Системы набора. Основные конструктивные элементы
Большинство транспортных судов в конструктивном отношении представляют собой сочетание собственно корпуса судна и надстроек, размещаемых на нем.
Корпус современного стального судна – это тонкостенная водонепроницаемая оболочка симметричной относительно ДП формы, подкрепленная изнутри балками и рамами и разделенная палубами и продольными и поперечными переборками. Внешняя непроницаемая поверхность корпуса образуется наружной обшивкой. Наружная обшивка в сочетании с подкрепляющим ее набором подразделяется на отдельные перекрытия: палубы, днище и борта. Главная, или верхняя, палуба замыкает корпус судна в единую водонепроницаемую конструкцию. Кроме того, на некоторых судах возможна установка одной или нескольких промежуточных палуб, а также второго дна. Пластины горизонтальных перекрытий – палуб, платформ, второго дна – принято называть настилами.
Основные перекрытия корпуса: 1 – днищевое; 2 – бортовые; 3 – палубное.
Балки, подкрепляющие обшивку и настилы, подразделяют на продольные и поперечные в зависимости отих ориентации к судну. Легкие продольные балки называют ребрами жесткости. Днищевые и бортовые продольные балки носят название стрингеров. Центральный стрингер, проходящий вдоль всего судна в ДП, именуют вертикальным килем. Продольные мощные связи палуб называют карлингсами.
Балки набора образуют так называемую систему перекрестных связей. В зависимости от того, какие балки преобладают в данной системе набора, различают продольные и поперечные системы набора перекрытий. Выбор системы набора связан с характером работы конструкции при воздействии на нее внешних нагрузок. Кроме продольной и поперечной системы набора получила распространение смешанная система набора, при которой обычно палубу и днище выполняют по продольной системе, а борта – по поперечной. Это вызвано особенностями работы корпуса судна при общем продольном изгибе.
Системы набора корпуса: а – поперечная; б – продольная; в – смешанная.
При поперечной системе набора (рис. а) балки главного направления идут поперек судна — от борта к борту на днищевых и палубных перекрытиях или от днища к палубе — на бортовых перекрытиях. В этом случае длинная сторона пластин перекрытия, ограниченных набором, расположена поперек судна. Общая продольная прочность обеспечивается наружной обшивкой, настилами палуб и конструкцией вертикального киля.
Поперечную систему набора всех судовых перекрытий применяют, как правило, на небольших судах с относительно малым отношением длины судна к высоте борта; на крупных судах поперечную систему набора используют в основном только для бортовых перекрытий.
При увеличении размеров судна и отношения длины корпуса к высоте борта становится все труднее обеспечить продольную прочность и жесткость корпуса, так как толщина наружной обшивки возрастает и масса корпуса увеличивается. Поперечная система набора верхней палубы и днища становится невыгодной.
При продольной системе набора (рис. б) балки главного направления располагают вдоль судна, а перекрестные связи в виде рам - поперек. В этом случае длинная сторона пластин перекрытия направлена вдоль судна. Благодаря большому количеству продольных ребер жесткости удается с меньшими затратами металла обеспечить устойчивость перекрытий в продольном направлении, что дает выигрыш в массе корпуса.
Продольную систему набора применяют для днищевых, палубных и, иногда, бортовых перекрытий на крупных, а также, на быстроходных морских судах (танкерах, пассажирских и грузопассажирских, больших сухогрузных судах, быстроходных контейнеровозах, больших промысловых плавучих базах и т. п.).
Кроме чисто поперечной и продольной встречается смешанная («клетчатая») система набора.
При смешанной системе (рис. в) набор состоит из сетки продольных и поперечных балок, расставленных на примерно одинаковых расстояниях друг от друга, в связи с чем нельзя выделить из них балки главного направления и перекрестные связи (конфигурация пластин, ограниченных набором, приближается к квадрату). Однако, как правило, при этой системе преобладают поперечные связи.
Для уменьшения пролетов палубных перекрытий в судовых конструкциях используют вертикальные стойки - пиллерсы. Конструкции, ограждающие люковые вырезы в палубах, называют комингсами.
Оконечности судна в ДП представляют собой довольно сложные в конструктивном отношении образования - форштевень и ахтерштевень.
Продольные и поперечные переборки с целью обеспечения надлежащей прочности и жесткости подкрепляют набором. Легкие вертикальные балки носят название стоек, более мощные вертикальные балки (рамные конструкции) называют контрфорсами. Горизонтальные поперечные связи на переборках именуются шельфами.
При конструировании корпуса судна проектанты стремятся соединять между собой элементы корпуса таким образом, чтобы добиться не только необходимой прочности, но и достаточной жесткости.
В поперечных плоскостях конструктивные элементы, лежащие в плоскостях шпангоутов, объединяют в шпангоутные рамы. Жесткость шпангоутных рам обеспечивается в результате связывания элементов рамы в углах с помощью книц — накладок треугольной, трапецеидальной или фигурной конфигурации. Наличие таких жестких узлов обеспечивает совместную работу всех балок рамы. Подпалубные элементы шпангоутной рамы называют бимсами, днищевые - флорами и бортовые - шпангоутами. Кницы устанавливают в местах соединения шпангоутов с бимсом, а иногда и шпангоутов с флором. Шпангоутные рамы устанавливают параллельно друг другу вдоль судна на расстоянии шпации. Шпация (или практическая шпация) в отличие от теоретической шпации теоретического чертежа выбирается из условий прочности судна. Ее величина зависит от размеров судна и определяется в соответствии с требованиями Правил классификационного общества, под надзором которого судно строится.
Поперечный разрез сухогрузного судна. 1 — планширь; 2 — стойка фальшборта; 3 — полоса ватервейса; 4 — бимс рамный; 5 — настил палубы; 6 — карлингс; 7 — ребро продольное; 8 — комингс люка; 9 — пиллерс; 10 — бимс концевой; 11 — стойка переборки; 12 — переборка непроницаемая; 13 — настил второго дна; 14 — киль вертикальный; 15 — киль горизонтальный; 16 — стрингер днищевой; 17– обшивка наружная днищевая; 18 — флор; 19 — лист крайний междудонный; 20 — киль скуловой; 21 — пояс скуловой; 22 — шпангоут трюмный; 23 — бимс; 24 — обшивка наружная; 25 — шпангоут твиндечный; 26 — кница бимсовая; 27 — ширстрек; 28 — угольник стрингерный; 29 — фальшборт |
Наружная обшивка корпуса выполняется из отдельных листов и состоит из обшивки бортов, верхней палубы и днища, т. е. входит в состав основных перекрытий. Наряду с обеспечением водонепроницаемости корпуса наружная обшивка участвует в общей и местной прочности судового корпуса совместно с подкрепляющими ее балками. Соответственно различным нагрузкам, внешним по отношению к корпусу, наружняя обшивка выполняется из листов различной толщины. На выбор ее толщины влияют также опасность повышенного износа и местной коррозии листов.
Растяжка наружной обшивки
Наружная обшивка, а также настилы палуб и платформ формируют из ряда поясьев, состоящих из листов, сваренных между собой встык короткими сторонами. Длинные стороны листов обычно ориентируют вдоль судна. Поясья наружной обшивки носят специальные названия. Пояс переменной ватерлинии, выполняемый обычно из листов повышенной толщины, называют ледовым поясом; верхний бортовой пояс, примыкающий к верхней палубе, носит название ширстрека (его толщина также увеличена по соображениям общей прочности). Листы верхней палубы, примыкающие к борту (к ширстреку) именуют палубным стрингером. В районе скулы судна располагается скуловой пояс.В ДП по днищу судна проходит горизонтальный киль; его приваривают перпендикулярно вертикальному килю судна. Разбивка наружной обшивки на поясья указывается на чертеже растяжки наружной обшивки.
Для оконечностей судна, где поверхность имеет сложную геометрическую форму двоякой кривизны, приходится производить раскрой листов. С целью повышения точности раскроя используют деревянные блок-модели в масштабе 1: 25 или 1 : 50. Окончательные размеры листов переносят на плазовый теоретический чертеж с согласованием трех проекций и выполняют чертежи развертки.
В эксплуатации судна и при его ремонте часто необходимо знать расположение листов обшивки относительно судового набора. Для этой цели также используют чертеж растяжки наружной обшивки.
В оконечностях судна ширина некоторых поясьев уменьшается. При чрезмерном сужении отдельные поясья обрывают; такое место в обшивке называют потеряем.
Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 3737;