Способ стабилизации формы и размеров корпусов судов, построенных в лекальных стендах



 


Владельцы патента RU 2610194:

Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") (RU)

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных в лекальных стендах. Корпус судна закрепляют в лекальном стенде и к обшивке палубы, над узлами пересечения набора устанавливают вибровозбудитель так, чтобы ось вращения вибровозбудителя была направлена поперек обрабатываемого корпуса судна. Причем сначала вибровозбудитель устанавливают перпендикулярно диаметральной плоскости в центре палубы, далее переставляют к одному борту, а затем к другому, устанавливая его на обшивке над узлами пересечения ребер жесткости, после чего повторяют обработку в других поперечных сечениях, вначале расположенных по направлению к корме, а затем - к носу. Уменьшаются остаточные сварочные деформации в корпусах судов до высвобождения от закрепления к лекальному стенду, повышается точность конструктивных размеров и формы корпусов судов. 4 ил.

 

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных в лекальных стендах, для снижения остаточных сварочных деформаций, полученных в процессе их сборки и сварки.

Известно, что после сварки любых металлических конструкций неизбежно возникают сварочные деформации, приводящие к изменению формы и размеров конструкции, а также изменению свойств металла в зоне нагрева. Полностью исключить деформации не представляется возможным даже при использовании таких технологий сварки как лазерная и гибридная лазерно-дуговая, обеспечивающих лишь существенное уменьшение деформаций по сравнению с традиционными дуговыми способами. Однако существует ряд технологических способов, способствующих уменьшению сварочных деформаций.

Известен способ уменьшения сварочных деформаций секций судов и кораблей за счет выполнения сборки и сварки в закрепленном состоянии (Технология судостроения: уч. для вузов. / Александров В.Л. и др. - СПб: Профессия, 2003). Суть способа заключается в исключении или ограничении образования сварочных деформаций на отдельных технологических этапах сборки конструкции за счет значительной жесткости сборочной оснастки (кондукторов, постелей, технологических раскреплений). При этом остаточные деформации конструкции после ее открепления от оснастки будут формироваться в условиях собственной жесткости конструкции и поэтому будут меньше. Основными недостатками указанного способа являются необходимость изготовления металлоемкой технологической оснастки и его низкая эффективность в случае изготовления конструкций с несимметричным расположением сварных швов относительно центральных осей готовой конструкции.

Также известен способ правки изделий (патент №1733158), в том числе судовых сварных конструкций, сущность которого заключается в том, что изделие укладывают на две опоры, после чего осуществляют его изгиб статической нагрузкой, приложенной через упругую связь, а затем воздействуют вибрационной нагрузкой. При изгибе статической нагрузкой создают напряжение изгиба, равное разности напряжения предела текучести материала заготовки при вибрации и напряжения изгиба, создаваемого вибрационной нагрузкой. Недостатком такого метода является то, что приложение нагрузки через упругую связь уменьшает мощность вибратора, необходимую для достижения резонансных частот, в свою очередь снижение предела текучести материала заготовки при воздействии вибрации уменьшает необходимую величину статической нагрузки.

В качестве прототипа изобретения выбран типовой технологический процесс низкочастотной вибрационной обработки (НВО) деталей, узлов и корпусных конструкций после их изготовления, изложенный в документе РД5 Р. ГКЛИ.0104-216-95 «Руководящий документ».

Для решения указанной проблемы предлагается низкочастотная вибрационная обработка корпусов судов, построенных в лекальных стендах, до их освобождения от закрепления.

Указанный технический результат достигается в способе стабилизации формы и размеров корпусов судов, при котором корпус судна закреплен в лекальном стенде и к обшивке палубы, над узлами пересечения ребер жесткости устанавливают вибровозбудитель так, чтобы ось вращения вибровозбудителя была направлена поперек обрабатываемого корпуса судна.

Сущность изобретения поясняется следующими рисунками:

Фиг. 1 - Схема изготовления корпуса судна в стендах с лекальными обводами.

Фиг. 2- Схема поперечных сечений для расположения вибровозбудителя.

Фиг. 3 - Схема перестановки вибровозбудителя по поперечному сечению.

Фиг. 4 - Технологический комплекс для низкочастотной виброобработки ВТУ-01М.

Корпус судна 1 закрепляют в лекальном стенде 2. Затем в центре палубы 3, к обшивке в месте пересечения плоскости мидель-шпангоута и диаметральной плоскости (ДП) устанавливают вибровозбудитель 4 так, чтобы ось вращения вибровозбудителя 4 была перпендикулярна ДП (фиг. 3 и фиг. 2).

Далее проводят низкочастотную виброобработку на резонансной частоте в поз. 1 поперечного сечения А-А. НВО выполняют на двух-трех четко выраженных резонансных частотах, но не приводящих к перегрузке привода вибровозбудителя. Резонансные частоты определяются в процессе набора частоты колебаний вибровозбудителем. Длительность НВО на резонансной частоте завершается по показанию падения потребляемого тока амперметра, входящего в технологический комплекс для НВО.

Затем вибровозбудитель 4 переставляют в поз. 2 и прикрепляют к обшивке над узлами пересечения ребер жесткости у борта судна 5 по поперечному сечению А-А и повторяют действия, проводимые в поз. 1 до показаний амперметра на падение потребляемого тока. Потом вибровозбудитель 4 переставляют в поз. 3 палубы судна и прикрепляют к обшивке над узлами пересечения ребер жесткости другого борта судна 5 поперечного сечения А-А и повторяют те же действия, что и в поз. 1 и поз. 2.

После проведения НВО во всех трех точках поперечного сечения А-А можно сделать вывод, что остаточное сварочное напряжение в зоне поперечного сечения А-А снижено.

Далее применяют такие же действия для поперечного сечения Б-Б по направлению к корме корпуса судна, потом для поперечного сечения В-В по направлению к носу корпуса судна. Расстояние между поперечными сечениями должно быть не более 5 м, что дает в итоге равномерное снижение напряжения по всему корпусу судна. После проведения НВО по всем поперечным сечениям корпуса судна снижается остаточное сварочное напряжение по всему корпусу, приводящее к снижению сварочных деформаций корпуса судна.

Для малых пассажирских судов и судов на подводных крыльях для уменьшения сварочных деформаций достаточно НВО по трем поперечным сечениям.

В результате проведения испытаний заявленного способа НВО для корпусов судов, построенных в лекальных стендах, получены положительные результаты по снижению остаточных сварочных напряжений в корпусах судов. Для этого были проведены измерения отклонений формы и размеров корпусов судов после их высвобождения от закрепления к стенду.

Согласно результатам проведенных испытаний определено, что осуществление НВО только по одному центральному сечению для снижения сварочных деформаций всего корпуса судна недостаточно. Максимальное снижение остаточного напряжения при проведении НВО доходило до 60%. При этом с удалением от места установки вибровозбудителя эффективность снижения уменьшалась. Отмечено также, что при виброобработке на 2-3 резонансных частотах снижение остаточных напряжений более равномерное, чем при одной частоте обработки.

Таким образом, применение данного способа низкочастотной вибрационной обработки корпусов судов, изготовленных в стендах с лекальными обводами, позволит значительно уменьшить остаточные сварочные деформации в корпусах судов до высвобождения от закрепления к лекальному стенду, повысить точность конструктивных размеров и формы корпусов судов, а также снизить стоимость и трудоемкость работ процесса стабилизации.

Способ низкочастотной вибрационной обработки корпуса судна, изготовленного в стенде с лекальными обводами по форме корпуса, включающий установку вибровозбудителя на обшивку палубы над узлами пересечения ребер жесткости корпуса судна, закрепленного в лекальном стенде, и проведение низкочастотной вибрационной обработки (НВО) на резонансной частоте в поперечных сечениях корпуса судна, расстояние между которыми не более 5 м, в трех точках каждого сечения, начиная с сечения, проходящего через центр судна в месте пересечения плоскости мидель-шпангоута и диаметральной плоскости, причем сначала вибровозбудитель устанавливают перпендикулярно диаметральной плоскости в центре палубы, далее переставляют к одному борту, а затем к другому, устанавливая его на обшивке над узлами пересечения ребер жесткости, после чего повторяют НВО в других поперечных сечениях, вначале расположенных по направлению к корме, а затем - к носу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам правки высокопрочных титановых сплавов. Способ правки подвергнутой дисперсионному твердению металлической заготовки, выбранной из сплавов на основе титана, на основе никеля, на основе алюминия или на основе железа, включает нагрев до температуры правки от 0,3·Tm до температуры на 25°F ниже температуры старения сплава, растяжение с приложением растягивающего напряжения по меньшей мере 20% от предела текучести и не равно или не больше, чем предел текучести сплава.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к управляющим устройствам гидравлических правильно-растяжных машин. Гидропривод передней головки правильно-растяжной машины содержит рабочие и возвратные гидроцилиндры, предохранительные клапаны, гидрораспределители управления гидроцилиндрами, напорную гидролинию, источник потока рабочей жидкости, гидрораспределитель разгрузки, клапан наполнения, бак наполнения, сливную гидролинию, бак и два дополнительных двухпозиционных гидрораспределителя.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для правки изделий сжатием. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и наиболее эффективно может быть использовано при исправлении дефектов искривления оси и скручивания граней труб.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке отожженной проволоки преимущественно диаметром до 3 мм. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при правке изделий растяжением. .

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к оборудованию для изготовления и ремонта штанг глубинных насосов и может быть использовано в промышленности нефтяного машиностроения и ремонтных цехах нефтедобывающих предприятий для механизированной правки новых или бывших в употреблении насосных штанг.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к правильно-растяжным машинам большого усилия для правки изделий из различных материалов. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в правильно-растяжных машинах большого усилия для правки изделий из различных материалов.

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных каркасным методом. Вибровозбудитель устанавливают на обшивку в местах пересечения ребер жесткости корпуса судна, закрепленного на сборочной плите днищем вверх. Проводят низкочастотную вибрационную обработку (НВО) на резонансной частоте по поперечным сечениям корпуса судна, расстояние между которыми не более 5 м, в трех точках каждого сечения, начиная с сечения, проходящего через центр судна в месте пересечения плоскости мидель-шпангоута и диаметральной плоскости. Причем вибровозбудитель сначала устанавливают перпендикулярно диаметральной плоскости в центре судна, далее переставляют в точку пересечения ребер жесткости в районе скулы к одному борту, а потом к другому, после чего повторяют НВО в других поперечных сечениях, вначале расположенных по направлению к корме, а затем - к носу. Уменьшаются остаточные сварочные деформации в корпусах судов до высвобождения от закрепления к сборочной плите, повышается точность конструктивных размеров и формы и корпусов судов. 4 ил.
Наверх