一种基于总段建造的船舶精度控制方法与流程

1.本发明涉及船舶建造技术领域，特别涉及一种基于总段建造的船舶精度控制方法。


背景技术：

2.总段建造法是目前较为成熟而且先进的船舶建造技术，尤其针对大型船舶，总段建造通常是将一艘船分为数个巨型分段同时建造，并最终通过龙门吊将巨型总段送往船台进行总装，这是目前效率最高的方法，总段建造法可以大幅缩短船台周期。
3.目前，基于总段建造法的船舶建造总体流程是：船体合拢结束后，船舶主、辅设备吊装进舱，船舶下水后对轴系进行拉线照光，安装船舶主、辅设备。该方法存在明显缺陷：在每段巨型分段制造安装的过程中，都不可避免的存在精度误差，随着巨型分段的合拢，精度误差将被不断扩大；轴系中心线和设备的定位、基座的制造和安装以及设备与基座之间的装配都存在精度误差。这些误差影响船舶建造质量和建造效率，影响工程节点的顺利完成。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提出一种操作简单、合理可行的基于总段建造的船舶精度方法，通过分段转移基准、逐级提高精度、分布实施补偿的精度控制技术方案，实现船舶建造精度的有效控制。
5.本发明提供一种基于总段建造的船舶精度控制方法，包括如下步骤：
6.s101：明确精度控制事件及各个控制事件的精度控制目标值，控制事件包括总段合拢、基座和轴架安装、设备装配、轴系负荷调整、轴系中心线调整；
7.s102：确定精度控制方案，根据船舶总段建造流程以及各个控制事件的精度要求，采用分段转移基准的措施，将船舶精度控制要求逐级分解，按照要求由低到高转移到每个分段上及每个分段里的设备、基座，逐步提高船舶建造精度，并针对不同的控制事件制定合理的补偿措施；
8.s103：设置精度控制优先级，按照船舶总段建造的事件类别及先后逻辑关系，将各大控制事件分类并构建船舶精度链链路，根据链路得到精度控制优先级顺序；
9.s104：测量并分析各个控制事件的精度；
10.s105：实施精度补偿，针对相应的控制事件，结合s104分析的精度偏差原因，采取精度补偿措施，最终实现事件的精度在步骤s101的精度控制目标值范围之内。
11.优选地，步骤s102中，对总段合拢的控制措施为：通过全站检测仪控制船体基线和基准点精度，船体肋位基准点间距按
±
0.5l/1000mm控制，设置轴系调整段并将艉轴加长留有余量，用以补偿总段合拢长度。
12.优选地，步骤s102中，对于基座和轴架安装的控制措施为：通过钢尺、全站检测仪、照光仪监测轴架精度，采用轴架内孔和端面孔留有余量用以精度补偿，通过轴系照光、镗排校准加工，用以控制轴架的精度；对基座机加工控制基座平面度、平行度和粗糙度，基座面
板和底部留有加工余量，用以控制基座的精度。
13.优选地，步骤s102中，对于轴系中心线调整的控制措施为：通过分段拉线照光控制轴系中心线的精度，利用包括垫片借偏心、艉轴留有余量、螺旋桨轴留有余量、设置液压联轴节法兰在内的措施用以补偿精度。
14.优选地，步骤s102中，对于设备装配的控制措施为：通过轴系拉线照光控制设备装配精度，利用安装焊接垫片和调整垫片补偿设备装配精度。
15.优选地，步骤s102中，对于轴系负荷调整的控制措施为：通过监测轴系轴承负荷，调整中间轴承及设备的安装位置的高低，使得轴系负荷控制在15％目标值之内。
16.优选地，步骤s103中，精度控制的优先级从高至低依次为：第一主路、支路、第二主路；
17.所述第一主路中精度控制的优先级从高至低依次为：总段总组、总段合拢、轴系中心的确定；
18.所述支路包括第一支路及第二支路，所述第一支路优先级从高至低依次为：轴架定位、轴管安装、轴段安装、螺旋桨安装；所述第二支路优先级从高至低依次为：基座加工与定位、主推定位；所述第一支路与所述第二支路优先级相同；
19.所述第二主路精度控制的优先级从高至低依次为：中间轴承定位、主减定位、主机定位、轴系负荷调整。
20.优选地，步骤s104具体包括：
21.采用包括钢尺、全站检测仪、照光仪在内的测量设备，针对船体总段、基座、轴架、轴系中心线测量出精度值，并与理论值对比，根据现场施工经验、船体状态和测量值偏差率分成产生精度偏差的原因，并分析精度偏差率的合理性。
22.优选地，步骤s105中，对主机实施的精度补偿包括：
23.船舶下水后，通过拉线照光确定主机位置，吊装主机，照光测量主机与主减的轴向和径向偏移量，利用油缸或顶起螺栓和侧向调整螺钉调整主机的位置，使主机与主减之间的定位螺栓孔对应起来，再次照光测量主机直至主机的位置测量值满足主机装配精度指标要求，记录主机的位置信息，通过安装焊接垫片和调整垫片实现主机的高精度安装。
24.优选地，步骤s101中，各个控制事件的精度控制目标值分别为：总段合拢10mm；基座和轴架安装5mm；设备装配0.1mm；轴系负荷调整15％fn；轴系中心线调整0.5mm。
25.如上所述，本发明提供一种基于总段建造的船舶精度控制方法，该精度控制方法是采用分段转移基准、逐级提高精度、分布实施补偿的精度控制技术方案，首先明确控制事件及对应精度目标值，然后确定精度控制方案，通过设置精度调整的优先级，实际测量并分析事件的精度，最后实施相应的精度补偿措施，最终实现了船舶精度的有效控制。该精度控制方法解决了船舶总段建造时精度控制难度大的问题，缩短了工程建造时间，提高了船舶建造效率，同时经现场使用反馈该方法安全可靠，保证了现场施工安全。本发明有效的解决了船舶总段建造时总段合拢、基座及设备的定位安装上精度误差难以控制的问题，该精确控制方法使用方便简易，使用过程安全可靠，达到了很好的使用效果，提高了船舶建造质量和建造效率，为工程节点的顺利完成提供了保障，从而有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
附图说明
26.图1显示为本发明实施例的一种精度控制方法的流程图。
27.图2显示为本发明实施例的一种精度控制方法的精度链链路图。
具体实施方式
28.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
29.如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
30.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于
……
之间”表示包括两端点值。
31.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
32.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
33.如图1所示，本发明提供一种基于总段建造的船舶精度控制方法，包括如下步骤：
34.s101：明确精度控制事件及各个控制事件的精度控制目标值。具体的，根据总段建造的特点，控制事件包括总段合拢、基座和轴架安装、设备装配、轴系负荷调整、轴系中心线调整；各个控制事件的精度控制目标值如下表1所示。
35.表1
36.总段合拢基座/轴架轴系中心线设备装配轴系负荷10mm5mm0.5mm0.1mm15％fn
37.s102：确定精度控制方案。
38.具体的，根据船舶总段建造流程以及各个控制事件的精度要求，采用分段转移基准的措施，将船舶精度控制要求逐级分解，按照要求由低到高转移到每个分段上及每个分段里的设备、基座，逐步提高船舶建造精度，并针对不同的控制事件制定合理的补偿措施。具体包括：
39.(1)对于总段合拢的控制措施为：通过全站检测仪控制船体基线和基准点精度，船体肋位基准点间距按
±
0.5l/1000mm控制，设置轴系调整段并将艉轴加长留有余量，用以补偿总段合拢长度。
40.(2)对于基座和轴架安装的控制措施为：通过钢尺、全站检测仪、照光仪监测轴架精度，采用轴架内孔和端面孔留有余量用以精度补偿，通过轴系照光、镗排校准加工，用以控制轴架的精度；对基座机加工控制基座平面度、平行度和粗糙度，基座面板和底部留有加工余量，用以控制基座的精度。
41.(3)对于轴系中心线调整的控制措施为：通过分段拉线照光控制轴系中心线的精度，利用包括垫片借偏心、艉轴留有余量、螺旋桨轴留有余量、设置液压联轴节法兰在内的措施用以补偿精度。
42.(4)对于设备装配的控制措施为：通过轴系拉线照光控制设备装配精度，利用安装焊接垫片和调整垫片补偿设备装配精度。
43.(5)对于轴系负荷调整的控制措施为：通过监测轴系轴承负荷，调整中间轴承及设备的安装位置的高低，使得轴系负荷控制在15％目标值之内。
44.s103：设置精度控制优先级。
45.具体的，按照船舶总段建造的事件类别及先后逻辑关系，将各大控制事件分类并构建船舶精度链链路，根据链路得到精度控制优先级顺序。
46.精度控制的优先级从高至低依次为：第一主路、支路、第二主路。
47.所述第一主路中精度控制的优先级从高至低依次为：总段总组、总段合拢、轴系中心的确定。
48.所述支路包括第一支路及第二支路，所述第一支路的优先级从高至低依次为：轴架定位、轴管安装、轴段安装、螺旋桨安装；所述第二支路的优先级从高至低依次为：基座加工与定位、主推定位；所述第一支路与所述第二支路优先级相同。
49.所述第二主路的优先级从高至低依次为：中间轴承定位、主减定位、主机定位、轴系负荷调整。
50.具体地，如图2所示，基于总段建造的船舶精度控制贯穿整个建造阶段，链路分为主路和支路，先是主路到分路，最后回到主路。链路首先是从船体总段总组开始，再到总段合拢阶段，然后确定轴系中心线。轴系中心线确定后船舶精度链链路分两条线：(1)针对轴系设备，从轴架定位，到轴管、轴段、螺旋桨的安装；(2)对各设备基座的加工和定位，并在船舶下水后定位主推(主推进控制装置)。主推定位后依次定位安装中间轴承、主减(主减速控制装置)、主机(船舶动力装置)等设备，最后对轴系负荷进行调整。
51.需要说明的是，如图2所示，针对各事件精度优先级，控制事件越靠近链路顶部，其优先级越高，其精度控制越优先；控制事件越靠近链路底部，其优先级越低，其精度控制越靠后；控制事件在轴系中心线后的两条线，对于两条支线上的事件彼此没有优先级顺序，对于同一条支线上的事件依然有优先级顺序。还需要说明的是，该精度链链路是针对某船的结构和相应设备，如果将该精度链链路拓展到其它的船型，精度链链路可根据具体船型做出适当改变。
52.s104：测量并分析各个控制事件的精度。
53.具体的，采用包括钢尺、全站检测仪、照光仪在内的测量设备，针对船体总段、基座、轴架、轴系中心线测量出精度值，并与理论值对比，根据现场施工经验、船体状态和测量值偏差率分成产生精度偏差的原因，并分析精度偏差率的合理性。
54.s105：实施精度补偿。
55.针对相应的控制事件，结合s104分析的精度偏差原因，采取精度补偿措施，最终实现事件的精度在步骤s101的精度控制目标值范围之内。具体的，以对主机实施的精度补偿为例说明：船舶下水后，通过拉线照光确定主机位置，吊装主机，照光测量主机与主减的轴向和径向偏移量，利用油缸或顶起螺栓和侧向调整螺钉调整主机的位置，使主机与主减之间的定位螺栓孔对应起来，再次照光测量主机直至主机的位置测量值满足主机装配精度指标要求，记录主机的位置信息，通过安装焊接垫片和调整垫片实现主机的高精度安装。
56.综上所述，本发明提供一种基于总段建造的船舶精度控制方法，该精度控制方法是采用分段转移基准、逐级提高精度、分布实施补偿的精度控制技术方案，首先明确控制事件及对应精度目标值，然后确定精度控制方案，通过设置精度调整的优先级，实际测量并分析事件的精度，最后实施相应的精度补偿措施，最终实现了船舶精度的有效控制。该精度控制方法解决了船舶总段建造时精度控制难度大的问题，缩短了工程建造时间，提高了船舶建造效率，同时经现场使用反馈该方法安全可靠，保证了现场施工安全。本发明有效的解决了船舶总段建造时总段合拢、基座及设备的定位安装上精度误差难以控制的问题，该精确控制方法使用方便简易，使用过程安全可靠，达到了很好的使用效果，提高了船舶建造质量和建造效率，为工程节点的顺利完成提供了保障，从而有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
57.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。