被辊压以及腹板被再次辊压的操作。

优选地，所述制作方法还包括位于步骤S200和步骤S300之间的如下步骤：

S210、将所述T排倒置于传动机构上，控制所述T排相对于所述传动机构沿所述第一方向移动。

优选地，所述传动机构包括若干辊筒，所述辊筒沿第一方向间隔设置，其中：

步骤S210中，通过控制至少部分所述辊筒转动而驱动所述T排沿第一方向移动；或者，步骤S210中，通过动力元件驱动所述T排沿第一方向移动，所述T排驱动所述辊筒转动。

优选地，步骤S200中，所述腹板的角焊缝高度为6.5mm；

和/或，对于腹板高度在450mm以上、面板厚度在24mm以下的T排，在第一次完成步骤S400后完成T排制作；

和/或，对于腹板高度在450mm以下，面板厚度在24mm以上的T排，在第二次完成步骤S400之后完成T排制作；

和/或，对于腹板高度在450mm以下，面板厚度在24mm以下的T排，在第三次完成步骤S400之后完成T排制作；

和/或，所述制作方法用于矫直平直型T排。

一种T排矫直设备，所述矫直设备用在如上任一项所述的制作方法中，所述矫直设备包括：

面板辊压组件，用于从上、下方向对所述面板进行辊压；和，

腹板辊压组件，用于从左、右方向对所述腹板进行辊压；

矫直过程中，所述T排被设置为沿第一方向移动，且随着所述T排的移动，面板上被辊压的位置和腹板上被辊压的位置均从T排的第一端逐渐到达T排的第二端。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，通过对面板和腹板进行辊压将T排矫直，并使得面板和腹板被拉长，从而低效了焊接收缩量。本发明节约了材料成本，节省了切割T排人力成本，进而提高了生产效率，降低了动能源消耗。

附图说明

图1为本发明一实施例的民用船舶的T排无余量制作方法的流程图；

图2为本发明一实施例的T排矫直设备的局部结构示意图。

附图标记说明：

面板辊压组件1

腹板辊压组件2

辊轮21

T排3

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

请参阅图1进行理解。本发明实施例提供一种民用船舶的T排无余量制作方法，该制作方法可用于制作平直型T排。

该制作方法包括如下步骤：

S100、按照理论长度切割出面板和腹板；其中，理论长度可理解为设计尺寸，即不计入焊接收缩补偿和其他补偿的尺寸。

S200、将腹板焊接于面板形成T排；其中，腹板垂直于面板，腹板对应面板的中间区域；另，腹板连接面板处的角焊缝高度为6.5mm。

S300、从上、下方向对面板进行辊压，调整面板的平面度，并使得面板在上下方向上的变形得以矫直。从左、右方向对腹板进行辊压，使得腹板和面板在左右方向的变形得以矫直。控制T排沿第一方向移动，且随着T排的移动，面板上被辊压的位置和腹板上被辊压的位置均从T排的第一端逐渐到达T排的第二端；其中，第一端和第二端为T排在长度方向上的相对的两端。

S400、检测T排的长度是否小于理论长度，若是，则返回步骤S300进一步对T排进一步矫直，若否，则完成T排的制作。

为提高该制作方法的可靠性，对步骤S200中面板和腹板的焊接收缩量进行了实验，测量民用船舶中不同型号的T排焊接前后的长度变化，求取单位长度平均的焊接收缩量，得出每1米的面板和腹板的平均焊接收缩量在0.5mm上下浮动。在步骤S300中对腹板和面板辊压，面板和腹板被矫直的过程中长度变大，T排经过一次或多次步骤S300，直至面板和腹板的长度恢复理论长度。

本发明实施实例的制作方法通过对面板和腹板进行辊压实现对T排的矫直，矫直的过程中面板和腹板的长度被拉长，抵消了步骤S200中焊接面板和腹板导致的收缩量；因此，在步骤S100中对面板和腹板进行切割时不必加放焊接收缩量，只要按照理论长度进行切割即可；而且，即使在S400中检测的T排的长度超过了理论长度，但是该超出量很小，在误差范围之内；因此，该制作方法节约了材料成本，节省了切割T排人力成本，进而提高了生产效率，降低了动能源消耗。

本发明实施例中，步骤S300中，对面板的两翼的对应位置同时进行辊压。其中，面板的两翼即为面板上向左、右侧伸出T排的部分，面板的两翼上的两个位置分别向腹板投影，如果投影重合，则理解为面板的两翼上的该两个位置对应。本实施例通过对面板的两翼的对应位置同时进行辊压，使得面板被稳定地辊压，并有利于保持面板和腹板焊接位置的质量。

本发明实施例中，步骤S300中，在面板的上、下方向设置辊轮，对应位置的辊轮同时作用于面板而实现对面板的辊压。其中，上方的辊轮和下方的辊轮分别向面板进行投影，如果投影重合，则理解为该上方的辊轮和下方的辊轮相对应。辊轮与面板之间滚动连接，通过上、下设置的辊轮实现对面板的辊压有利于降低摩擦损耗。

本发明实施例中，步骤S300中，在腹板的左右方向均设置辊轮，对应位置的辊轮同时作用于腹板实现对腹板的辊压。其中，左方的辊轮和右方的辊轮分别向腹板进行投影，如果投影重合，则理解为该左方的辊轮和右方的辊轮相对应。辊轮与腹板之间滚动连接，通过上、下设置的辊轮实现对腹板的辊压有利于降低摩擦损耗。

其中，用于辊压腹板的辊轮在上下方向上单排设置或者多排设置。多排设置的方式更有利于提高对T排矫直的精度，但采用单排设置的方式也在本发明的保护范围之内。

本发明实施例中，步骤S300中，T排沿第一方向移动的过程中，其各个位置依次经历腹板被辊压、面板被辊压以及腹板被再次辊压的操作。本实施例通过对T排的腹板进行两次辊压，提高了T排矫直精度；通过将对腹板的两次辊压分别设置在对面板的辊压之前和之后，进一步保证了T排的矫直精度。

本发明实施例中，制作方法还包括位于步骤S200和步骤S300之间的如下步骤：

S210、将T排倒置于传动机构上，控制T排相对于传动机构沿第一方向移动。传动机构包括若干辊筒，辊筒沿第一方向间隔设置，其中，控制T排移动的方式可以为如下方式中的任一种：

第一种方式是通过至少部分辊筒转动来驱动T排沿第一方向移动；换言之，一个或者多个辊筒为主动件，利用该(该些)辊筒转动与面板之间的静摩擦力驱动T排。

第二种方式是通过动力元件驱动T排沿第一方向移动，T排利用静摩擦力驱动辊筒转动。其中，动力元件可以是上述用于辊压面板和腹板的构件，即利用辊轮对面板与腹板的静摩擦力带动T排沿第一方向移动，作为可替代的手段，动力元件也可以是独立于上述用于辊压面板和腹板的构件的其他部件。

本发明实施例中，可将对腹板和面板进行辊压的压力设置为150KPa，此时T排矫直后的直线度控制在±2mm以内，并且能够精准地控制T排矫直后的长度等于理论长度。

本发明实施例中，对于腹板高度在450mm以上、面板厚度在24mm以下的T排，在步骤S200中腹板的角焊缝为6.5mm，在步骤S300中，控制对腹板和面板辊压的压力为150KPa，则在第一次完成步骤S400后，T排长度的测量值即可达到理论长度，从而一次辊压即可完成T排制作。

本发明实施例中，对于腹板高度在450mm以下，面板厚度在24mm以上的T排，在步骤S200中腹板的角焊缝为6.5mm，在步骤S300中，控制对腹板和面板辊压的压力为150KPa，在第二次完成步骤S400之后完成T排制作，从而两次辊压即可完成T排的制作。

本发明实施例中，对于腹板高度在450mm以下，面板厚度在24mm以下的T排，在步骤S200中腹板的角焊缝为6.5mm，在步骤S300中，控制对腹板和面板辊压的压力为150KPa，在第三次完成步骤S400之后完成T排制作，从而两次辊压即可完成T排的制作。

采用上述方法进行实验，实验目标选取一民用船舶中的144个T排，为避免发生采用上述制作方法矫直后的T排的长度达不到理论长度情况，而对面板和腹板进行切割时按照现有的火工切割的标准进行操作，换言之，实验过程中面板和腹板的“切割后长度”是在“理论长度”的基础上加放了一定的补偿量，因此，本实验中，采用上述制作方法得到的T排的“矫直后长度”的对比对象是“切割后长度”。另外，实验中对面板和腹板进行辊压的压力均为150KPa，且仅对T排进行一次辊压。实验数据见表1，表1中每个序号对应的板厚和和件宽均具有两行，其中，位于上方的一行均为腹板的尺寸，位于下方的一行均为面板的尺寸，比如，序号1对应的数据中，11mm为腹板板厚，300mm为腹板件宽，17mm为面板板厚，100mm为面板件宽；表1的偏差值表示“矫直后长度”与“切割后长度”的差值；表1中的“板厚”、“件宽”、“理论长度”、“切割后长度”以及“偏差值”的单位均为毫米。

表1

结合表1，计算可知，平均偏差值为-0.118mm。针对“偏差值”进一步统计和分析，数据请见表2，其中，“偏差值”的单位为毫米。

表2

偏差值	数量	占比	总数/根
				-6	1	0.69％	144
-5	1	0.69％	144
				-4	5	3.47％	144
-3	9	6.25％	144
				-2	26	18.06％	144
-1	22	15.28％	144
				0	28	19.44％	144
1	12	8.33％	144
				2	25	17.36％	144
3	10	6.94％	144
				4	3	2.08％	144
5	1	0.69％	144
				6	1	0.69％	144

结合表2可知，在对T排进行一次辊压进行矫直的情况下，超过95％的T排的矫正后长度相较于理论长度的差值在(-4)mm到(﹢3)mm之间，在误差范围之内，从而实现了T排的无余量制作，节约了材料成本和人工切割的成本。

将本发明的制作方法与传统的火工矫直进一步比较。结合经验值，按照单船需求T排5000根估算，每根T排约20m，每根面板平均宽度为100mm、厚度18mm，每根腹板平均宽度为15mm、高度为450mm，根据经验值，每1m面板和腹板的焊接收缩量为0.5mm、火工补偿量为0.5mm，则每根面板加放的体积约为3.6*10⁴mm³，每根腹板加放的体积约为1.35*10⁵mm³。结合钢板的密度进一步计算可得单船节省钢板约6.7吨，按照每吨5000原计算，则单船节省钢板材料费用3.35万元。火工矫直中T排切割和打磨的材料费用及人工费用按照每根50元计算，则单船进一步节省25万元。经由上述计算可看出本制作方法相对于传统的火工矫直的成本优势。

请参阅图2进行理解。本发明实施例还提供了一种T排矫直设备，用在上述的制作方法中，矫直设备包括面板辊压组件1和腹板辊压组件2，面板辊压组件1和腹板辊压组件2用在步骤S300中，面板辊压组件1用于从上、下方向对面板进行辊压；腹板辊压组件2用于从左、右方向对腹板进行辊压。另外，T排3被设置为沿第一方向移动，且随着T排3的移动，面板上被辊压的位置和腹板上被辊压的位置均从T排3的第一端逐渐到达T排3的第二端。

进一步地，面板辊压组件1可对面板的两翼的对应位置同时进行辊压。通过对面板的两翼的对应位置同时进行辊压，使得面板被稳定地辊压，并有利于保持面板和腹板焊接位置的质量。

进一步地，面板辊压组件1可包括在面板的上、下方向设置的辊轮21，对应位置的辊轮21同时作用于面板实现对面板的辊压。辊轮21与面板之间滚动连接，通过上、下设置的辊轮21实现对面板的辊压有利于降低摩擦损耗。

进一步地，腹板辊压组件2包括在腹板的左、右侧均设置的辊轮21，对应位置的辊轮21同时作用于腹板实现对腹板的辊压。辊轮21与腹板之间滚动连接，通过上、下设置的辊轮21实现对腹板的辊压有利于降低摩擦损耗。

用于辊压腹板的辊轮21在上下方向上单排设置或者多排设置。多排设置的方式更有利于提高对T排3矫直的精度，但采用单排设置的方式也在本发明的保护范围之内。

矫直设备还包括传动机构，用于输送T排3。制备方法的步骤S210中，T排3倒置在传动机构上并沿第一方向移动。

传动机构包括若干辊筒，辊筒沿第一方向间隔设置。可将一个或者多个辊筒设置为主动件，通过驱动辊筒转动使得T排3沿第一方向移动；作为可替换的手段，也可以通过动力元件驱动T排3沿第一方向移动，T排3利用静摩擦力驱动辊筒转动，其中，动力元件可以是上述的面板辊压组件1和腹板辊压组件2，即利用辊轮21对面板与腹板的静摩擦力带动T排3沿第一方向移动，动力元件也可以是独立于面板辊压组件1和腹板辊压组件2的其他部件。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于民用船舶的T排无余量制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、按照理论长度切割出面板和腹板；

S200、将所述腹板焊接于所述面板上并形成T排；

S300、从上、下方向对所述面板进行辊压，从左、右方向对所述腹板进行辊压；控制所述T排沿第一方向移动，且随着所述T排的移动，面板上被辊压的位置和腹板上被辊压的位置均从T排的第一端逐渐到达T排的第二端；

S400、检测T排的长度是否小于所述理论长度，若是，则返回步骤S300，若否，则完成T排的制作。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S300中，对所述面板的两翼的对应位置同时进行辊压。

3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S300中，在所述面板的上、下方向设置辊轮，对应位置的辊轮同时作用于面板实现对面板的辊压。

4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S300中，在腹板的左右方向均设置辊轮，对应位置的辊轮同时作用于腹板实现对腹板的辊压。

5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于，步骤S300中，用于辊压腹板的辊轮在上、下方向上单排设置或者多排设置。

6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S300中，所述T排沿第一方向移动的过程中，其各个位置依次经历腹板被辊压、面板被辊压以及腹板被再次辊压的操作。

7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括位于步骤S200和步骤S300之间的如下步骤：

S210、将所述T排倒置于传动机构上，控制所述T排相对于所述传动机构沿所述第一方向移动。

8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述传动机构包括若干辊筒，所述辊筒沿第一方向间隔设置，其中：

步骤S210中，通过控制至少部分所述辊筒转动而驱动所述T排沿第一方向移动；或者，步骤S210中，通过动力元件驱动所述T排沿第一方向移动，所述T排驱动所述辊筒转动。

9.如权利要求1-8任一项所述的制作方法，其特征在于，

步骤S200中，所述腹板的角焊缝高度为6.5mm；

和/或，对于腹板高度在450mm以上、面板厚度在24mm以下的T排，在第一次完成步骤S400后完成T排制作；

和/或，对于腹板高度在450mm以下，面板厚度在24mm以上的T排，在第二次完成步骤S400之后完成T排制作；

和/或，对于腹板高度在450mm以下，面板厚度在24mm以下的T排，在第三次完成步骤S400之后完成T排制作；

和/或，所述制作方法用于矫直平直型T排。

10.一种T排矫直设备，其特征在于，所述矫直设备用在如权利要求1-9任一项所述的制作方法中，所述矫直设备包括：

面板辊压组件，用于从上、下方向对所述面板进行辊压；和，

腹板辊压组件，用于从左、右方向对所述腹板进行辊压；

矫直过程中，所述T排被设置为沿第一方向移动，且随着所述T排的移动，面板上被辊压的位置和腹板上被辊压的位置均从T排的第一端逐渐到达T排的第二端。

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