научная статья по теме ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ МОДУЛЬНО-АГРЕГАТНОГО МЕТОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПОСТРОЙКЕ ОБЪЕКТОВ МОРСКОЙ ТЕХНИКИ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ МОДУЛЬНО-АГРЕГАТНОГО МЕТОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПОСТРОЙКЕ ОБЪЕКТОВ МОРСКОЙ ТЕХНИКИ»

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2013

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ МОДУЛЬНО-АГРЕГАТНОГО МЕТОДА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПОСТРОЙКЕ ОБЪЕКТОВ МОРСКОЙ ТЕХНИКИ

Н. И. Герасимов, докт. техн. наук, И. В. Грачев, М. А. Долматов, Д. Н. Канаев, П. Л. Лямин, канд. техн. наук, А. О. Михайлов

(ОАО «ЦТСС», e-mail: inbox@sstc.spb.ru)

удк 629.5.081.1

Основными направлениями дальнейшего совершенствования механомонтажных производств судостроительных предприятий являются улучшение организационно-технологических условий сборки и монтажа судового энергетического основного и вспомогательного оборудования, повышение их монтажной технологичности, обеспечивающие в целом значительное снижение общей продолжительности и трудоемкости постройки объектов морской техники. В наибольшей степени этому отвечает модульно-агрегатный метод (МАМ) монтажа судового оборудования, при котором возможно перенесение большей части объема монтажных работ из судовых помещений на участки цехов верфи. При этом меняются условия выполнения производственных процессов: вместо проведения основного объема работ в судовых помещениях значительная часть их осуществляется в оснащенных для этой цели цехах и участках. Цеховая сборка сборочно-монтажных единиц (СМЕ) энергетических установок (ЭУ) и общесудового оборудования проходит на значительно более высоком организационном уровне. Весь инструмент, средства механизации и оснастка находятся непосредственно на участке сборки, что сокращает потери времени до минимума.

Вместе с тем МАМ монтажа энергетического оборудования создает условия для более полной механизации и тех работ, которые выполняются непосредственно на судне.

При сборке агрегатов и зональных блоков на специализированных стендах в цеховых условиях работы ведутся практически одновременно со всех сторон, в результате число занятых на сборке рабочих значительно увеличивается. Повышенная доступность к монтажным зонам объекта позволяет более широко применять средства механизации на всех операциях, на всех уровнях по высоте и всему периметру, что в целом сокращает продолжительность сборочных работ.

Наибольший эффект от агрегатирования достигается при создании более крупных

сборочных единиц. Тенденция увеличения объема каждой сборочной единицы наблюдается как для общесудового механического оборудования, так и для всех видов энергоустановок. В этой связи в крупные сборочные единицы включаются до 80% основного и вспомогательного механического оборудования, арматуры и трубопроводов, что позволяет перенести с судов и кораблей в цех до 60% объема монтажных работ. Исходя из сказанного, МАМ монтажа судового энергетического оборудования позволяет сократить в 2—3 раза цикл монтажных работ и на 20% трудоемкость сборочно-монтажных операций.

Широкое развитие модульно-агрегатных основ постройки судов и кораблей получило в СССР в 70—90-е годы прошлого столетия. Ведущими специалистами института технологии судостроения и ряда других предприятий были разработаны и успешно внедрены в производства судостроительных и проектных предприятий десятки руководящих, регламентирующих и нормативных документов по технологиям, средствам оснащения, требованиям к конструкциям агрегатов, блоков судового оборудования и помещений судов.

Решались вопросы собираемости СМЕ в затесненных условиях судовых помещений. По результатам многочисленных разработок был выпущен отраслевой стандарт по методам размерного анализа и расчета вероятностной собираемости сборочных единиц на стадиях проектирования и их непосредственного изготовления и монтажа с учетом фактических размеров [1].

С целью повышения качества объемного проектирования были разработаны руководящие документы, содержащие технические требования по:

— использованию метода макетирования судового оборудования и обстановки места его расположения на судне, нормы и правила изготовления и приемки их макетов [2], [3], что обеспечивало наглядное представление о возможности наиболее оптимального решения многих конструктивно-техно-

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2013

ОРГАНИЗАЦИЯ VI ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

логических вопросов, в том числе по выполнению комплекса монтажных операций;

— проектированию, изготовлению, сборке и монтажу зональных блоков и модулей, СМЕ общего судового оборудования и трубопроводов [4], [5].

Выпущены и внедрены на судостроительных предприятиях отраслевые стандарты и руководящая документация по технологиям перемещения и погрузки СМЕ ЭУ, нормам и правилам проектирования СТО, обеспечению необходимой чистоты ЭУ [6], [7], [8], [9], [10].

К числу известных разработчиков, которые внесли свой значительный вклад в развитие МАМ в области механомонтажного производства при постройке объектов морской техники, следует отнести: З. Р. Ше-нинга, В. М. Мехренгина, Ф. А. Кудрявцева, В. П. Богданова, Б. М. Образцова, А. П. Маркова, А. В. Спиридонова и ряд других специалистов.

Значительное внимание в ОАО «ЦТСС» (ЦНИИТС) уделялось технологиям сборки корпусных конструкций и в целом постройки объектов морской техники на основе использования МАМ. В этом направлении также выпущены и внедрены десятки нормативно-регламентирующих и руководящих документов, как в производства судостроительных заводов, так и проектные организации, что обеспечило снижение продолжительности и трудоемкости постройки судов и кораблей разных классов и назначений. В этом направлении разработки сотрудников ОАО «ЦТСС» (ЦНИИТС):

B. Ф. Соколова, М. В. Орлова, А. С. Воеводского, В. И. Куперштей-на, С. А. Кузьминова, В. С. Михайлова и др. были успешно внедрены в производства верфей.

Значительный вклад в развитие МАМ внесли ряд инженеров и ученых других предприятий, институтов и КБ отрасли. Так научные работы

C. Д. Спасского и Ю. С. Басса были направлены на возможность постройки изделий 21 с использованием высокого уровня монтажа судового оборудования в виде СМЕ. Значительный вклад в научные исследования внесли С. Ш. Дурмашкин, А. А. Мильто, Г. В. Бавыкин и ряд других ученых.

Поэтому в основу новой принятой в 2012 г. к разработке ОКР «Мо-

дуль» была сформулирована концепция, которая заключается в дальнейшем развитии и совершенствовании ряда направлений МАМ строительства гражданских судов, разработке научных основ (критериев) и методики по обеспечению рационального агрегатирования механического оборудования и трубопроводов.

Так, для обеспечения повышения точности и автоматизации процессов расчета собираемости СМЕ при сборке и монтаже в судовых помещениях необходимо будет выполнить значительный объем научных разработок.

Существующие разработки по вопросам собираемости к настоящему времени значительно устарели, так как в основу методов заложены ручные методы расчетов, которые требуют значительного объема вычислений и соответственно времени. До настоящего времени попытки по разработке автоматизированных методов расчета оказались неудачными.

В этой связи по теме будет разработана методика расчета собираемости для всех видов монтажа с учетом различных технологических средств оснащения, возможности оптимального удобства и качества выполнения работ по точному центрированию СМЕ относительно МБП, монтажу конструктивно сложных и трудоемких узлов крепления, забойных участков трубопроводов, выполнения операций по очистке внутренних полостей гидравлических систем после их окончательной сборки в условиях повышенной затесненности.

Другим важнейшим направлением МАМ является совершенствование методов и средств измерения при выполнении операций сборки и монтажа крупногабаритных СМЕ.

Для обеспечения собираемости СМЕ существующими документами предусматривалось проводить комплекс измерений судового помещения и самих сборочных единиц с возможностью определения фактических монтажных и эксплуатационных зазоров. При этом измерения выполнялись и проводятся до настоящего времени с использованием рулеток, линеек и т. п. Точность измерений получается довольно низкая, а трудоемкость и продолжительность проведения такой операции — значительными. Для проведения обме-

ров СМЕ и помещения судна необходимо устанавливать строительные леса.

Использование современных средств измерений (например лазерных трекеров, электронных тахеометров и т. п.) позволит выполнять такого рода измерения с более высокой точностью и самое главное за короткий период. При этом обработка данных измерений осуществляется на компьютере с возможностью получения оперативных данных на всем протяжении перемещения СМЕ, ее центрировании и окончательной установки на штатном фундаменте. Однако для этого необходимо будет согласно техническому заданию настоящей ОКР разработать ряд методик выполнения контрольно-измерительных работ.

Значительное место в ОКР «Модуль» отведено вопросам макетирования и моделирования процессов сборки и монтажа крупногабаритных СМЕ.

В целях обеспечения собираемости на предыдущем этапе работ предусматривалось проведение масштабного макетирования СМЕ и помещений из специальных материалов. Был разработан отраслевой стандарт, по которому конструкторами и технологами на ранней стадии проектирования изготавливались макеты СМЕ, отдельных фрагментов помещений судов и сложных узлов крепления, обеспечивающие в конечном итоге совершенствование конструкций СМЕ и судовых помещений. Известно, что такого рода работы требовали значительного объема трудозатрат и времени.Тем не менее необходимой точности достигнуть практически было невозможно, что в значительной степени снижало ожидаемый эффект получения наглядной информации.

В настоящее время представляется возможность широкого перехода на электронное макетирование полной обстановки в судовом помещении при использовании электронных 3D-моделей сборочной единицы и судового помещения как для проектного состояния, так и для фактического, когда помещение и СМЕ уже в металле. При этом становится возможным осуществить моделирование всего процесса погрузки, центрирования и установки на штатный фундамент изделия по фактическим размерам.

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 3'2013

В этой связи техническим заданием настоящей ОКР предусматриваются:

— разработка и апробация технологии моделирования те

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком