Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУБЛОКА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ ДЛЯ СУДНА С ДВОЙНЫМ КОРПУСОМ И ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технологии судостроения, в частности к постройке судов методом модульной сборки, и может быть использовано для строительства полублоков цилиндрической вставки для судна с двойным корпусом.

Современные транспортные суда, корпус которых имеет цилиндрическую вставку большой длины (в основном это танкеры и газовозы), должны иметь в соответствии с требованиями правил 13 Приложения 1 МАРПОЛ 73/78 танки изолированного балласта (ТИБ). Поэтому вся грузовая часть корпуса таких судов, являющаяся цилиндрической вставкой, имеет двойную конструкцию с шириной бортовых ТИБ по всей высоте 2 м и высотой двойного дна, равной В/15 (где В - это ширина судна).

Строительство блоков методом модульной сборки известно давно, см., например, авт. св. СССР №821283. Для таких блоков характерны однообразные обводы средней части, так называемой цилиндрической вставки, затем сопрягаемой с обводами оконечностей. Такая конструкция блоков позволяет организовать поточное производство секций цилиндрической вставки и значительно снизить затраты при постройке. Этот способ постройки цилиндрической вставки корпуса заключается в сборке ее из блоков, которые заранее изготовлены из унифицированных сборочно-корпусных единиц - плоскостных секций днища, борта, палубы и переборок на специальном поворотном устройстве.

Для сборки и сварки крупногабаритных блоков часто применяют различные поворотные устройства - кантователи, обеспечивающие необходимое пространственное положение свариваемых изделий.

Так, например, известен кантователь по патенту РФ №2356716, применяемый в строительстве для сварки тяжелых шпунтовых панелей в процессе их изготовления. Кантователь включает смонтированные на раме поворотные рычаги с упорами и гидроцилиндры.

Также известен кантователь по авт. св. СССР №1478538 для сборки под сварку корпусов военных гусеничных машин, содержащий смонтированные на раме две стойки, оснащенные поворотными балками с консолями, установленные на консолях балки одной из стоек опоры для элементов носовой части корпуса, поворотные рычаги с прижимами и фиксаторы для рычагов и смонтированные на консолях балки второй стойки упоры для кормовой части корпуса. Однако эти известные кантователи предназначены только для сборки и сварки специального оборудования.

Также известен способ изготовления конструктивных модулей цилиндрической вставки корпуса танкера на поточно-позиционной линии (журнал «Судостроение» №8, 10/1980), заключающийся в том, что на двухрядной шестипозиционной линии, включающей трейлер, передвижные порталы, подъемные и кантовочную платформы, отдельный сварочный кантователь, мостовые агрегаты (краны), несущие рабочие тележки с телескопическими штангами и др., бортовые блоки формируют на базе секции поперечной переборки, устанавливаемой на нужную высоту с присоединением к ней на прихватках смежных плоских секций днища и палубы, пересаживают на судовозные тележки и подают на сварочный кантователь. Конструктивный модуль собирается, начиная с формирования средней части модуля из плоских секций днища, поперечной переборки и палубы и присоединяя к нему уже собранные части правого и левого борта. Однако эта линия с указанным составом технологического оборудования занимала большую производственную площадь и, будучи специализированной только на один тип танкера, внедрения не получила.

Известны способ и установка для сборки объемных блоков корпуса судна по патенту Японии №52-32169, принятые за прототип. В качестве установки в прототипе применяют поворотное устройство, наружная поверхность которого выполнена в виде цилиндра с горизонтально расположенной центральной осью. Корпус устройства поддерживают ролики, вращающиеся на осях и установленные внутри углубления пола цеха. К наружной поверхности корпуса прикреплена зубчатая рейка, в зацеплении с которой находятся зубья шестерни, приводимой во вращение электромотором. На внутренней поверхности корпуса расположены под углом 90° друг к другу приемные плоскости, где закреплены фиксаторы и проложены рельсы, сопрягаемые с рельсовыми путями, проложенными в полу цеха и по которым перемещаются транспортные тележки.

Согласно способу-прототипу при формировании блока на транспортные тележки устанавливают плоскостную секцию борта и перемещают ее по рельсам на приемную плоскость, где закрепляют фиксаторами. Поворачивают корпус устройства на 90° и на другую приемную плоскость завозят плоскостную секцию палубы, сваривают их друг с другом и вывозят образованный узел за пределы поворотного устройства, где приваривают к нему секцию поперечной переборки. После этого полученную конструкцию вновь завозят на приемную плоскость, где была предварительно установлена секция продольной переборки, и сваривают их, но при этом блок оказывался в устройстве «палубой вниз». Для приведения собранной конструкции в штатное положение требовался повторный вывод из устройства, поворот устройства на 90° и возвращение конструкции в устройство. Затем вращают корпус поворотного устройства в обратном направлении, пока секция палубы не окажется наверху, после чего готовый блок транспортируют на построечное место.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание современной технологии изготовления крупногабаритного полублока цилиндрической вставки двойной конструкции на одном построечном месте.

Техническим результатом способа, обеспечивающим решение задачи, является сокращение производственных площадей, трудоемкости и снижение длительности технологического процесса.

Кроме того, техническим результатом конструкции поворотного устройства по сравнению с прототипом является его универсализация, т.к. появляется возможность изготовления на одной производственной позиции готовых полублоков цилиндрических вставок судов с разной высотой борта и разным углом поперечного наклона палубы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе изготовления полублока цилиндрической вставки для судна с двойным корпусом полублок формируют на приемных платформах поворотного устройства. При этом вначале на застопоренную первую платформу подают плоскостную секцию днища половинной ширины корпуса с помощью транспортной колесной тележки по рельсовым путям, имеющимся на территории цеха, и закрепляют ее. После чего к ней присоединяют секцию второго дна и производят сборку этих секций, а затем поворачивают устройство на 90° и подают на вторую приемную платформу плоскостную секцию наружного борта, на которую укладывают секцию внутреннего борта и собирают их между собой, после чего собирают вместе полученные объемные секции борта и днища. Далее отодвигают в крайнее положение третью платформу поворотного устройства и устанавливают ее под углом, соответствующим углу поперечного наклона палубы судна, присоединяют секцию поперечной переборки ко второму дну и внутреннему борту, закрепляют к третьей платформе секцию наружной палубы и стыкуют с ней секцию внутренней палубы. Затем сдвигают платформу для стыкования объемных секций палубы и борта и производят сварку всех сварных швов в технологически удобном нижнем положении, для чего операции поворота устройства повторяют технологически необходимое количество раз. По окончании процесса сборки и сварки полублок вывозят из поворотного устройства в стапельном (вертикальном) положении.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что аналогично прототипу в поворотном устройстве, используемом для осуществления способа, имеется корпус, наружная поверхность которого выполнена в виде цилиндра с горизонтально расположенной осью, вдоль которой в корпусе имеется призматическая выемка, образующая на внутренней поверхности корпуса две смежные конгруэнтные плоскости, расположенные под углом 90° друг к другу и выполненные в виде платформ. На этих платформах имеются фиксаторы для закрепления плоскостных секций, а также на них вдоль оси корпуса установлены рельсовые пути, сопрягаемые с цеховыми рельсовыми путями. Корпус устройства опирается на ролики, закрепленные на осях в поворотных обоймах, установленных на фундаменте. В отличие от прототипа устройство дополнено смежной с упомянутыми третьей конгруэнтной плоскостью, расположенной под углом 90° ко второй плоскости и параллельно первой, а, кроме того, оси всех или некоторых упомянутых роликов связаны приводом с электромотором.

В частном случае предлагаемого решения поворотного устройства его третья платформа выполнена подвижной, для чего она оборудована шарнирно соединенными башмаками, позволяющими устанавливать наклон этой платформы и перемещающимися в пазах, имеющихся во второй платформе, а также домкратами, обеспечивающими ее перемещение в направлении, перпендикулярном к первой платформе.

В другом частном случае все платформы поворотного устройства оснащены встроенными силовыми магнитами.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется четырьмя рисунками (фиг.1-4). На фиг.1-3 схематично изображены положения поворотного устройства и последовательность технологических операций по осуществлению способа изготовления полублока цилиндрической вставки для судна с двойным корпусом, где:

Положение 1:

1 - закатка плоской секции днища с высоким набором и скуловой частью и пересадка ее с судовозных тележек на приемную платформу, выравнивание и закрепление, 2 - погрузка и стыкование плоской секции второго дна.

Положение 2:

3 - приварка в нижнем положении высокого набора ко второму дну сварочным роботом, 4 - закатка секции наружного борта и пересадка ее с судовозных тележек на приемную платформу, стыкование с днищевой, 5 - погрузка и стыкование секции внутреннего борта, 6 - установка узлов россыпи, 7 - погрузка секции наружной палубы, выравнивание и закрепление к подвижной платформе, 8 - погрузка и стыкование секции внутренней палубы с наружной, 9 - погрузка и закрепление поперечной переборки, 10 - приварка п/п в нижнем положении, 11 - погрузка подсекций продольной переборки, 12 - сдвижка подвижной приемной платформы, стыкование п/п и продольной переборки с внутренней палубой, 13 - сварка продольной переборки по периметру в нижнем положении.

Положение 3:

14 - приварка в нижнем положении набора днища ко второму дну;

15 - приварка продольной и п/п к внутренней палубе.

Положение 4:

16 - приварка в нижнем положении набора к внутренней палубе;

17 - приварка продольной переборки ко второму дну.

На фиг.4 схематично изображено поворотное устройство, предлагаемое для осуществления способа. Основными элементами устройства являются: цилиндрический корпус 1, роликовые приводные опоры 2 в поворотных обоймах, обеспечивающие поворот корпуса, фиксаторы положения каркаса 3, первая и вторая приемные платформы 4 со встроенными выдвижными поворотными роликами, захватными струбцинами на свободных кромках и грузоподъемными электромагнитами, третья подвижная платформа 5, Т-образные башмаки 6 подвижной платформы, пазы 7 для башмаков подвижной платформы, конструктивные элементы 8 обеспечения жесткости каркаса, рельсовые пути 9 для судовозных тележек, стрингеры 10, скрепляющие кольцевые элементы, винтовые домкраты 11 - фиксаторы положения подвижной платформы, встроенные в приемные платформы грузовые электромагниты 12, ось 13 поворота башмаков.

Основной технический результат по осуществлению способа изготовления объемных секций и блоков цилиндрической вставки достигается за счет изложенных выше операций и последовательности их выполнения в поворотном устройстве практически на одном участке производственной площади.

Предлагаемый способ сборки осуществляется следующим образом: формирование блока начинается с днищевой секции. Производится закатка плоской секции днища на судовозной тележке и пересадка ее на первую приемную платформу, где производится ее выравнивание и закрепление. После чего к ней пристыковывается секция второго дна.

Устройство поворачивается на 90° в горизонтальное положение второй платформы, закатывают на нее плоскостную секцию наружного борта и последовательно производят:

- удаление судовозной тележки;

- выравнивание, закрепление и стыкование днищевой и бортовой секций;

- погрузку краном и стыкование плоскостной секции внутреннего борта;

- установку третьей подвижной платформы в крайнее положение и под углом поперечной погиби палубы;

- погрузку (например, краном) секции наружной палубы, выравнивание и закрепление ее к подвижной платформе;

- погрузку секции внутренней палубы и стыкование ее с наружной;

- погрузку краном плоской секции поперечной переборки половинной ширины, стыкование ее с бортовой и днищевой секциями, приварку в нижнем положении;

- сдвигание подвижной платформы и стыкование объемных секций палубы и борта;

- поворот устройства на 180° в исходное положение, производится приварка в нижнем положении, полублок при этом находится в штатном стапельном положении;

- сварка всех соединений производится в нижнем положении в соответствии с углом установки поворотного устройства.

На этом изготовление полублока секций одного борта цилиндрической вставки завершается.