Конструктор корабля выдает и передает на стройплощадку рабочие сборочные чертежи корпусных конструкций. Чертежи, необходимые для изготовления корпусных деталей, конструкторами судов не производятся. В спецификациях рабочих сборочных чертежей указывают толщину листовых деталей или размеры поперечного сечения длинных полос, номера профилей комплектующих деталей, размеры простейших резинок, вырезы для пропуска распорок (в альбомах типовые узлы корпусных конструкций).
Однако измерить по указанным чертежам и вставить точные контуры необходимых для производства деталей невозможно из-за больших погрешностей. Это можно сделать только с помощью правдоподобной разбивки.
Контуры и размеры корпусных частей в основном определяются проекцией «корпуса» плазменного пробоя. Проекции «борт» и «полуширина» используются для уточнения размеров стволов, фундаментов и других конструкций, а также для выполнения вспомогательных конструкций.
По способам определения формы и размеров все части тела можно разделить на пять групп:
- Детали, форма и размеры которых полностью заданы рабочим чертежом (прямоугольные листы и кронштейны, фундаментные полки, колонны и т.п.);
- Плоские детали, расположенные в плоскостях шпангоутов или параллельно им, а потому изображенные на «корпусной» проекции без искажений;
- Плоские детали, расположенные вдоль сосуда: а) плоскость детали перпендикулярна ПМШ; б) план разреза наклонен к ПМШ. В первом случае сечение изображают на проекции «корпуса» прямой линией, во втором случае несколькими параллельными прямыми — в местах пересечения частичной плоскости с плоскостями шпангоутов;
- Криволинейные детали, контуры и размеры плоской заготовки которых получены теоретически точными способами размещения на плоскости: а) ломаные детали, т.е состоящие из двух и более плоских участков: б) цилиндрические детали; в) детали конической формы;
- Детали двойной кривизны (в том числе веерообразные), контур и размеры плоской заготовки получают приближенным развертыванием на плоскости, так как теоретически точно такие поверхности не разворачиваются.
Контуры и размеры деталей второй группы определяют непосредственным измерением расстояний между теоретическими линиями с учетом приведенных выше правил расположения толщин листов и профилей по отношению к этим линиям. Таким образом, длина пола, измеренная от корпуса до корпуса, должна быть уменьшена на половину толщины вертикального киля. Помимо контуров деталей по площади определяют также расстояния между вырезами для прохода продольного набора, расположение косых утюгов для сварных швов и т д. По рабочему чертежу выреза размер разрезов для прохождения угловых швов, расположение и размеры разрезов для облегчения разводки, расположение и характер разделки кромок находят под сварку и т д.
Контуры и размеры деталей третьей группы определяются конструкцией. Сначала определяют истинную длину прямых или кривых линий вдоль сосуда, которые называют растяжками (рис. 1). Например, на сечении поверхности корпуса между 23 и 27 шпангоутами показана линия abcde. Дуговые расстояния между точками пересечения указанной линии с кадрами проекции «корпуса» называются ходами и обозначаются буквой П.
Рис. 1 Длина продольной линии
а — проекция продольной линии;
б — растянуть линию
Для построения растяжки проводится горизонтальная базовая линия, на ней откладывается необходимое количество расстояний, учитывая, что величина расстояний данной части корпуса всегда известна. На базовой линии отмечаются кадры и восстанавливаются перпендикуляры от точек кадра к ней. На перпендикулярные балки укладывают отрезки, равные размеру хода П1-П4.
В случае с квадратными конструкциями принято измерять ход мерным (растянутая линия прямая) или гибким (растянутая линия и, следовательно, ход кривым) планками или гибкой металлической линейкой. Гибкую рейку или линейку, имеющую отмеченные на них точки а, б, в, г, е, выпрямляют и переносят необходимые отрезки на соответствующий перпендикуляр. Точки на перпендикулярах соединяются прямой или даже кривой линией (рис. 1, б), которая образует растяжку или, другими словами, истинную длину линии. Теоретическое расстояние обозначается W, а соответствующие расстояния называются растянутыми расстояниями — RSH.
Для определения растяжек можно использовать формулу:
РШi=Ш2+Пi2
Измерив прогресс, определяют длину растяжки на заданном расстоянии. Для каждого расстояния составляется таблица RSH = ƒ(P).
Рис. 2 Определите форму и размеры нижней струны
Рассмотрим определение обводов и размеров плоского стрингера между шпангоутами 6 и 9, проекция которого показана на рис. 2. Обычно стыки деталей отстоят от теоретической линии шпангоута на 1/4 длины дистанции, но для упрощения построений будем считать, что стыки стрингера совпадают с плоскостями шпангоутов. Согласно рис. 2, а стрингер перпендикулярен PMS и, следовательно, входит в группу 3а.
Для определения истинной длины стрингера пересекаем стрингер в произвольной точке с линией фронта — вспомогательной линией, перпендикулярной стрингеру. В этом случае линия ствола является пересечением двух плоскостей, а значит, будет прямой по развёртке стрингера.
Определение истинной длины стрингера проводят в следующей последовательности:
- Прочерчивается горизонтальная базовая линия, на которой ставятся пробелы (обычно справа налево) — сверлильная растяжка;
- В точках шпангоутов восстанавливают перпендикуляры к базовой линии;
- Отложите расстояния от сверла до верхней Ɩvi и нижней Ɩvi кромки стрингера для каждой шпангоута. Полученные точки соединяются прямыми или плавными кривыми линиями.
Рис. 3 Эвакуация выброшенного листа
а — без учета закругления линий перелома;
б — истинная форма изгиба листа
Для наклонного к ПМШ стрингера (деталь группы 36) конструкция аналогична, но сначала необходимо построить линию сверления, и провести линии шпангоутов друг от друга на расстояниях, равных РШ (рис. 2), б). Линия ствола в этом случае тоже прямая, так как Pi = const, как показано на разбивке.
Для деталей, отнесенных к группам 4 и 5, определяются и вычерчиваются размеры и контуры не самих деталей, а их плоских заготовок, необходимых для последующей гибки до требуемой пространственной формы.
Контуры и размеры плоских заготовок деталей четвертой группы определяют путем построения их развертки на плоскости. Развертка детали с ломаным коробчатым килем (группа 4а) показана на рис. 3. Ломаная линия на схеме соответствует прямой линии АВ. Когда вы сгибаете наклонную часть коробки до тех пор, пока она не выровняется с OP, точки отслеживания перемещаются в плоскости, перпендикулярной линии разрыва.
Проведите штриховые линии через точки пути, перпендикулярные линии разрыва, и отложив на них длину шпангоутов от соответствующих точек на линии разрыва, например, от точек А’ и В’ до точек пути С’ и D’, получаем контур стреловидности килевой коробки — EAB ‘D-polygon’ BJ. При этом не учитывалось, что в процессе гибки заготовки горизонтальная часть коробки превращается в наклонную не под углом, а по цилиндрической поверхности (рис. 3, б), и толщина листа не учитывалась.
Длина изогнутой части по нейтральному слою составит:
Ɩ = (R+s/2)φ.
Для описанного выше метода длина пунктирных линий:
Ɩ1 = 2Rtg (φ/2)
Ошибка:
∆Ɩ=Ɩ1 – Ɩ2=2R tg(φ/2)-(R + s/2)φ = ƒ (R, s, φ)
В наиболее общем случае, когда R = 2 с и φ = π/2, ∆Ɩ = 0,07 с. Такой ошибкой можно пренебречь. Но если R≥10 с, то погрешность ≥3,5 с и ее необходимо учитывать.
Построить на наружной обшивке развитие усеченной цилиндрической мушки в виде скулового листка, показанное на рис. 4, разворачивается на плоскость, освобождая дуги шпангоутов вокруг образующей АВ, вытянутой с учетом хода Р, в прямую А’В’. Протяженность краев паза детали определяется линией V’D'(G’E’). Отрезок t характеризует отмирание листа. Поскольку деталь представляет собой часть усеченного цилиндра, поперечные края развертки будут искривлены.
Рис. 4 Эвакуация цилиндрического листа наружной обшивки
П — прогресс;
m — высота арки над поясом;
у — мертвая стрела листа
Длина дуг шпангоутов на развёртке равна длине дуг шпангоутов на проекции «корпус»: АГ = А»Г» и т д. После скругления дуг шпангоутов на развёртке выступающие «тела» с помощью гибкой рейки или гибкой металлической линейки отметьте на них расположение центра и обведите дуговые точки каждой рамы. Совместив точку А, отмеченную на рейке, с точкой А» на развертке и изогнув переднюю часть до совпадения крайних (канавки) точек С и D, отмеченных на ней, со штриховыми линиями, перпендикулярными к образующей А»В» , найти точки трека сканирования C » и G». Они соединены плавной изогнутой линией. Точно так же находятся точки D» и E». Соединив точки B» и D», G» и E» прямыми линиями, получим контур развертки. Между стрелкой дуги центрального шпангоута на развертке и его мертвой стрелкой (тп) на «корпусной» проекции, исходя из подобия заштрихованных треугольников, существует зависимость:
г/м = F/RSH
Где:
у=мП/РШ=мП/Ш2+П2
Эта зависимость используется для расчета стрелы изгиба миделя при проектировании развертки листов двойной кривизны. Участок пластины на двух расстояниях, примыкающий к центральному шпангоуту, считается цилиндрической поверхностью, а так как грани слева и справа от центрального шпангоута имеют разные размеры, то P1 и P2 принимают
у=т(П1+П2)4Ш2+(П1+П2)2
Детали пятой группы, которые необходимо сгибать как в поперечном, так и в продольном направлениях, называются деталями двойной кривизны. Как уже говорилось, методы построения их разверток приблизительны.
При истинном изгибе листа одни металлические волокна растягиваются, а другие сжимаются. Большинство пластин имеют небольшой прогиб, поэтому деформациями металла можно пренебречь. Если кривизна листов значительна, в геометрически построенную развертку вносят коррективы с учетом величины деформаций. Их значения можно предварительно рассчитать.
Развертывание деталей двойной кривизны часто выполняется с использованием геодезической линии в качестве линии фронта, которая на криволинейной поверхности является кратчайшим расстоянием между двумя точками. Проволока, натянутая на выпуклую поверхность, занимает положение геодезической линии. При разработке поверхности проведенная на ней геодезическая линия вытягивается в прямую.
Развертывание, показанное на рис. 5 листов двойной кривизны начинают с построения проекции геодезической линии. К среднему 21 шпангоуту детали, параллельно хорде, соединяющей точки пути, проводят касательную и находят точку контакта (при четном числе шпангоутов в качестве среднего можно выбрать один из двух средних шпангоутов) . В точке касания нормаль восстанавливается до касательной, пересекающей все рамки детали. Затем рассчитываются расстояния до точек проекции геодезической линии ∆i от проведенной нормали.
Рис. 5 Проведите геодезическую линию на разбивке
Во-первых, изображение слева от точки касания
(i=1) ∆1 = 0
И для следующего:
- ∆2 = (P1 – P2)φ1;
- ∆З = 2(P1 – P2)φ1 + (P2 – P3)φ2;
- ∆4 – 3(P1 – P2)φ1 + 2(P2 – P3)φ2 + (P3 – P4)φ3;
- ∆4 = 4(P1 – P2)φ1 + 3(P2 – P3)φ2 + 2(P3 – P4)φ3 + (P4 – P5)φ4.
В целом:
∆i = (i — 1)(P1 — P2)φ1 + (i — 2)(P2 — P3)φ2 +… + 2(Pi — 2 — Pi — 1)φi — 2 + (Pi-1 — Пи) φи — 1
Где:
- P1, P2,…, Pi — опережение на первом, втором, i-м расстоянии от центра шпангоута, измеренное по нормали, мм;
- φi — угол между нормалью среднего кадра и нормалью i-го кадра, восстанавливаемый на пересечении с первой нормалью, рад;
- Углы φi измеряют транспортиром, градуированным в радианах, или рассчитывают, как показано на диаграмме на рис. 6, согласно измеренному радиусу R и длине дуги Ɩi: φ = Ɩi/R.
Рис. 6. Определить значение угла φi
Полученные значения ∆i – могут быть нанесены вверх или вниз от нормали, в зависимости от изменения, происходящего вдали от центральной рамки. Если импульс увеличивается по нормали от среднего кадра, ∆i отклоняется от нормали в сторону, где импульс между кадрами меньше, и наоборот. Если изменение хода по нормали и углы ∆i малы, то отклонения в проекции геодезической линии от нормали пренебрежимо малы и за геодезическую можно принять нормаль к центральной системе координат.
Для построения развертки в соответствии с рис. 7, предварительно необходимо рассчитать стрелу уступа на средней раме выработки, построить растяжки геодезической линии, а также верхнюю и нижнюю трассы, измерить длины дуг шпангоутов от проекции геодезическую линию кадра к точкам разделения.
Построение развертки начинают с пробивки прямой базовой линии, после чего откладывают участок геодезической линии в точках 17,…,26. Засечки выполняются с радиусами, равными растянутым длинам верхней и нижней дуг центральной рамки от геодезической линии до точек разделения, через точку 21 проводится перпендикуляр к геодезической линии, из которой отсчитывается расчетное значение стрелки дуга рамки (y) нанесена на засечки. Его отводят так, чтобы изгиб гусеницы центрального шпангоута выработки был направлен в ту же сторону (вперед или назад), что и изгиб шпангоута на «корпусной» проекции».
Рис. 7 Разматывание внешнего листа для шитья
Через полученные точки разреза и точку 21 на геодезической линии проводят плавную кривую — след центрального шпангоута строящейся развертки. Затем из точек рамок, нанесенных на продолжение геодезической линии с радиусами, равными длинам дуг каждой рамки от продолжения геодезической линии до точек разделения, делаются засечки. Натяжная планка нижней гусеницы уложена так, чтобы риск на ней для средней рамы совпадал с точкой гусеницы на спуске.
Точки следа других рамок будут получены путем пересечения соответствующих меток на натяжной рейке с засечками указанных радиусов. Таким же образом строится верхняя дорожка. Через три точки: верхнюю трассу, на продолжении геодезической линии, нижнюю трассу, проследить каждый кадр по развертке.
Правильность построения развертки проверяют диагоналями. На развертке проводят диагонали D1 и D2 и измеряют длину. Затем длины дуг дорожек шпангоутов переносят из точек пересечения диагоналей и шпангоутов с рельсом на проекцию листа, где диагонали будут криволинейны (см рис. 6). После построения по этой растяжке диагоналей полученные длины сравнивают с измеренными разверткой. При правильном построении развертки они должны совпадать или расходиться на величину, не превышающую 2 мм.
Контур и размеры геометрически построенной развертки корректируют с учетом расчетной величины деформации металла при изгибе, исходя из формы изгиба детали. Схема регулировки показана на рис. 8:
- Если деталь имеет парусообразную форму (рис. 8, а), то края заготовки при изгибе укорачиваются, а ее средняя часть растягивается;
- Для седловидной детали (рис. 8.6) края заготовки при изгибе растягиваются, а средняя часть укорачивается.
Рис. 8 Форма для подгонки размеров геометрической формы заготовки
а — парусообразная деталь;
б — деталь седловидной формы;
1 — геометрический контур заготовки;
2 — скорректированный контур заготовки
Абсолютное значение полных деформаций определяется по эмпирической формуле:
∆ = (Hh/L)η
Где:
- H стрелка (наименьшая) продольного изгиба детали, мм;
- h — стрела поперечного изгиба детали на средней раме, мм;
- L — длина детали, мм;
- η — безразмерный коэффициент, полученный экспериментально, определяемый из графика, представленного на рис. 9 в зависимости от соотношения длины L и ширины B детали.
Значения h и L находятся из плазменного пробоя:
- ч — прямое измерение;
- L — по продолжению геодезической линии;
- Для определения Н используется специальная конструкция, показанная на рис. 10.
К крайним шпангоутам развернутого листа проводят касательные, параллельные хорде среднего шпангоута, и находят точки контакта «а» и «б». Проводится прямая «ab», она делится на отрезки «av» и «wb», пропорциональные отношению сумм расстояний до и после центральной рамки. Через полученную точку «с» проводится прямая, параллельная хорде центральной рамы, до пересечения в точке «g» с нормалью к ней. Отрезок Og можно считать равным H.
Рис. 9 Зависимость коэффициента η от соотношения между длиной L и шириной B детали
Коррекция проявки заключается в изменении длины краев и центра листа:
- Для парусообразных деталей удлините края заготовки с канавками на (1/3)∆ и уменьшите длину в центральной части на (1/6)∆ с каждой стороны заготовки;
- Для деталей седловидной формы края прорези заготовки должны быть укорочены на (1/4)∆, а длина в центральной части должна быть увеличена на (1/4)∆ с каждой стороны заготовки.
Рис. 10 Определение стрелки минимального продольного прогиба листа
Изменение поперечного размера невелико и обычно им пренебрегают. Опытным путем установлено, что форму заготовки обычных размеров (длиной 6-8 м) следует корректировать только в том случае, если произведение стрелок продольной и поперечной камер превышает 2000 мм2.
Следует помнить, что формула определения ∆ и подход к исправлению формы заготовки приблизительны, поэтому на практике при сложной форме деталей заготовку вырезают с припуском. После гибки заготовки деталь контурируют, уточняя ее размеры по шаблонам или каркасу. Излишки металла удаляются вручную методом термической резки. В этих случаях, определив величину деформаций ∆, можно правильно назначить величину припусков.
