27000DWT散货船生产设计艏部区域毕业设计说明书.docx

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27000DWT散货船生产设计艏部区域毕业设计说明书

武汉理工大学

毕业设计（论文）

27000t散货船船体生产设计（艏部区域）

学院（系）：

交通学院

专业班级：

船舶与海洋工程0502班

学生姓名：

xxxxx

指导教师：

xxxxx

本科生毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目:

27000t散货船船体生产设计（艏部区域）

设计（论文）主要内容：

对27000吨散货船进行船体生产设计，完成：

（1）总体部分：

主船体生产设计

（2）独立部分：

船首区分段生产设计

要求：

（1）承造厂为长江轮总青山船厂。

本船在该厂6号船台上建造，年产4艘。

（2）板材规格：

8～22mm，1800×8000mm,1600×6000mm，

1800×6000mm,1600×8000mm，2000×10000mm,

要求完成的主要任务:

1．毕业设计任务分析，完成相关资料检索和翻译，撰写开题报告；

2．编写毕业设计报告书一份（不少于1万字）；

3．绘制主船体外板展开图

4．编制主船体分段重量计算书

5．绘制主船体分段划分及余量布置图

6．绘制主船体分段船台安装定位线图

7．编制主船体分段船台安装工时计算书

8．绘制主船体分段船台安装程序图

9．编制主船体分段船台安装进度表

10.绘制主船体指定分段生产设计图表

11.中、外相关文献检索不少于12篇（其中外文文献不少于2篇），并完成文献阅读报告，完成外文资料翻译1篇（不少于2万印刷符）。

12.学校规定的其它工作。

必读参考资料

1.27000DWT散货船船船体结构设计图、总布置设计图及船体说明书等；

2.徐兆康等.船舶建造工艺学.

3.黄浩.船体工艺手册.

4.吴俊逸等.金属船体制图.

5.杨永祥等.船体制图.

6.吴仁元.船体结构

7.中国造船、船舶工程、造船技术、国外舰船工程、Journalofshipproduction、Internationalshipbuildingprogress、MarineTechnology等国内外刊物。

指导教师签名：

系主任签名：

院长签名（章）____________

武汉理工大学

本科生毕业设计（论文）开题报告

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

散货船自２０世纪５０年代中期出现以来。

总体上保持着强劲的增长势头。

在国际航运业中，散货船运输占货物运输的３０％以上。

由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军。

随着世界经济的发展，散货船运输仍将保持较高的增长势头。

通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性、多用途化、使用年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面。

按载重量大小可将散货船分为五种代表船型，ＲＰ２万～３．５万吨小灵便型、３５万～５万吨大灵便型、６万～８万吨巴拿马型、１０万～１８万吨好望角型和２０万吨以上超大型散货船。

灵便型散货船原指载重量为２万～４万吨的较小型散货船，此型船吃水浅，能进出世界众多港口，具有灵便、通用的特点随着航运和造船业的发展，灵便型散货船也得到了进一步的发展，演变出载重量更大的３.５万载重吨以上大灵便型散货船，而把３.５万载重吨以下称之为小灵便型散货船。

造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。

推行造船生产设计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。

船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。

生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。

造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。

所以生产设计是十分重要的。

本船为27000DWT钢质单甲板、单桨、柴油机推进的双舷侧散货船，为小灵便型散货船，航行于无限航区，主要装运矿砂、钢材、谷物和煤炭等货物。

承造厂为长江轮总青山船厂。

本船在该厂6号船台上建造，年产4艘。

2、基本内容和技术方案

对27000吨散货船进行船体生产设计，完成：

（1）总体部分：

主船体生产设计

（2）独立部分：

分段生产设计

主要任务：

1.绘制主船体外板展开图

2.编制主船体分段重量计算书

3.绘制主船体分段划分及余量布置图

4.绘制主船体分段船台安装定位线图

5.编制主船体分段船台安装工时计算书

6.绘制主船体分段船台安装程序图

7.编制主船体分段船台安装进度表

8.绘制主船体制定分段生产设计图表

技术方案：

本船采用塔式建造法，由生产设计提供分段划分、分段建造、船台安装和工时安排的方案。

3、进度安排

周次

日程

工作内容

要求

1

2.16～2.22

前期准备工作（分析、理解设计任务；确定专题调查的题目和内容；资料检索及撰写文献阅读报告；外文资料翻译等）

（1）明确设计任务和要求，完成资料检索及文献阅读报告，外文资料初译，选作翻译的外文资料需经指导老师认可。

（2）3.15提交结果

2～4

2.23～3.15

1.主船体结构理论重量估算

2.绘制外板展开图

3.15提交结果

5～6

3.16～3.29

1.设计、论证主船体总体建造方案

2.设计、论证主船体全船分段划分方案

3.主船体分段船台安装定位设计

4.绘制分段划分图

3.29提交结果

6～8

3.30～4.12

1.主船体分段船台安装工时计算

2.主船体分段船台安装进度日程设计

3.装配长度统计

4.主船体分段船台安装顺序设计

5.绘制相关图纸

4.12提交结果

9～12

4.13～5.10

1.船体分段设计

2.绘制相关图纸

5.10提交结果

13～15

5.11～5.31

编写毕业设计说明书，并与调查报告一起汇总成正式设计报告书

5.31提交报告书

16～

6.1～

答辩前准备工作及答辩

4、指导教师意见

指导教师签名：

年月日

注：

1．开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成。

2．“设计的目的及意义”至少800字，“基本内容和技术方案”至少400字。

进度安排应尽可能详细。

3．指导教师意见：

学生的调研是否充分？

基本内容和技术方案是否已明确？

是否已经具备开始设计（论文）的条件？

能否达到预期的目标？

是否同意进入设计（论文）阶段。

摘要

本文概述了27000吨散货船主船体生产设计。

结合船舶生产设计的指导思想和产品特点以及承造厂生产条件，提出了建造27000吨散货船主船体的一套方案。

内容包括主船体理论重量计算、分段划分方案、典型分段建造方案、船台装焊工艺。

重点论述了分段划分方案的依据和可行性。

关键词：

散货船生产设计分段划分方案

Abstract

Thisarticleprovidesanoverviewofthehullproductiondesignofthe27000DWTbulkcargo.Combinedwiththeguidingideologyofproductionandproductcharacteristicsandproductionconditionsofthecontractor,itadvancestheconstructionofthehullof27,000DWTbulkcargo,includingtheacademicweightofthemainhull,theprojectofsubsections,theprojectofconstructionoftypicalsubsection.arcsandcraftsoftheassemblyandweldingonslipway,focusingonthebasisandfeasibilityoftheprojectofsubsections.

Keyword:

bulkcargo,productiondesign,theprojectofsubsections

绪论

造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。

推行造船生产设计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。

船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。

生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。

造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。

所以生产设计是十分重要的。

本文的第一章介绍了产品的特点和承造厂的生产条件，第二章概括了本设计的指导思想，第三章论述了本船的建造方案，第四章说明了本船的分段划分方案，重点论述了船体分段划分方案的可行性，第五张说明了典型分段——UD5甲板分段的建造方法，第六章说明了船台装焊工艺。

1

产品和承造厂生产条件概述

1.1产品概述

1.1.1本船概貌

本船为钢质单甲板、单桨、柴油机推进的双舷侧散货船。

本船有球形船首、倾斜首柱、方尾和半平衡悬挂舵。

本船设首楼、尾楼。

机舱、起居处所和驾驶室均布置在尾部。

本船主要装运矿砂、钢材、谷物和煤炭等货物。

本船设有7道水密横舱壁。

用于分隔为4个货舱，首尾尖舱和机舱。

货舱区域为双壳和双层底结构及底边舱，其中NO.3货舱双层底内布置燃料油舱。

机舱区域设置双层底，内底板水平伸向两舷，双层底内布置有轻柴油舱、主机滑油循环舱、燃油溢油舱、燃油油渣舱、空舱、舱底水舱、污燃油舱和污水井等。

本船结构采用混合构架形式，货舱区双舷侧、顶边舱和部分底边舱、货舱区双层底为纵骨架式结构。

其他区域均采用横骨架式结构。

在机舱口内设有逃口，直通上甲板。

机舱平台设有各种日用油舱等。

首尖舱兼作压载水舱。

尾尖舱为压载水舱。

1.1.2主尺度

总长…………………………169.37m

垂线间长…………………………159.8m

型宽…………………………25.0m

型深…………………………14.3m

设计吃水…………………………10.2m

1.1.3载重量

载重量…………………………27000t

1.1.4甲板梁拱

上甲板…………………………0.40m

首楼甲板和尾楼甲板………………0.30m

艇甲板、驾驶甲板、罗经甲板…………0.15m

其他甲板…………………………0.0m

1.1.5肋骨间距

尾至FR.10………………………600mm

FR.10至FR.206……………………750mm

FR.206至首………………………600mm

1.1.6双层底高度

货舱区域………………………1350mm

机舱区域………………………1750mm

1.1.7干舷

本船干舷符合1966年国际载重线公约对“B”型船的要求。

对于干舷标志可用6mm厚的钢板切割成形后并按载重线标志图进行定位。

1.1.8外板

船底板和船侧板均为纵横焊缝连接。

外板厚度按规范要求选定；且将此厚度自船舯向首尾两端逐渐过渡（在船舯0.5L区域内保持不变）。

球鼻首处的外板，按规范要求加强。

在首部锚链筒端部及锚和锚链可能撞击到的船壳外板处均予以增厚。

与尾柱连接的外板也予以增厚，增厚的尺寸均满足规范的要求。

外板上的开口，如海水门等，必须有足够大和光顺的圆角，并按规范要求作适当的局部加强。

1.1.9甲板板

甲板板以纵横焊缝相互连接、

上甲板厚度按规范的要求选定，且将此厚度自船舯向首尾两端逐渐过渡（在船舯0.5L区域内保持不变）。

货舱开口角隅为符合规范要求的抛物线形，机舱开口为圆弧形（设加厚板）。

1.1.10底部结构

货舱双层底为纵骨架式结构，并按规范要求的间距设置纵桁和实肋板。

机舱为横骨架式结构，每档设置实肋板；根据需要在主机下方增设旁桁材，主机座桁材为坚实结构。

1.1.11舷侧结构

货舱舷侧为纵骨架式结构，纵骨为球扁钢。

1.1.12上甲板结构

货舱区域上甲板开口线外为纵骨架式结构，并按规范要求的间距设置强横梁。

机舱、首尾部甲板为横骨架式结构，并按规范要求的间距设置纵桁。

1.2承造厂生产条件概述

1.2.1公司简介

中国长江航运集团青山船厂是中国长江航运集团的骨干造船企业，国家大二类企业，工厂始建于1949年，位于九省通衢的武汉市，占地面积100万平方米，生产建筑面积14.1万平方米，码头岸线2200米，共有泊试工作码头9座；万吨级水平船台10座，下水斜船架17座，总举力达8500吨；高架吊车8台，最大单台起重能力60吨，联合最大起重能力为120吨；全厂设备总台数达1100台套；可同时建造多艘5000吨级至5万吨级船舶。

工厂现有职工3800多人，拥有各类高中级工程技术和管理人员1000余人。

经过半个世纪的艰苦创业，锐意开拓，使青山船厂成为目前我国内河最大的船舶生产基地。

青山船厂致力于科技进步，成套引进日本钢材预处理流水线，广泛采用微机放样，数控切割，二次喷涂，全位置自动焊等新技术，新工艺，并积极推行生产设计、分段预装、区域造船、壳-舾-涂一体化等先进的生产管理模式，使企业迈上了新台阶，现具有设计、制造载重量3万吨以下的货轮、集装箱、油轮、化学品船、液化汽船和各类客轮、工程船、大型浮坞、大功率推轮、沥青船、散装水泥船、滚装船的综合能力，出口船舶分别通过英国LR、德国GL、美国ABS、挪威DNV等船级社检验入级，企业通过了ISO9001质量体系认证。

1995年以来批量建造了818TEU、660TEU、502TEU集装箱船以及6750吨多用途集装箱船，成功开发了2000立方米LPG运输船、2000吨乙二醇（不锈钢罐体）运输船、2.5万吨级全潜式重大件特种运输船和5000吨级散装水泥船，该船和3750吨全环保型电力推进成品油轮在国际市场获得好评，产生了良好的品牌效应；青山船厂被世界著名的克拉克航运咨询公司评为2005年全球20大化学品船建造厂，排名世界第15位。

青山船厂坚持“一主两翼”的发展方针，在搞好造船主体的同时，不断加大修船和非船产品的开发，使之成为企业支柱产业，先后生产了柴油机配件、甲板和起重机械、压力容器、ZP舵桨、等离子数控切割机，并承接了高层建筑钢结构、桥梁围堰、水上乐园、人行天桥等市政工程项目、大大拓宽了承造厂的生产经营范围。

2005年青山船厂在紧邻的运河内建设蓄水坝和舾装码头，蓄水坝长150m，坝高19.5m，闸口宽60m，两座舾装码头长约380m左右，工程投资总概算为1，259亿元，主体工程于2007年完工投产，从根本上解决了制约企业发展瓶颈的问题，可实现船舶的常年下水，年造船生产能力将有目前的16万吨综合提升到30万综合吨，年产值将达30亿元，出口将达到2-3亿美元，成为湖北省区域经济发展的重要力量之一。

1.2.2生产背景

1）建造艘数：

年产量4艘

2）建造船台：

6号露天船台，该船台尺度为400m×22m，承载能力50000吨：

设有15吨高架吊1台，300t龙门吊2台，100吨和150吨液压船台小车各一台

3）分段建造区：

船体分段在露天建造区建造；设有10t龙门吊16台，120t龙门吊2台。

4）下水方式：

梳式滑道横向牵引式下水。

5）下水期：

每年5-10月。

6）建造材质：

船体结构用钢板和型材为B级钢；主机座面板为E级钢，腹板为D级钢；其余均为A级钢。

7）板材规格：

δ=8～22mm

1800×8000mm

1600×6000mm

1800×6000mm

1600×8000mm

2000×10000mm

8）其余无特殊限制.

2

设计指导思想

造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。

推行造船生产设计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。

船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。

生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。

造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。

通过生产设计，由于实现了设计、工艺和管理的纵向统一，便于组织生产和管理，缩短了准备周期，减少了重复劳动，提高了工作质量；通过生产设计，使工艺指令和数据完整体现在图表上，改变了过去管理人员按各自经验、凭直观现场指挥生产的管理方法，有利于实行科学管理；通过生产设计，有利于对产品进度、质量要求和安全生产等进行全面管理。

3

船舶建造方案

船舶建造方案，就是根据产品的特点和制造要求（批量、交货期和技术要求等），结合船厂生产条件制订的健在产品的基本方案。

船舶建造方案一般包括船体建造阶段的具体划分，分（总）段的制造发放，部件和组合件的制作方式，船舶在船台上的建造方法和船舶舾装的阶段（分段舾装、单元舾装、船台舾装和码头舾装）和内容的划分，以及应采取的各项技术组织措施等等，所以，对于一个产品可以提出几个方案进行分析比较，并根据其综合评价选择最优的船舶建造方案。

3.1船舶建造方案的选择依据

3.1.1船舶产品特点的影响

船舶主尺度和船型特点是影响船舶建造方案的主要因素。

当船舶平行中体较长时，因为平面分段数量较多，选择方案应以优化平面分段制造工艺和分配其装焊场地为核心；当船舶的平行中体较短时则主要由曲面分段和各种立体分段组成，建造方案应该以优化曲面分段和立体分段的制造工艺和分配其装焊场地为核心内容进行设计。

在船台起重能力已定的情况下，船舶主尺度和船型特点是影响船舶总装方法的重要因素。

小型船舶一般可选用总段建造法；中型船舶则以选用塔式建造法为宜；大型船舶应视具体条件，既可选用岛式建造法，也可选用塔式建造法。

对于尾机型船舶，只要船台条件许可，就应该选用串联形式建造。

而中机型的大型船舶，若从提前进行船台舾装出发，可以采用先完成机舱及尾部的岛式建造法。

3.1.2船厂生产条件的影响

船台起重能力也是影响船体建造方案的主要因素。

在实际生产中，常常因船台起重能力的限制，即使船舶主尺度较小，也不能选用总段建造法。

若采用上层建筑整体吊装和主机舾装单元整体吊装等先进工艺，则完全取决于船台起重能力能否满足要求。

船体装焊车间起重能力和船台起重能力之比，对船体分段制造方法和场地分配影响很大。

当船台起重能力比船体装焊车间起重能力大得多时，为了利用车间分段装焊场地，又能充分利用船台起重能力，应该采用零、部件—分段—大型分段的分段制造方法。

船台的类型也影响着船台上的船体建造法的选择。

例如用水平船台造船时，因为可用船台小车作总段移运工具，不仅可以选用总段建造法，而且对尾机型船舶还可以选用串联形式的总段建造法。

在分段装焊场地面积充裕时，应组织多工位的分段生产线，并设置专门的分段舾装工位，以便协调船体分段装焊作业和舾装作业，扩大预舾装范围和完善分段舾装工艺。

但是，当分段装焊场地面积不够充裕时，不仅不能设置专门的分段舾装场，而且只能根据分段划分情况、船台吊装顺序和分段装焊场地面积等，对平台和胎架的布置作出合理的安排。

3.2船舶总装方案的确定

本船为钢质单甲板双舷侧散货船，总长169.37m，型宽25.0m，型深14.3m，平行中体长93.75m，设有球鼻首、首楼、尾楼，机舱、起居处所和驾驶室均布置在尾部。

本船设有7道水密横舱壁，用于分隔为4个货舱，首尾尖舱和机舱。

货舱区域为双壳和双层底结构及底边舱，其中NO.3货舱双层底内布置燃料油舱。

机舱区域设置双层底，内底板水平伸向两舷。

本船结构采用混合构架形式，货舱区双舷侧、顶边舱和部分底边舱、货舱区双层底为纵骨架式结构。

其他区域均采用横骨架式结构。

下面就几种船舶总装方案来做一下比较：

（1）总段建造法

首先将船中部（或靠近船中）的总段（基准总段）吊到船台上定位固定，然后依次吊装前后的相邻总段。

当两个总段的对接缝焊接结束后，即可进行该处的舾装工作。

总段建造法具有船台装焊工作量最少、减小船体焊接总变形、提高预舾装作业量、提前进行密性试验等优点。

由于总段重量大，受船台起重能力的限制较大，通常适用于建造中小型船舶。

本船最重的部分在机舱区，以一块板的长度8.0m为分段长度，从#25～#35长7.5m,经过空船理论重量计算，重321.7m，超过了船台的起重能力，故机舱区域不能采用总段方式进行船台总装。

（2）塔式建造法

建造时以中间偏后的底部分段为基准分段（对中机型船，也可取机舱分段），先吊上船台定位固定，然后向首尾和两舷，自下而上依次吊装各分段。

其安装方法较简便，有利于扩大施工面和缩短船台周期。

但焊接变形不易控制，完工后首尾上翘较大。

若采用塔式建造法，经过空船理论重量计算，机舱区（#25～#35）底部分段重量为115.3吨，远小于船台起重能力300吨。

所以船台起重能力不是影响塔式建造方案的主要因素。

经初步估算，本船采用塔式建造法，船台周期约为12周，也能满足年产4艘的要求，故采用塔式建造法可行。

（3）岛式建造法

岛式建造法就是将船体划分成2～3个建造区（简称“岛”），每个岛选择一个基准分段，按塔式建造法的施工方法同时进行建造，岛与岛之间用嵌补分段连接起来。

这种建造法能充分利用船台面积，扩大施工面，缩短船台周期，而且其建造区长度较塔式建造法短，船体刚性较大，所以它的焊接总变形比塔式法小，但是其嵌补分段的装配定位作业比较复杂。

岛式建造法要求船厂有较强的统筹管理能力和先进的处理嵌补分段的能力，考虑到青山船厂的技术实力和建造能力，故不采用岛式建造法。

综上所述，本船采用塔式建造法。

4

船体分段划分方案

4.1船体分段划分的总体思想

1）分段重量和尺寸的选择

分段的重量和尺寸越大，分段的数量就越少，则可以减少船台装焊工作量和高空作业量，提高工效和改善劳动条件。

但是，由于受到船厂生产条件（起重运输设备技术参数）和船体结构刚性的限制，必须根据实际条件来决定分段重量和尺寸的大小。

通常在划分船体分段时，首先应该以分段重量（包括分段内的舾装件和临时加强材的重量）不超过船厂起重运输能力（船台起重能力、分段翻身条件和分段从车间运往船台的负载能力）为划分原则。

但是，只按船厂起重运输能力划分分段不是都合理的。

因为船体各部分结构的强弱不同，其单