Плазовые работы в судостроении (стр. 3 из 4)
y = mП = mП (3.1)
Р Ш2 + П2
Эта формула используется для расчета стрелки выгиба среднего шпангоута при построении разверток листов двоякой кривизны. Участок листа в двух смежных относительно среднего шпангоута шпациях заменяют цилиндрической поверхностью. Но прогрессы слева и справа от среднего шпангоута имеют разную величину, например, П1 и П2, поэтому принимают
y = m (П1 + П2) (3.2)
4Ш2 +(П1 + П2)2
Форму и размеры плоских заготовок деталей пятой группы определяют приближенными методами, так как поверхности двоякой кривизны не могут быть развернуты на плоскость геометрически точными способами. Для придания плоской заготовке формы детали двоякой кривизны заготовку гнут. При этом одни волокна приходится растягивать, а другие сжимать. Однако кривизна деталей корпуса невелика, поэтому часто этими деформациям можно пренебречь. Только при значительной кривизне детали необходимо геометрическую развертку корректировать, исходя из ожидаемой величины пластических деформаций гибки.
Плазовое обеспечение корпусных работ
Кроме плазовой разбивки и определения формы и размеров всех деталей корпуса, т.е. деталировки корпусных конструкций с вычерчиванием эскизов деталей и составлением таблиц размеров, к плазовым относят работы, выполняемые для обеспечения работ корпусных цехов (рис. 1)
Копир-чертежи вычерчивают тушью в масштабе 1:10 на матовой стороне плотной бумаги, наклеенной на стеклянную пластину толщиной 5-6 мм, благодаря чему размеры копира остаются неизменными даже при длительном хранении. Толщина линий контуров деталей зависти от конструкции системы слежения копир-чертежа за кромкой контурной линии и колеблется от 0,3 до 1 мм. Допускаемая погрешность размеров вычерченных деталей для кромок, сопрягаемых при сборке с другими деталями, принята 0,1 мм, для свободных кромок – 0,2 мм, для кромок с припусками и вырезов облегчения – 0,3 мм. Контуры деталей предварительно вычерчивают на плазовом дюралюминиевом щите тонкими карандашными линиями, затем отдельные точки контура перекладывают на прозрачную пленку – астролон, а с нее на копир- чертеж. По точкам-наколкам вычерчивают контур детали. Детали вычерчивают и непосредственно на копир-чертеже по эскизам.
Шаблоны, каркасы и макеты изготовляют из высушенных сосновых досок и березовой фанеры на участке плаза, оборудованном станками по обработке дерева.
По назначению шаблоны подразделяют на разметочные, гибочные, контуровочные и проверочные.
Шаблоны для разметки контуров деталей целесообразно применять, если нужно разметить большую партию одинаковых деталей, например, книц. Шаблон изготавливают из фанеры, досок или дюралюминия. Контур деталей получают на металле, очерчивая контур шаблона чертилкой.
Рис.1. Плазовое обеспечение корпусных цехов.
Гибочные шаблоны – поперечные и продольные – служат для проверки формы изогнутой детали в процессе гибки ее заготовки. Шаблоны прикладывают к заранее размеченным на заготовке линиям и по прилеганию к поверхности изгибаемой заготовки судят о соответствии ее формы требуемой.
Шаблон для контуровки прикладывают к детали или к конструкции, кромку которой следует обработать начисто, и очерчивают чертилкой для разметки линии припуска, подлежащего удалению ручной тепловой резкой.
Для проверки поперечной формы изгибаемой заготовки контур гибочного шаблона снимается с плаза без каких-либо построений, так как рабочая кромка шаблона повторяет обвод шпангоута. Однако при масштабной разбивке непосредственный перенос линий на шаблоны в натуральную величину невозможен. Для этого необходимо контур из М 1:10 или 1:5 перевести в масштаб 1:1. Контур копируют с масштабной разбивки на прозрачную пленку, которую фотографируют на стеклянную пластинку. Негатив с помощью проектора проектируют в натуральную величину на доску или фанеру. Затем по прижатой вдоль световой линии гибкой рейке карандашом вычерчивают контур рабочей кромки шаблона, по которому ленточной пилой опиливают кромки. Контур можно вычертить в натуральную величину и по точкам, координаты которых сняты с масштабного плаза в форме таблицы с эскизом. Длина хорды 1094 мм.
Для контроля продольной формы изгибаемой заготовки изготовляют продольный шаблон. Контур рабочей кромки продольного шаблона получают специальным построением . Шаблон должен прикладываться листу в серединах крайних шпангоутов нормально к поверхности в середине листа.
Для проверки в процессе гибки формы наиболее сложных криволинейных листовых деталей и для разметки контура этих деталей после гибки их заготовок применяют каркасы. Их собирают из отдельных деревянных поперечных шаблонов, скрепленных между собой продольными рейками. Рабочая поверхность каркаса образуется как поперечными шаблонами, так и продольными рейками-расшивинами, врезанными в шаблонами заподлицо с их лекальной кромкой. Если плоскость основания каркаса (базовая плоскость) перпендикулярна к ПМШ, то для его изготовления нужно расставить поперечные шаблоны на расстоянии шпации друг от друга и в таком положении закрепить их. Для уменьшения высоты каркасов чаще изготовляют так называемые усеченные каркасы, базовая плоскость которых не перпендикулярна ПМШ и выбирается так, чтобы высота поперечных шаблонов оказалась примерно одинаковой.
Для сборочно-сварочного цеха плазово- разметочное бюро (плаз) разрабатывает эскизы для проверки размеров секций, разметки мест установки набора, вырезов и деталей насыщения, а также эскизы, шаблоны и таблицы для контуровки секций. Кроме того, плаз разрабатывает шаблоны или эскизы с таблицами для изготовления лекал специальных сборочных постелей и настройки стоек универсальных постелей, а также малки. Малкой называется отличный от прямого угол между набором и поверхностью полотнища, на которое он устанавливается. Малки передаются в виде таблиц или в виде фанерных шаблонов.
Для сборки корпуса судна на стапеле плаз разрабатывает эскизы и таблицы, характеризующие форму деревянных подушек опорных устройств, расположение устанавливаемых секций относительно базовых плоскостей судна, эскизы и шаблоны для проверки обводов корпуса судна и нанесения марок углубления, а также данные для разметки и проверки положения оси валопровода, для установки фундаментов и т. п., т.е. выдает все данные, необходимые для выполнения разметочных и проверочных работ при изготовлении корпусных конструкций и сборке корпуса судна.
Математические модели формы корпуса, аналитическое согласование и сглаживание его обводов
С появлением компьютеров и развитием науки и техники, резко снизивших трудоемкость вычислительных процессов и повысивших точность вычислений, стали разрабатываться и широко внедряться в практику проектирования формы корпуса аналитические методы. Имеется множество методов аналитического описания линий и поверхностей теоретического чертежа, позволяющих задавать их в виде уравнений, совокупность которых представляет математическую модель
Формы корпуса в САПР судов обводы корпуса генерируются на основе заданных проектных характеристик судна.
Если на стадии проектирования судна поверхность его корпуса задана математическими уравнениями, то необходимость в согласовании и сглаживании отпадает. Однако в практике проектирования форму корпуса задают в виде теоретического чертежа и совокупности ординат точек формообразующих линий, заданных в таблицах. Совокупность координат этих точек представляет собой цифровую модель формы корпуса. Координаты точек поверхности корпуса содержат погрешности, поэтому для обеспечения требуемой точности плазовой разбивки необходимо согласовать и сгладить обводы корпуса на всех трех ее проекциях.
Для замены трудоемких графических операций согласования и сглаживания обводов корпуса разработаны и внедрены в практику судостроения графоаналитические методы, позволяющие использовать вычислительную технику.
Автоматизированные системы плазовых работ
В настоящее время плазовые работы в основном автоматизированы. В отечественном и зарубежном судостроении разработаны и применяются системы автоматизированного проектирования судов (САПР), в составе которых имеются подсистемы, решающие плазовые задачи математическими методами на основе математических моделей формы и конструкции корпуса судна. Подсистемы содержат так называемые модули, каждый из которых решает определенную задачу.
В отечественном судостроении известны подсистемы АТОПС (автоматизированное технологическое обеспечение постройки судов), СИБОС (система безплазового обеспечения постройки судов), ПЛАТЕР (плазово-технические расчеты) и другие. Все системы и подсистемы решают идентичные задачи и выдают аналогичные результаты. Они различаются в основном используемым математическим аппаратом.
Принципиальная структура модулей автоматизированной подсистемы плазовых работ, присущая большинству существующих САПР судов, содержит:
- банк исходных данных (исходной информации);
- математическую модель (система математических уравнений, описывающих геометрию корпуса);
- математический метод (алгоритм) решения задачи;
- программы решения задачи;
- расчеты, выполняемые компьютером для решения задачи;
- результаты решения;
- графические и текстовые представления результатов решения, выполняемые чертежными машинами и печатающими устройствами.
Модулями подсистемы плазовых работ рассчитываются и вычерчиваются:
теоретическая форма корпуса (генерируется его теоретические обводы и вычерчивается теоретический чертеж;
положение теоретических линий пазов, стыков наружной обшивки, поперечного продольного набора (генерируются теоретические линии и вычерчивается практический корпус);