Галашов Н.Н., Репин Ф.Ф., Леснов Ю.П. Монтаж судового оборудования

Подождите немного. Документ загружается.

инструментом. Трудности механизации монтажных операций вызваны

рядом причин, в том числе: мелкосерийным характером производства в

судостроении и судоремонте, недостаточной технологичностью конст-

рукций, большим количеством пригоночных операций по месту, ограни-

ченностью доступа средств механизации к объектам монтажа из-за стес-

ненности работы в судовых условиях.

Эффективность монтажных работ может быть значительно повышена

за счет укрупненной сборки конструкций, т.е. переходом к блочному или

агрегатному монтажу, т.е. когда монтируемое оборудование предваритель-

но в цехе соединяется в агрегаты и устанавливается в блоки корпуса судна.

Для сокращения объема пригоночных работ в настоящее время широ-

ко применяют полимерные материалы в узлах крепления механизмов.

Например, применение

малоусадочных пластмасс в сопряжениях

дейдвудной трубы с конструкциями корпуса исключает необходимость

растачивания на судне отверстий кронштейна мортиры и приварыша на

ахтерпиковой переборке.

2.3 Производственные и технологические процессы

в судостроении и ремонте

Под производственными процессами (ГОСТ 14.004-83) понимают со-

вокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном

предприятии для изготовления

или ремонта продукции.

Производственный процесс в судостроении или ремонте подчинён за-

дачам выпуска или ремонта судов требуемого качества и в заданном ко-

личестве, при наименьших затратах.

При создании такой сложной продукции, как современное судно, в

процессе проектирования корпус судна делят на законченные в конструк-

тивном и технологическом отношении отдельные части. Корпус

судна

делят на детали и сборочные единицы различной сложности (детали, уз-

лы, секции, блоки).

Деталь

– изделие, изготавливаемое из материала одной марки без

применения сборочных операций (рисунок 1)

Узел

– технологически законченная часть конструкции, соединенная

из нескольких деталей путём сварки, на болтовых или заклепочных со-

единениях, методом запрессовки, склеиванием, или другими методами.

Секция

- технологически законченная часть корпуса, состоящая из не-

скольких узлов или отдельных деталей.

Блок

– несколько секций, образованных в крупную самостоятельную

конструкцию (рисунок 2)

Блоки и секции могут быть насыщенными, если в них смонтированы

отдельные механизмы, трубопроводы и другие устройства.

Рисунок 1 – Схема деления корпуса судна на детали, узлы, секции и блоки

Рисунок 2 – Блоки судна

1 – носовой блок; 2 – трюмные блоки;

3 – блок машинного отделения; 4 – кормовой блок.

То есть блоки и секции могут быть объектом для монтажа механиз-

мов, систем, устройств и т.д.

Деление судна на детали и сборочные единицы определяет и деление

общего производительного процесса постройки судна на соответствующие

составляющие производственного процесса. К таким процессам относятся:

изготовление деталей, узлов, секций, блоков, формирование корпуса судна

на

построечном месте, изготовление и монтаж труб на судне, монтаж меха-

низмов, систем и устройств, отделка и оборудование помещений.

Завершающими процессами являются испытания и сдача готового

судна заказчику.

Технологический процесс (ГОСТ 3.1109-82) – это часть производст-

венного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению

или определению состояния предмета труда, в том числе и контрольные

действия

Каждый технологический процесс (как и в машиностроении) разделя-

ется на операции, переходы и установки.

Названия операций: центровка механизмов, установка компенсирую-

щих элементов (подкладок), закрепление на фундаменте, запрессовка

дейдвудной трубы, гребного винта и прочее. Для осуществления техноло-

гических процессов необходима та или иная совокупность орудий произ-

водства, которые согласно ГОСТ 3.1109-82 называются средствами тех-

нологического оснащения. К ним относятся: технологическое оборудова-

ние, оснастка, приспособления и инструмент; например

, транспортные

средства, станки для обработки фундаментов, приспособлений для шли-

фовки опорных поверхностей, домкраты, инструменты для затяжки кре-

пежных болтов, оборудование для приготовления полимерных материа-

лов и т. д. Многие виды этих средств технологического оснащения можно

найти в справочниках и другой технической литературе [1, 2, 3, 4, 5, 8].

2.4 Основные направления совершенствования монтажных работ

Совершенствование механомонтажных

работ проводится с учетом не-

обходимости решения следующих задач:

– снижение трудоемкости за счет механизации работ;

– передача большинства работ в цех или на стапель, в том числе за

счет применения машинных агрегатов, установки механизмов в блоках;

– поставки судостроительным заводом полностью собранных круп-

ных механизмов или агрегатов вспомогательных механизмов собранных

вместе

на переходных фундаментных рамах;

– применение прогрессивных способов центровки механизмов с ис-

пользованием оптических и лазерных приборов, установка механизмов на

полимерных и композитных подкладках;

– монтаж валопроводов по нагрузкам на опорах;

– проведение мероприятий, обеспечивающих повышение технологич-

ности конструкций;

– применение имитационных методов испытаний судовых механиз-

мов и судов;

– автоматизация технологической подготовки

производства;

– применение типовых и групповых технологических процессов;

– повышение надёжности оборудования;

– применение расчётных методов при определении различных пара-

метров при разработке технологических процессов монтажа (нагрузок на

опоры, деформаций, расчёт по размерным цепям и т.д.)

– совершенствование организации монтажного производства.

В следующих разделах рассматриваются некоторые из направлений

совершенствования монтажных работ,

в том числе – механизация произ-

водственных процессов, агрегатирование судового оборудования, повы-

шение технологичности и организация механомонтажного производства.

2.5 Механизация производственных процессов монтажных работ

В условиях проведения монтажных работ на судах; механизация – это

одно из направлений повышения производительности труда, качества

продукции и облегчение условий труда работающих.

Трудности механизации механомонтажных работ вызваны рядом при-

чин: мелкосерийный характер производства, недостаточная технологич-

ность оборудования, большое число пригоночных операций по месту.

Сам характер

монтажных работ, выполняемых в стесненных условиях

на судне, затрудняет их механизацию из-за ограниченного доступа

средств механизации к объектам монтажа, особенно для крупногабарит-

ных и сложных механизмов большой массы, имеющих точную взаимную

ориентацию на судне.

Оценку повышения условия механизации можно определить по уве-

личению производительности труда.

Производительность общественного труда П

представляет собой ко-

личество произведенной продукции, отнесенной к трудовым затратам; т.е.

= ,

где П – количество произведенной продукции (штук, масса, объ-

ем, или в стоимостном выражении);

Т – трудовые затраты (человеко-часы, человеко-дни, или так-

же в стоимостном выражении).

Отсюда видно, что основным направлением повышения уровня меха-

низации и производительности труда является снижение трудозатрат, соз-

дание высокопроизводительного оборудования, интенсификация произ-

водства,

разработка новых прогрессивных технологических процессов.

Основные направления механизации монтажных работ в судостроении:

– разработка новых средств технологического оснащения;

– применение оптических приборов для определения технологических баз;

– применение полимерных материалов в узлах крепления;

– агрегатирование судового оборудования;

– применение расчетных методов для определения условий монтажа

(монтаж по нагрузкам на опоры, условия затяжки крепежных

болтов и т.д.).

Технологическое оборудование механомонтажного производства

представлено стационарным и переносным станочным оборудованием,

ручным механизированным инструментом, приспособлениями, контроль-

но-измерительными приборами, крановым оборудованием и транспорт-

ными средствами.

Средства механизации могут иметь электрический, механический,

гидравлический и комбинированный привод.

Они делятся на две группы:

общего назначения: машины шлифовальные, сверлильные, резьбо-

нарезные; домкраты, лебедки;

специального назначения: переносные станки, передвижные стенды

для сборки и транспортировки крупногабаритных механизмов; устройства

для затягивания резьбовых соединений и анкерных связей механизмов и т.д.

При создании оборудования приспособлений и механизированного инст-

румента большое внимание должно уделяться устранению факторов, вредно

воздействующих на работающего

– таких как вибрация, перенапряжение

мышц от статических и динамических усилий, снижение уровня шума.

При проектировании оборудования, средств механизации необходимо

учитывать требования технической эстетики, обеспечивать высокое каче-

ство отделки, внешней формы, максимально применять для этой цели

точное литье и синтетические материалы.

Ряд механизированной оснастки рассмотрен в литературе [4, 5, 15].

2.6 Агрегатный монтаж оборудования

Агрегат

– единица, состоящая из унифицированного и стандартного

оборудования, трубопроводов, электрооборудования и опорной конструкции

(фундамента или рамы), выполняющая самостоятельную функцию в составе

судна. Под термином агрегатирование понимается метод компоновки по-

мещений судов из агрегатов, при сборке этих агрегатов в условиях цеха.

Судостроение характеризуется, как известно, индивидуальным и мел-

косерийным производством. Значительный объем

монтажных работ тра-

диционно выполняется непосредственно в помещениях судна, в стеснен-

ных условиях, при низкой производительности труда. Агрегатирование

позволяет перенести с судна в цех до 60% объема монтажных работ, на

предприятиях этой целью создаются специальные участки – участки агре-

гатирования, оборудованные специальными станками, стендами для сбор-

ки и испытания агрегатов. Полностью испытанные

и готовые для эксплуа-

тации агрегаты направляются на судно для установки на место. Такими

агрегатами могут быть: котлоагрегаты, маслоперекачивающие, топливопе-

рекачивающие, баластноосушительные агрегаты, агрегаты смазки, сжатого

воздуха, сепарации топлива, водоподготовки, электрооборудование и т.д. В

настоящее время на серийных судах в агрегаты объединено до 90% меха-

низмов и 30% трубопроводов. Подробней о конструкции

этих агрегатов и

технологию их сборки можно найти в специальной литературе [2, 3, 10].

Преимущества агрегатирования:

– стендовая сборка агрегатов в условиях цеха позволяет повысить ка-

чество продукции и значительно увеличить производительность труда;

Aggregate (лат.) – присоединять.

– расширение фронта работ позволяет сократить сроки постройки суд-

на, испытаний механизмов;

– при ремонте оборудования достаточно демонтировать агрегат и за-

менить его аналогичным из обменного фонда, тем самым сокращаются

сроки ремонта судна и их простои в эксплуатации.

Применяют различные формы конструирования агрегатов.

Агрегатирование в одном корпусе. Например – судовой дизель, у

которого

на фундаментной раме, блоке и крышках цилиндров смонтиро-

ваны многочисленные механизмы – насосы, турбокомпрессоры, пуско-

регулирующие приборы.

Аналогичным путём объединяются в агрегаты паропроизводящие ус-

тановки, турбозубчатые агрегаты, дизель-генераторы.

Агрегатирование на общей фундаментной раме. На специальной

конструкции – раме, выполняется компоновка нескольких крупных меха-

низмов в один агрегат, например: электронасос, дизель-генератор

, турбо-

насос, электровентилятор, электрокомпрессор.

Агрегатирование на каркасе или раме объемной конструкции.

Широко применяется при компоновке нецентрируемого оборудования и

дает возможность создать легкую опорную конструкцию, на которой со-

бираются механизмы, трубопроводы и электрооборудования. Фундамент-

ные рамы и каркасы могут крепиться на судовом фундаменте – или на

подкладках, амортизаторах с соединением крепежными болтами

и даже

иногда сваркой. Эффективность агрегатирования оценивается такими по-

казателями, как уровень агрегатирования У

и объём агрегатирования Q

У =

где Т

– трудоемкость монтажных операций, выполняемых в цехе

при сборке агрегата и монтажа в блоке;

– трудоемкость монтажных операций, выполняемых на судне.

= ,

где G

– масса агрегатов без учета опорных конструкций;

G – масса всего механического оборудования.

2.7 Технологичность конструкций

Технологичность – свойства конструкций, позволяющие выполнять

монтаж оборудования с наименьшими затратами труда, при обеспечении

заданных технических требований. Это один из показателей качества

продукции, который определяет экономические показатели изделия.

Улучшение технологичности решается на этапах разработки конструкции

и технологии монтажных работ.

Основные направления повышения технологичности [1, 3, 6]:

– использование по возможности стандартных и унифицированных

узлов и механизмов;

– компоновка оборудования в агрегаты, предварительно собираемые

на единой раме или каркасе в условиях цеха;

– применение технологий, сокращающих пригоночные и регулиро-

вочные работы;

– доступность узлов крепления

для выполнения монтажных работ;

– обеспечение возможности механизации трудоемких работ;

– использование прогрессивных методов пробивки осевых линий и

контроля центровки по нагрузкам;

– повышение жесткости механизмов с целью уменьшения деформа-

ций агрегатов в процессе монтажа.

2.8 Организация механомонтажного производства

Монтажные операции отличаются большим разнообразием. Подго-

товка к монтажу механического оборудования осуществляется в

цехе.

Основные операции выполняют на судне в стапельный период. Весь объ-

ем судостроительного и механомонтажного производства ведется на су-

достроительных заводах, верфях и при ремонте судов на судоремонтных

заводах. Предприятие имеет комплекс цехов и других подразделений для

выполнения всех разнообразных работ: корпусообрабатывающие и корпу-

сосборочные цеха, слипы, стапели, доки, механообрабатывающие,

меха-

носборочные, ремонтные производства, цехи для ремонта многообразного

оборудования, причальные станки, акватории для размещения и испыта-

ния судов, вспомогательные производства для обеспечения предприятия

электроэнергией, водой, паром, сжатым воздухом.

Судокорпусное производство начинается на плазе, где вычерчиваются

в натуральную величину или в масштабе корпус судна, отдельные части

корпуса, его сечения, определяется положение базовых

поверхностей и

точек. По разметке с плаза, изготавливаются модели и шаблоны для гибки

металла и изготовления деталей корпуса. Разметка, полученная на плазе, в

дальнейшем переносится на отдельные секции и блоки, и в целом на кор-

пус судна, собираемый на стапеле. После цеховой сборки части корпуса

(секции и блоки) направляются на

стапель, где на клетках и кильблоках

собирается корпус судна, выполняются контрольные операции и гидроис-

пытания, производится монтаж механического оборудования, трубопро-

водов, электрооборудования, а так же других систем и изделий.

Далее по специальным устройствам на тележках, склизах или других

конструкциях, судно спускается в воду, и у причальной стенки выполня-

ются достроечные работы, окончательный монтаж оборудования, швар-

товные и далее ходовые испытания судна.

Для сокращения цикла постройки судна необходимо обеспечить:

– параллельное ведение монтажных, корпусных, электромонтажных

работ;

– выполнение наибольшего объема монтажных операций в цехе, в том

числе, за счет агрегатирования оборудования;

– максимально возможное насыщение корпуса судна механическим

оборудованием до спуска

в воду;

– механизация трудоемких механомонтажных работ;

– сокращение цикла испытаний за счет проведения их в основном в ак-

ватории завода, включая регулирование и сдачу энергетической установки.

Планирование монтажных работ, связанных с выполнением генераль-

ного графика постройки судна, должно обеспечивать своевременную по-

ставку и установку оборудования в назначенные сроки.

Для выбора оптимального

плана работ с целью совмещения судо-

строительного и монтажного производства, применяют сетевое планиро-

вание и управление с использованием вычислительной техники. Основ-

ным документом в системе сетевого планирования и управления (СПУ)

служит модель сетевого графика. Более подробно вопросы организации

производства рассмотрены в специальной литературе [2, 3, 6].

3 ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МОНТАЖА

3.1 Периоды постройки судов

Весь производственный цикл постройки судна от момента запуска ме-

талла в обработку, до передачи судна заказчику, разделяется на пять пе-

риодов:

1 Заготовительный.

2 Блочный.

3 Стапельный.

4 Достроечный.

5 Сдаточный.

Почти во всех периодах могут выполняться механомонтажные работы.

Заготовительный период включает работы по обработке металла, из-

готовлении отдельных

деталей корпуса судна, изготовлению отдельных

узлов, секций, трубопроводов, оборудования помещений, устройств и т.д.

Блочный период включает работы, выполняемые от начала изготовле-

ния блоков из секций, до формирования блоков на построечном месте.

При изготовлении блоков происходит частичное их насыщение механиз-

мами, системами и другим судовым оборудованием.

Заготовительный и блочный периоды выполняются в цехах.

Стапельный период включает работы, выполняемые на построечном

месте по формированию корпуса судна и установке других механизмов и

устройств (дизелей, валопроводов, рулевого устройства и др.)

Достроечный период включает работы, выполняемые после

спуска

судна в воду до начала швартовных испытаний. При этом заканчиваются

работы по монтажу механизмов, систем, устройств, производятся работы

по изоляции помещений и отделке.

Сдаточный период включает работы, выполняемые от швартовных

испытаний до сдачи судна заказчику. В этот период заканчиваются рабо-

ты по механизмам и оборудованию, отделке помещений, окончательной

окраске

судна, проводятся швартовные и ходовые испытания.

Работы разных периодов, как правило, могут перекрывать друг друга

по времени, с тем, чтобы сократить сроки постройки судна. Кроме того,

производственный процесс постройки судна разделяют на отдельные ви-

ды. Деление производится по признаку общности применяемых техноло-

гий. С учетом этого, весь производственный процесс постройки судна

разбит на 11 видов производства. Перечень этих видов производства и их

краткая характеристика приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Виды судостроительного производства

№ Виды производства Содержание производственного процесса

Удельные значе-

ния вида произ-

водства (по тру-

доемкости), %

1 2 3 4

1 Корпусообрабаты-

вающее (КОП)

Изготовление деталей корпуса, начи-

ная от получения и складирования

материала до комплектации и склади-

рования готовых и скомплектованных

деталей

4 – 6

2 Сборочно-

сварочное (ССП)

Сборка и сварка узлов, секций и бло-

ков секций корпуса судна с их насы-

щением

12 – 18

3 Корпусостроитель-

ное (КСП)

Постройка корпуса судна, начиная от

его формирования на построечном

месте до спуска на воду, включая из-

готовление блоков судна

10 -16

4 Трубообрабаты-

вающее

Изготовление труб, определение кон-

фигураций и предварительный мон-

таж трубопроводов на судне

8 – 11

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4

5 Механомонтажное Сборка агрегатов в цехе, монтаж

главных и вспомогательных механиз-

мов, устройств, теплообменных аппа-

ратов, валопроводов, тяжеловесного

оборудования, окончательный монтаж

и испытание трубопроводов

6 – 10

6 Электромонтаж-

ные

Монтаж кабельных сетей, установка,

включение, регулировка и сдача элек-

трооборудования, систем автоматики

и специальной техники

5 – 8

7 Производство из-

делий корпусодо-

строечной но-

менклатуры

Изготовление в цехах судостроитель-

ного завода изделий корпусодостро-

ечной номенклатуры

10 – 24

8 Производство по

монтажу слесарно-

корпусного насы-

щения, изготовле-

нию и монтажу

труб судовой вен-

тиляции

Монтаж обрешетников, каркасов для

формирования помещений в модуль-

ной системе и других металлических

конструкций, доизоляционных и по-

слеизоляционных креплений дельных

вещей, механического оборудования и

мебели, изготовление и монтаж труб

судовой вентиляции

9 – 14

9 Производство,

монтаж изделий

отделки и обору-

дования судовых

помещений

Изготовление в цехах судостроитель-

ного завода неметаллических и ком-

позитных деталей, узлов предназна-

ченных для оборудования судовых

помещений; изготовление и подготов-

ка в цеховых условиях элементов от-

делки судовых помещений, монтаж

деталей и изделий для отделки и обо-

рудования судовых помещений

5 – 9

10 Производство по

монтажу изоляции

и лакокрасочным

покрытиям

Подготовка поверхности конструк-

ций, монтаж изоляции, нанесение

антикоррозионных и декоративных

покрытий

6 – 11

11 Производство по

испытаниям и

сдаче судна

Испытания и сдача судов 3 – 7

Каждый вид производства обычно размещается в соответствующем

цехе судостроительного предприятия.

Особенностью судостроительных предприятий является наличие кор-

пусообрабатывающих цехов, построечных мест (стапелей), спусковых