摘 要

我的毕业设计的主要内容为150m沿海散货船的主船体的生产设计以及其双层底204的分段的个性设计。这次设计的意义是解决船舶制造工艺这个问题，也就是船是怎么样建造的问题。我的毕业设计的流程是首先确定建造法子、施工计划，然后做出方案图纸、施工图纸和工人的管理手册，并且在设计这些图纸和手册前，设计人员不仅对船舶建造方案进行了深入的研究，他们还对船舶建造工艺中的各种小问题进行了细致的探讨和剖析。他们尽可能的把完美的建造工艺融入到图纸和手册中去。

本次毕业设计主要研究了150m沿海散货船主船体生产设计以及其双层底204的分段的个性设计。

关键词：散货船；主船体生产设计；双层底204分段；船舶建造

Abstract

The main content of my graduation project is the production design of the main hull of the 150m bulk carrier and the design of the double bottom 204 sections. The significance of this design is to solve the problem of ship building technology, that is, how to build the ship. The process of my graduation design is to first determine the construction essentials, construction guidelines, and then make plan drawings, construction drawings and workers' management manuals, and before designing these drawings and manuals, the designers not only have a thorough study of the ship construction scheme, but also have a variety of small problems in the craft construction. The detailed discussion and analysis are carried out. They try to integrate the perfect construction technology into drawings and manuals.

Key Words：Bulk carrier；Hull production design; 204 subsection of double bottom；Shipbuilding

目 录

第1章 绪论 1

第2章 生产设计产品及承造厂生产条件 2

2.1 生产设计对象的基本情况 2

2.2承造厂基本情况及生产能力 2

第3章 生产设计指导思想 3

第4章 船体分段划分方案 4

4.1 船体分段划分的总体思想 4

4.1.1 分段大小与重量的选择 4

4.1.2 生产负荷的均衡性 4

4.1.3 船体结构强度的合理性 4

4.1.4 施工工艺技术的合理性 4

4.2 本船船体分段划分方案说明 4

第5章 典型分段装焊方案论证 11

5.1本船分段的类型 11

5.1.1甲板分段 11

5.1.2舷侧分段 11

5.1.3双层底分段 11

5.1.4复杂立体分段 11

5.2典型分段装焊方案 11

5.2.1甲板分段 11

5.2.2双层底分段 12

第6章 船台焊接工艺 14

6.1船台类型 14

6.1.1纵向倾斜船台 14

6.1.2水平船台 14

6.1.3造船坞 14

6.2不同分段的船台装配工艺 14

6.2.1底部分段的船台装配工艺 14

6.2.2横舱壁分段的船台装配工艺 14

6.2.3舷侧分段的船台装配工艺 14

6.2.4甲板分段的船台装配工艺 15

第7章 关于分段临时加强的方法 16

7.1关于舷侧分段的临时加强 16

7.2大段的临时加固 16

第8章 典型分段装焊说明 17

8.1胎架的选择 17

8.1.1专用胎架 17

8.1.2通用胎架 17

8.2吊环的数量及其布置等 17

第9章 密性试验方法的考虑 19

第10章 船体装焊工时计算表及其说明 20

第11章 毕业设计总结 22

第12章 结束语（致谢） 23

参考文献 24

附录清单 25

绪论

制造船舶是一门十分复杂且繁琐的工作，这类工作不仅需要船厂各个方面的人员的默契配合，还需要设计人员在开始设计前规划并准备生产设计，只有通过这样地设计，才能确保船舶建造工作的完美。

船舶生产设计中使用的图纸是各个设计所的图，既然是生产设计，那么肯定离不开生产，并且从设计所拿过来的图纸一般不能直接用于生产，这时候就需要船舶设计人员结合各方面的因素进行生产设计，给出具体的建造方案，以供船厂进行船舶建造。各个方面的因素主要为，造厂的技术水平和承造能力，例如龙门吊的起重能力、平板小车的托运能力、船坞的个数、车间的大小等等。简单来说，生产设计就是利用起船厂内的工具和钢材、板材将其加工为成品船的过程。在整个造船流程中，生产设计的地位至关重要，生产设计的好坏直接决定了整个厂的造船进度和造船质量，它是整个造船过程的一个组成部分。

过去的设计，大多是把图纸先绘制出来，在来决定如何去造船，很少考虑到船厂施工一线的具体情况，这样就会带来很多或大或小的问题。如果一旦发现问题出在设备的配置或者结构强度方面，可能就无法对其进行改正，只得回过头来重新建造，可以说是费时又费力，还影响船舶建造的进度。

生产设计不仅仅要得出建造要领，还是确定施工方针，最后根据这些绘制出施工图纸和生产管理手册。并且在设计这些图纸和手册前，设计人员不仅对船舶建造方案进行了深入的研究，他们还对船舶建造工艺中的各种小问题进行了细致的探讨和剖析。他们尽可能的把完美的建造工艺融入到图纸和手册中去。生产设计相当于将整个船舶建造的过程在自己脑袋中模拟一遍。这样一来，他不仅能够规避生产设计中有可能会发生的各种问题，还能得到一个船舶建造的最优的方案，可以有效的提高工人施工的效率、减少返工的次数，从而大大的提高整个造船的建造效率。

生产设计也不是凭空设计，他是要结合船舶设计任务，得出初步的建造要领和施工方案，并且对工艺性和技术提出了一定的要求。以上这些的主要体现地方就是生产设计的图纸。现代化造船，自然离不开壳舾涂一体化，所以现在的生产设计也会将壳舾涂一体化考虑进去。

船舶设计包括三个部分:初步设计、详细设计和生产设计。还提到了生产设计的地位是非常重要的。它是整个船舶建造流程中的“第一枪”。

本文我主要就船舶生产设计进行了深入的研究，并对150m沿海散货船主船体的生产设计和双层底204分段的个性设计进行详细的说明。

1. 生产设计产品及承造厂生产条件

2.1 生产设计对象的基本情况

设计对象：150米沿海散货船

其主尺度：

总长.............................................................149.98米

设计吃水.........................................................8.60米

垂线间长.........................................................140.20米

设计水线长.......................................................145.30米

型深.............................................................11.66米

型宽.............................................................21.00米

2.11船体总述

甲板高度（中心线处）：

上甲板到艏楼甲板..................................................2.6米

艉楼甲板到救生甲板................................................2.9米

救生甲板到起居甲板................................................2.6米

起居甲板到船长甲板................................................2.6米

船长甲板到驾驶甲板................................................2.6米

驾驶甲板到罗经甲板................................................2.6米

肋骨间距：

船艉至FR.9.......................................................600mm

FR.9至 FR185.....................................................720mm

FR.185至船艏.....................................................600mm

双层底高度：

货舱区域..........................................................1300mm

机舱区域..........................................................1350mm

2.2承造厂基本情况及生产能力

本船由湖北武汉某内河船厂承造。

本船在该厂建造，船台配备门吊和塔吊，船台小车50t~150t数量充裕，加工车间、装配场地可满足本船分段装配和总装要求。通过三种总段建造方法对比，并结合本船和船厂承造能力实际情况，本船采用塔式建造法进行制造。

生产设计指导思想

我的这次生产设计的主要指导思想就是“船舶建造工艺学”。因为在整个船舶生产过程中，每一步都离不开船舶建造工艺，所以船舶建造工艺在整个船舶建造过程中尤为重要，甚至是不可或缺。当然生产设计的方案制定还要考虑到船厂的具体情况，例如肋骨冷弯机的先进程度，工人师傅的加工精度，还有船厂起吊承重能力。与此同时，我们还要考虑到建造成本，也就是说要充分的利用每一块板材和钢材，那么图纸放样以及下料的工作就很重要了。上面也提高过现代化造船离不开壳舾涂一体化造船，所以我们的生产设计要保证这一点，也就是我们不仅设计施工图纸，还是协调各个部门之间的工作，保证在建造过程中，工作有序。在了解了这些之后，我们充满信心，带着严谨和谦虚的工作状态，一步一步向老师请教，整组同学充满热情的投入工作，不忘初心，牢记使命。

船体分段划分方案

4.1 船体分段划分的总体思想

在我们进行船体分段划分时，我们应该将如下四个方面考虑在内，这四个方面是“分段大小和重量的选择”“生产符合的均衡性”“船体结构强度的合理性”“施工工艺技术的合理性”。

4.1.1 分段大小与重量的选择

在一艘船舶的船体分段中，分的段重量越打，分段尺寸越大，则分的段数量就越少，船台焊接的时间和高难度作业的时间就能够充分地降低，而且还能提高并且改善工作效率和工作条件。但是分段少也要注意其他方面的问题，例如分段的重量是否符合船台吊车起吊重量，是否符合平板车托运重量，还有分段尺寸是否小于车间门的尺寸等等。

一般而言，在进行船体分段划分的时候，我们起先应考虑的是节段的重量，并确保分段重量不超过工厂的提升能力。但是也不能完全依据起吊能力进行分段划分。原因是：船舶船体结构各个肋位不尽相同，所以导致各个肋位，各个结构的重量也不相同，如果仅仅根据起吊能力进行分段划分，可能导致部分分段的尺度过大，对施工和分段运输造成较大的不便。其次，船舶艏艉的结构强度要求较大，所以需要考虑的因素更多。

4.1.2 生产负荷的均衡性

在船舶船体的制造流程中，需要尽可能的保证船舶制造载荷的平衡性。

4.1.3 船体结构强度的合理性

生产设计的时候，要充分考虑船体的结构强度。例如舱口角隅会有应力的集中，所以分段划分应该避让开口角隅处。又比如焊接之后接头中会有残留的应力与温度，这也是十分麻烦的事情。所以分段的大缝一定得避开这些会有应力集中的地方

4.1.4 施工工艺技术的合理性

工艺技术的合适性主要是在分段接头是否合适；分段划分的地方是否合适；板材的加工使用是否合适；分段制造时，翻身的难易程度是否合适。

4.2 本船船体分段划分方案说明

这次我设计的150m沿海散货船，我将其总共分成了87个小分段，艉部有14个小分段，船中有57个，艏部有6个。

船艉部全部分段情况如下图所示：

（图4.2.1）

（图4.2.2）

（图4.2.3）

如图4.2.1，船艉部一共设置了四道甲板，它们分别是高度为1350的双层底平台甲板、5400平台甲板、8500平台甲板和高度为12200的上甲板。在分段划分的时候，高度方向上完全可以将平台甲板作为划分依据。然后长度方向划分，要考虑到承造厂的板材尺寸和加工工艺技术，例如，湖北武汉内河某船厂条件限制（弯板机最大作业8m长板），所以最多只能取10个肋位作为一个整体分段，又为了达到不浪费的板材的目的，所以分段尽量划分在10个肋位左右。宽度方向的分段划分见图4.2.2，由于上甲板有机舱开口的存在，考虑到舱口角隅处应力集中和结构强度，所以在距离船中6300处设置了两道纵向分段；同时，考虑到生产载荷的平衡性，还设置了113,114这样的甲板分段，这样可以保证舷侧分段满足建造要求。双层底有104，108分段（见图4.2.3），为了能够完整的保留的双层底结构，纵向分段线取在内底板以上150mm处。102分段为螺旋桨桨毂分段，为了使得102分段具有完整的结构，就不在再宽度的方向进行分段。船艉与主船体交界处既#33有一道水密舱壁，为了使得船艉部结构保持完整，所以分段线划线在#33 ¹⁵⁰处。船艉所有的分段一律采用反造法建造。

主船体货舱区域分段划分如下图所示：

（图4.2.4）

如图4.2.4所示，主船体货舱区域一共有4个货舱开口，货舱一直从#33到#185，船底有双层底结构，所以要完整地保留双层底结构来进行分段，考虑到船厂弯板机的最大弯板能力为8m弯板，又要使板材利用率达到最大，故分段长度尽量取到10个肋位（一个肋位720mm），但是又考虑到分段数量过多，并且主船体的结构相对简单且一致，所以我这里选择了将一块6m板和一块8m板拼接作为一个整体分段，既分段长度在18个肋位左右。考虑到自动焊和半自动焊接技术的精度，所以主船体既平行中体以及弯曲程度较小的分段尺寸，可以在其他条件满足的情况下划的尽可能大一些，艏艉部位由于弯曲程度较大，所以分段在配合其他条件的情况下的尽可能小一些。而且弯曲程度较大的分段不能使用自动焊，所以最好不要和弯曲程度较小的部分划分在一个分段内。船底双层底分段纵向分段线划在双层底往上150mm处。考虑到货舱大开口部分的有应力集中，为了避开应力集中部分，它也适用于散货船上的提升机械,因此5个舱段特别设置在501、502、503、504、505。侧边从左右两侧分离,位置与底部隔板对接。舷侧分段要充分考虑到船舶预制预装工作既壳舾涂一体化，因此,将分段安装器的布局与舾装单元与结构的组合结合在一起,尽可能地减少拼接处的嵌入作业,从而实现分割是非常重要的。除双层底外,主船体货舱的所有部分均采用反向施工,双底采用正向制造。船的船首区域如下图所示。

其中船艏区域如下图所示：

（图4.2.5）

（图2.4.6）

如图4.2.5所示，船首区域划分与船舶艉部相同。也是依据平台甲板，首部有双层底结构。要注意的是805球鼻艏分段，为了能够使球鼻艏结构的结构保持完整，特地地将分段线划在#202^-150的位置。船艏部位所有的分段同样也都采用反造法制造，所以也应该将分段的翻身考虑到分段划分中去。

船中货舱分段情况如下：

船中货舱部分分段重量如下：

典型分段装焊方案论证

5.1本船分段的类型

5.1.1甲板分段

对于150m沿海散货船的甲板分段，一般是弯曲程度很小的平板结构，在其上一般焊有有纵、横骨材和桁材。

5.1.2舷侧分段

对于150m沿海散货船的舷侧分段，一般是弯曲程度较大的结构，在曲板面上一般铺设有纵、横向构件。

5.1.3双层底分段

对于150m沿海散货船的双层底分段，一般是弯曲程度很小的双层平板结构，双平板连接闭合，在平面上有纵向骨料和桁架和横向肋。

5.1.4复杂立体分段

船艏的球鼻艏分段，船艉的桨毂部位分段。

5.2典型分段装焊方案

5.2.1甲板分段

拿我这个150m沿海散货船以甲板504分段举例，该分段为横骨架结构的弯曲程度较小的分段，没有平面能用作基面，但甲板梁拱和舷弧曲线变化比较柔和，能够在甲板台架上反造。

5.2.2双层底分段

这里以本船204双层底分段举例，该分段以外底板为基面在台架上用正造法进行制造。具体方案如下：

全船吊装顺序图如下图

船台焊接工艺

6.1船台类型

6.1.1纵向倾斜船台

特点：船台与地面之间具有一定的角度，大多都会配置大型起吊机械。

6.1.2水平船台

特点：船台与地面平行，地面上大多都会铺设轨道供托运分段使用。

6.1.3造船坞

特点：船坞的底面比地面一般要低一些，这样做可以让吊运高度降低，增加了吊装的效率。

6.2不同分段的船台装配工艺

6.2.1底部分段的船台装配工艺

船舶平台装配过程中船舶分段的装配平台的主要内容是倾斜的船舶平台和水平的船舶平台。
。

6.2.2横舱壁分段的船台装配工艺

横舱壁分段的船台装配工艺使用的船台一般分为倾斜船台和水平船台，其主要内容是：将分段运至船台→进行分段布置→余量划线切割→与之接近分段焊接。

6.2.3舷侧分段的船台装配工艺

舷侧分段的船台装配工艺使用的船台一般分为倾斜船台和水平船台，其主要内容是：将分段运至船台→进行分段布置→余量划线切割→与之接近分段焊接。

6.2.4甲板分段的船台装配工艺

甲板分段的船台装配工艺使用的船台一般分为倾斜船台和水平船台，其主要内容是：将分段运至船台→进行分段布置→余量划线切割→与之接近分段焊接。

关于分段临时加强的方法

7.1关于舷侧分段的临时加强

船舶的舱壁是一个具有多个垂直加强筋的平板部分，这导致了其具有良好的垂直刚度，但其横向刚度较为薄弱。提起前在舱壁的上边缘设置两个提起环。提起后，提起绳受到舱壁重量的作用，分别作用到两个环载荷.两个环与水平面形成一定的角度从而产生水平分力。