Исследование точности изготовления корпусных деталей и выполнения сборочных работ при изготовлении секций

УДК 629.12.011.002

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ И ВЫПОЛНЕНИЯ СБОРОЧНЫХ РАБОТ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СЕКЦИЙ

, ,

Исследована точность изготовления типовых деталей и выполнения сборочных работ на секционной сборке. Даны практические рекомендации.

деталь корпуса судна, секция, погрешность изготовления, пригоночные работы

Снижение трудоемкости и повышение точности изготовления судовых корпусных конструкций – взаимосвязанные проблемы, от успешного решения которых во многом зависит эффективность современного судостроения.

Достигаемое в ходе изготовления результирующее качество судовых корпусных конструкций в виде отклонений их формы и размеров от заданных является следствием накопления систематических и случайных погрешностей, возникающих на всех этапах выполнения работ. Основными из этих погрешностей являются:

-  погрешности плазовых работ;

-  погрешности вырезки и гибки деталей;

-  погрешности, вызванные изготовлением и эксплуатацией сборочно-сварочной оснастки;

-  погрешности сборочных операций;

-  погрешности, являющиеся следствием сварочных деформаций конструкций.

Необходимость устранения погрешностей в конечном итоге влечет за собой пригоночные работы на секционной сборке, а именно эти работы в значительной мере определяют трудоемкость технологического процесса сборки под сварку узлов и секций корпусов судов, связаны с использованием тяжелого ручного труда, ограничивают масштабы комплексной механизации сборочно-сварочного производства.

В настоящей статье приведены результаты опытно-статистической оценки точности изготовления корпусных деталей и выполнения сборочных работ при изготовлении секций корпусов судов.

Методика исследования предусматривала сбор статистических данных по точности изготовления деталей и выполнения сборочных работ путем пооперационного обмера деталей и секций с последующей обработкой этих данных и анализом полученных результатов. Обработка данных производилась с использованием известных методов статистики и теории вероятности [1].

Объектами исследования точности изготовления корпусных деталей явились как листовые детали, так и детали, изготовленные из профильного проката. Исследовались две технологические операции – резка и гибка. Детали – объекты исследования - объединили в типовые группы в соответствии с [2] по принципу однородности технологических операций. Таким образом, были получены пять групп деталей по операции резки и три группы по операции гибки. Конструктивные характеристики деталей типовых групп представлены в табл. 1 и 2.

Таблица 1. Конструктивные характеристики типовых деталей

Номер типовой группы	Класс и группа согласно [2]	Конструктивные характеристики типовых групп
класс	группа
1	3	33	Мелкие с прямолинейными кромками, плоские, номинальные размеры свыше 1000 мм
2	1	13	Крупногабаритные с прямолинейными кромками, плоские с разделкой кромок, номинальные размеры свыше 1000 до 4000 мм
3	1	13	Крупногабаритные с прямолинейными кромками, плоские с разделкой кромок, номинальные размеры свыше 4000 мм
4	4	43	Мелкие с криволинейными кромками, плоские с разделкой кромок, номинальные размеры свыше 1000 до 4000 мм
5	5	52	Детали из профильного проката, прямые

Таблица 2. Конструктивные характеристики гнутых типовых деталей

Номер типовой группы	Класс и группа согласно [2]	Конструктивные характеристики типовых групп
класс	группа
1	2	28	Листовые, с простой кривизной с разделкой кромок, размер - до 2000 мм, толщиной до 10 мм
2	2	28	Листовые, с простой кривизной с разделкой кромок, размер - до 2000 и свыше 2000 мм, толщиной свыше 10 мм
3	5	55	Детали из профильного проката, гнутые без вырезов и разделки кромок

Исследуемыми параметрами точности резки листовых и профильных заготовок в соответствии с [2] явились длина и ширина деталей, а параметрами гибки – остаточные зазоры между поверхностью гнутой детали и рабочей кромкой контрольного шаблона.

Результаты обработки статистических данных по точности вырезки и гибки типовых деталей представлены, соответственно, на рис. 1 и 2, а также в табл. 3.

а	б	в
г	д
Рис. 1. Графики отклонений размеров деталей от номинальных в результате операции резки: а, б, в, г, д) детали первой, второй, третьей, четвертой и пятой типовых групп
а	б	в
г	д	е
Рис. 2. Графики отклонений формы деталей от заданной в результате операции гибки: а, в, д) детали первой, второй, третьей типовых групп – замеры по краям; б, г, е) детали первой, второй, третьей типовых групп – замеры в середине

Таблица 3. Результаты обработки статистических данных по точности вырезки и гибки типовых деталей

Операция резки листового и профильного проката
Номер типовой группы	Интервал, мм	δ, мм
1	0,22 – 2,06	0,92
2	0,21 – 2,1	0,94
3	0,38 – 2,18	0,9
4	0,14 – 3,2	1,53
5	2,33 – 6,57	3,18
Операция гибки листового и профильного проката
Номер типовой группы	В середине детали	По краям детали
интервал, мм	δ, мм	интервал, мм	δ, мм
1	0 – 7,54	4,29	0 – 7,15	3,96
2	0 – 9,19	5,22	0 – 8,74	4,89
3	0,24 – 3,32	1,54	0,14 – 2,97	1,58

Сравнение полученных результатов с допускаемыми отклонениями [2] показало, что погрешности гибки деталей всех типовых групп и вырезки деталей пятой типовой группы вышли за пределы допускаемых. Следует отметить также, что погрешности вырезки листовых деталей, не выходя за пределы допускаемых, тем не менее – значительны.

Возможными направлениями повышения точности изготовления деталей являются применение лазерной резки [3], многофункциональных гибочно-правильных станков для ротационно-локальной гибки листовых деталей, станков с ЧПУ для гибки профильного проката и использование современных методов контроля формы гнутых деталей, например, метода инверсных линий [4]. Весьма перспективна технология гибки профильных деталей без использования гибочных припусков [5].

Исследование точности выполнения сборочных работ базировалось на пооперационном обмере четырех днищевых секций с криволинейной формой наружных обводов и близкими конструктивными характеристиками, приведенными в табл. 4.

Таблица 4. Основные конструктивные характеристики секций

Номер секции	Размеры в плане, мм	Толщина листов наружной обшивки, мм	Толщина стенки флора, мм	Толщина стенки стрингера, мм
1	8080х7000	10, 16	7, 8, 10	8, 10
2	10080х7500	8	6, 7, 8	8
3	10670х7750	8	7, 8, 10	8
4	10600х9750	10, 12	7, 8	8

Исследовались две технологические операции – сборка базового полотнища (наружная обшивка) и установка набора на это полотнище. При сборке базовых полотнищ контролировались зазоры между листами полотнищ и рабочими кромками лекал сборочно-сварочных постелей, несходимости в плоскости кромок стыкуемых листов, сварочные зазоры в сопряжениях. Операция установки набора на базовое полотнище исследовалась по следующим характеризующим ее параметрам – зазорам между нижней кромкой набора и полотнищем, отклонениям этой кромки от линии разметки, зазорам между торцевыми кромками разрезного набора и плоскостью неразрезного набора. По обеим исследуемым операциям анализировались значения начальных (до выполнения пригоночных работ) и конечных (после выполнения пригоночных работ) отклонений параметров. В ходе обработки данных замеров по точности обжатия листов базового полотнища к лекалам постели учитывалась кривизна этого полотнища:

-  группа 1 – участки полотнища небольшой кривизны;

-  группа 2 – участки полотнища значительной кривизны.

Также условно были выделены следующие типовые группы параметров точности сборки полотнища:

-  группа 1 – сварочные зазоры по пазам и стыкам;

-  группа 2 – несходимости кромок на участках с небольшой кривизной;

-  группа 3 – несходимости кромок на участках со значительной кривизной обводов полотнища.

Результаты обработки статистических данных по точности выполнения сборочных работ представлены в табл. 5, на рис

Таблица 5. Результаты обработки статистических данных по точности выполнения сборочных работ

Контролируемые параметры	Номер типовой группы, вид набора	Отклонения параметров
Начальные	Конечные
интервал, мм	δ, мм	интервал, мм	δ, мм
1	2	3	4	5	6
Зазоры между наружной обшивкой и оснасткой	Группа 1	0,14 – 7,94	3,9	0 – 3,58	2,00
Группа 2	0,11 – 6,75	3,32	0 – 3,86	1,96
Зазоры по стыку и пазу между листами наружной обшивки	Группа 1	0 – 4,36	2,07	0,21 – 2,97	1,38
Группа 2	0 – 4,72	2,91	0,19 -3,15	1,67
Группа 3	0 – 4,54	2,79	0,19 – 3,03	1,42
Несходимости листов наружной обшивки	Группа 1	0 – 4,46	2,34	0,05 – 1,07	0,51
Группа 2	0,06 – 4,68	2,31	0,31 – 1,15	0,42
Группа 3	0,54 – 5,28	2,37	0,28 – 1,4	0,51
Зазоры между нижней кромкой набора и наружной обшивкой	Продольный набор	0,05 – 1,07	0,51	0, - 1,18	0,54
Поперечный набор	0,22 – 10,6	5,19	0,07 – 2,83	1,38

Продолжение табл. 5

1	2	3	4	5	6
Отклонения нижней кромки набора от линии разметки	Продольный набор	0,96 – 9,66	4,35	0 – 6,4	3,42
Поперечный набор	1,53 – 8,41	3,44	0,54 – 4,98	2,22
Зазоры между торцевыми кромками разрезного набора и плоскостью неразрезного набора	-	0,22 – 7,54	3,66	0-6,22	3,24

а	б
в	г
Рис. 3. График распределения зазоров между базовым полотнищем и лекалами оснастки: а, в) первая и вторая типовые группы – начальные зазоры; б, г) первая и вторая типовые группы – конечные зазоры

а	б	в
г	д	е
Рис. 4. Графики распределения зазоров между листами наружной обшивки: а, в, д) первая, вторая, третья типовые группы – начальные зазоры; в, г, е) первая, вторая, третья типовые группы – конечные зазоры
а	б	в
г	д	е
Рис. 5. Графики несходимости в плоскости кромок стыкуемых листов: а, в, д) первая, вторая, третья типовые группы – начальные зазоры; б, г, е) первая, вторая, третья типовые группы – конечные зазоры

Сравнение полученных результатов с допускаемыми отклонениями [6] показало, что выполнение пригоночных работ требовалось в большинстве случаев. Причем, как видно из табл. 5, начальные несходимости были весьма значительны.

ВЫВОДЫ

1. В результате исследований количественно оценены фактические погрешности изготовления типовых корпусных деталей.

2. Установлены фактические объемы пригоночных работ на секционной сборке.

3. Даны практические рекомендации по возможным направлениям повышения точности изготовления деталей.

4. Для выработки практических рекомендаций по уменьшению объемов пригоночных работ на секционной сборке необходимы специальные исследования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адлерштейн изготовления и монтажа корпусных конструкций судов / , , и др. – Л., 1978. – 256 с.

2. РД 5.9091-80 Корпуса металлических судов. Технология изготовления стальных деталей. – Л., 1981. – 140 с.

3. Горбач использования лазерных технологий в судостроении / , , и др. // Судостроение. – 2000. – № 1. – 49 с.

4. Веселков технологии изготовления гнутых деталей судового набора / , // Судостроение. – 2002. – № 1. – 49 с.

5. Фомичев задачи совершенствования технологии изготовления деталей судового набора из профильного проката / , // Судостроение. – 2009. – № 4. – 66 с.

6. ОСТ 5.9324-89 Комплексная система контроля качества. Корпуса металлических судов. Точность изготовления узлов и секций. Технические требования. Нормы. Методы и средства выполнения проверочных работ. – М., 1989. – 119 с.

INVESTIGATION OF ACCURACY OF DETAIL PRODUCTION AND OF ASSEMBLY WORK PRODUCTION

A. P. Ivanov, D. A. Zharavin, A. A. Tishin, A. S. Petrenko

Accuracy of standard details production and assembly work were investigated. Practical recomendations were done.