Оборудование построечных мест

Каждое построечное место должно иметь подъемно-транспортное оборудование, опорное или опорно-транспортное устройство, стапельные леса и энергоснабжение.

Подъемно-транспортное оборудование построечных мест включает подъемные краны и различные грузоподъемные средства (лифты, стрелы и другие).

Наиболее распространенным типом подъемных кранов открытых построечных мест являются портальные краны (рис.5.9,3). Они имеют прямые или шарнирные стрелы, которые могут поворачиваться на 360º вокруг вертикальной оси. Кран передвигается вдоль построечного места по рельсовым путям. Грузоподъемность портальных кранов составляет от 20 тонн до 150 тонн.

Башенные краны, грузоподъемность которых составляет от 20 до 250 тонн, имеют неповоротную вертикальную башню и консольную поворотную стрелу, по которой перемещается грузовая тележка (рис.5.9,1). Башенные краны применяют на открытых горизонтальных построечных местах и продольных стапелях.

При сооружении строительных доков применяются козловые краны (рис.5.9.2). Такой кран представляет собой мост на опорах-козлах, передвигающийся по рельсам вдоль построечного места. По мосту передвигаются грузовые тележки с гаком. Козловые краны имеют 2-3 гака, суммарная грузоподъемность которых достигает 1500 тонн. Расстояние между опорами крана достигает 200 м.

Закрытые построечные места (эллинги) оборудуются мостовыми кранами (рис.5.9.4)., грузоподъемность которых достигает 100 тонн. Кран передвигается по рельсовым путям, смонтированным на колоннах, расположенных вдоль построечного места.

В качестве транспортных средств для доставки грузов к построечному месту применяют железнодорожные и автомобильные платформы. Используют трейлеры грузоподъемностью до 600 тонн длиной до 24 м при ширине до 6м.

На некоторых заводах для поперечного перемещения блоков секций и корпуса в целом используют трансбордеры (рис. 5.10).

Это сварные конструкции на судовозных тележках расположенные в специальных углублениях – трансбордерных ямах. Перемещение осуществляется с помощью тяговой лебедки. Длина трансбордера может составлять 200 м, а грузоподъемность до 2000 тонн.

 

 

Рис.5.9. Типы кранов на построечном месте.

1 –башенный; 2 – козловой ; 3 – портальный; 4 – мостовой (в эллинге).

 

 

Рис. 5.10. Схема трансбордера.

 1 – судовозные рельсы; 2 – рельсы трансбордера;3 – стальной канат;

    4 – трансбордер; 5 – шкив;6 – трансбордерная яма; 7 – лебедка;

    8 – судовозная тележка.

Опорное устройство предназначено для поддержания в заданном положении на построечном месте как отдельных частей, так и всего судна в процессе постройки. Опорное устройство используется в тех случаях, когда судно строится на одном построечном месте без перемещения от закладки до спуска на воду. Опорное устройство состоит из кильблоков, клеток, подстав и упоров. На наклонном стапеле имеются еще строительные стрелы препятствующие смещению судна.

Кильблоки располагаются в диаметральной плоскости судна под флорами и поперечными переборками.

Простейший кильблок показан на рис. 5.12,а. Он состоит из набора металлических тумб, передача веса судна осуществляется через деревянные клинья. Второй вариант – быстроразборные кильблоки (рис.5.12,б). Применяются также гидравлические кильблоки, в состав которых входит гидравлический домкрат (рис.5.12,в).

 

 

Рис. 5.11. Схема расположения элементов опорного устройства.

1 – кильблоки; 2 – клетки; 3 – строительные стрелы; 4 – подставы.

 

 Одним из элементов опорного устройства является клетка, которая должна обеспечить устойчивое положение корпуса судна на стапеле. Клетки обычно состоят из двух кильблоков и располагаются по бортам судна под поперечными переборками.

В дополнение к кильблокам и клеткам на стапеле могут устанавливать подставы и упоры на жестких связях корпуса под сосредоточенными нагрузками.

 

 

Рис. 5.12. Типы кильблоков: а – из металлических тумб; б – быстроразборный;

в – гидравлический,

1 – сосновая прокладка; 2 – сосновая подушка; 3 – дубовые клинья;

4 – стапельные сварные тумбы; 5 –клиновая призма; 6 - тяга; 7 – стальные клинья;

             8 – стопорная планка; 9 гидравлический домкрат.

 

Количество  кильблоков рассчитывается по эпюре веса корпуса судна. Ступенчатую кривую веса корпуса судна разделяют по длине на три участка, в переделах каждого участка интенсивность нагрузки усредняют и принимают постоянной.

Количество кильблоков в пределах каждого участка определяется так

                  =

где масса порожнего судна в пределах участка;

– расчетная нагрузка на кильблок.

Удельное давление не должно превышать допустимого давления на материал подушки кильблока. Подушка изготавливается из дерева различных пород. Например, при размере подушки из дуба 25х100 мм расчетная нагрузка на кильблок составляет 800 кН.

Количество клеток - три пары при массе судна порожнем до 5 тыс. тонн, четыре пары при массе 5 – 10 тыс. тонн, шесть пар при массе свыше 10 тыс. тонн.

Количество подстав определяется как: 

                  =

где  – расчетная нагрузка на подставу.

Такой способ проектирования схемы опорного устройства прост, но не учитывает напряженно-деформированного состояния конструкций построечного места, опорных элементов и корпуса судна.

На кафедре технологии судостроения разработан метод проектирования схемы опорного устройства, который позволяет точно определить все нагрузки при совместной работе корпуса судна, опорного устройства и элементов построечного места.

По результатам расчета осуществляется оптимальная расстановка опорных элементов по длине корпуса судна (рис. 5.13 и 5.14).

 

Рис. 5.14. Расстановка опор вдоль судна.

 

Рис. 5.14.Типовые опорные схемы по ширине судна.

1 – кильблок; 2 – подстава; 3 – клетка; 4 – упор.

 

Опорно-транспортные устройства предназначены как для поддержания судна в процессе постройки в требуемом положении, перемещения всего судна или его частей при поточно-позиционной постройке с одной позиции на другую и на спусковое сооружение.

Основные элементы устройства – судовозные тележки грузоподъемностью от 60 до 320 тонн. В комплект опорно-транспортного устройства, показанного на рис.5.15, входят стальные балки, которые на стадии постройки опираются на килевые и боковые стулья, а при передвижке – на деревянные подушки опор судовозных тележек.

Тележки могут быть самоходными и несамоходными. Для перемещения судна по построечному месту судовозные тележки соединяются с помощью продольных тяг в судовозный поезд. Перемещение судовозного поезда по рельсам осуществляется с помощью самоходных тележек или лебедок усилием 50…200 кн со скоростью 2 – 4 м/мин.

Судовозные тележки снабжены гидродомкратами, которые служат для пересадки судна со стульев на тележки, позволяют выравнивать его по высоте и поддерживать постоянные нагрузки на тележки при перемещении судна. Гидродомкраты имеют автономное или групповое централизованное питание от насосной станции, которая включается в состав судовозного поезда. Для выравнивания судна по полушироте применяются специальные центрирующие устройства.

 

Рис. 5.15. Схемы опорно – транспортного устройства.

а – построечно – опорный модуль (при постройке судна);

                    б – транспортный модуль (при перемещении судна);

1 – боковой стул; 2 – килевой стул; 3 – стапельная балка;

                   4 – сосновая подушка; 5 – стальные клинья; 6 – судовозная тележка;

                   7 – транспортная (центрирующая) опора.

 

Количество опорно-транспортных устройств определяется с учетом типа системы питания гидродомкратов.

коэффициент неравномерности,

= 1,5 при автономном питании,

 при централизованном.

 

Для разработки схемы размещения опорно-транспортных устройств под корпусом судна строится ступенчатая кривая веса судна, а по ней – интегральная кривая (рис.5.16).

 

Рис. 5.16. Схема определения базового расположения опор

               по интегральной кривой спусковой массы судна.

 

На горизонтальную ось наносят теоретические и конструктивные шпангоуты. Определяют расчетную нагрузку на опору =  . Затем проводят горизонтальную линию на расстоянии 0,5  , а затем через каждые  до пересечения с интегральной кривой. Из точки пересечения проводят перпендикуляр на горизонтальную ось. Это определяет базовое положение элемента опорно-транспортного устройства. Затем эту точку смещают в корму до ближайшего конструктивного шпангоута, что обеспечивает соосное нагружение опор и связей днища. Затем по схеме разделения корпуса на секции проверяется наличие не менее двух опорно-транспортных устройств под каждой днищевой секцией. При необходимости вводятся дополнительные опоры для обеспечения этого условия.

Наружные и внутренние стапельные леса. Все построечные места оборудуются наружными лесами для обеспечения доступа к наружной поверхности строящегося судна и прохода внутрь.

На лесах размещаются также магистрали трубопроводов сжатого воздуха, пара, газа, электрокабельные сеть, электросварочное и другое оборудование.

 Внутри корпуса устанавливаются внутренние леса.

На российских заводах применяют наружные леса башенного типа (рис.5.17,а). Эти леса состоят из башен, которые располагаются на расстоянии 6-8 м друг от друга и рабочих площадок, которые укладывают между башнями ярусами. Высота яруса – 2,5 м.

 

 

Рис. 5.17. Наружные леса на построечном месте.

а – башенные; б – трубчатые и переносные;

1 – башня; 2 – рабочая площадка; 3 – ярусный трап;

       4 - башня с маршевым трапом; 5 – стойки трубчатых лесов;

                  6 – этажерка.

 

Недостатком башенных лесов является большой расход материала, значительная трудоемкость при установке и демонтаже, невозможность их установки в оконечностях судна.

В настоящее время на многих заводах используют быстроразборные леса трубчатой конструкции (рис.5.17,б).

 

Рис. 5. 18. Сборка и сварка монтажных соединений на построечном месте

 

Используют также переносные площадки (этажерки), которые подают краном и закрепляют к корпусу судна в районе выполнения работ или мобильные устройства с подъемными стрелами, которые доставляют рабочих в монтажную зону (см. рис.5.18).

Конструкция внутренних лесов определяется высотой отсеков. В отсеках высотой до 3,5 м ставят деревянные щиты на козлах, с высотой от 3 до 8 м – трубчатые леса (см. рис. 5.19,а), при высоте более 8 м – леса на кронштейнах, которые закрепляют на переборках и бортах

Вместо внутренних лесов применяют также механизированные устройства, показанные на рис.5.19,б. Они предназначены для доставки рабочих в район монтажных соединений.

 

 

а)

 

б)

                         

Рис. 5.19. Внутренние леса

 

а) Типовая схема установки трубчатых лесов в отсеках высотой более 3,5 м.

1 – ярусный трап; 2 – труба; 3 – двойной хомут; 4 – леер; 5 – соединительная муфта;

 6 – входной трап; 7 – щит настила; 8 – траповый щит.

 

б) Устройство для внутреннего доступа в отсек.

1 – стойка; 2 – поворотная платформа; привод подъема каретки;

4 – телескопическая стрела; 5 – пульт управления;

6 – рабочая площадка; 7 – энергоподвод; 8 – подставка;

9 – колонна; 10 – каретка.

 

Система энергоснабжения. Каждое построечное место оборудуется системами энергоснабжения, в том числе:

– электроэнергией – переменным током напряжением 380 в для питания электродвигателей подъемных кранов и сварочных постов; напряжением 220 в – для освещения и вентиляции; напряжением 36 в для переносных ламп освещения.

– сжатым воздухом давлением 0,5 – 0,6 МПа для работы пневматического инструмента и краскораспылителей;

– кислородом и ацетиленом для газовой строжки и резки и для нагрева конструкций при правке;

– углекислым газом и аргоном для сварки;

– паром для отопления судовых помещений в холодное время года;

– водой для гидравлических испытаний и противопожарных целей.

Кабели и трубопроводы прокладывают вдоль всего построечного места с обеих сторон, а посты для подключения к магистралям энергосистем оборудуют на башнях лесов и площадках построечных мест.