船舶技术方案
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投标日期:****
第1章科学且全面的投标策略
1.1创新设计理论与实践策略
1.1.1概述
每种产品皆具备其特有的生产方式,如汽车的流水线作业和飞机的动态生产线。然而,船舶制造的独特性体现在:其生产规模通常介于小型至中型之间,虽然零部件加工流程相似,但几何形态和尺寸各异,这赋予了其生产模式的独特特性。
现代造船模式的实践,遵循统筹优化理论,依托成组技术的运用,以中间产品为核心,依据地域划分生产区域,空间上区分壳体、舾装和涂装作业,时间上则有序衔接。这种模式实现了设计、制造与管理的深度融合,通过均衡且连续的总装流程,提升造船效率与质量。
1.1.2高效船舶制造方法与工艺流程
以下是船舶生产的典型流程环节:设计构思、实体建造、并通过下水试验的验证阶段。
1.1.2.1船舶设计
1.1.2.1.1船舶设计流程
船舶设计工作主要分为三个阶段:
首个阶段的设计构思:专注于船舶的基本形态与特性,包括总体性能的设定,关键的技术指标设计,以及船舶的主要参数和结构形式的确定。
该阶段专注于‘构建何种船舶’的详细设计,致力于解决设计过程中核心与关键技术难题。
生产设计任务主要包括制定建造策略与方针,编撰详细的设计蓝图,包括工艺技术规格书和生产相关指导文件,旨在明确‘如何构建船舶’的实施路径并确保信息流通顺畅。
1.1.2.1.2计算机辅助设计
如同其他行业普遍采用的那样,计算机辅助技术在船舶建造领域亦扮演着核心角色。基础的AutoCAD之外,TRIBON和NAPA等专业设计软件现今已成为船舶建造过程中的标准工具。
TRIBON软件是有瑞典KCS公司研发的一款辅助船舶设计和建造的计算机软件集成系统,集CAD/CAM/MIS于一体,在造船业中有着广泛的用户。软件包括船体设计、舾装设计、系统管理三个部分,船体设计包括线型光顺、船体平面膜、船体曲面膜、性能计算、零件分离、数控套料、生成切割指令的模块。
1.1.2.2船舶建造
无论是船舶设计的初始阶段,还是后续的加工制造,确保一艘船的成功构建,关键在于深入理解船舶的整体架构、各部分施工流程及总体装配技术,以此目标推动船舶的高效优质建造。
该艇具备单层船底与单甲板设计,采用横骨架构造,具备连续无接缝的折角玻璃钢艇体。搭载舷外燃气发动机驱动,前端驾驶操作。艇身长度限定在10米以下,航行速度达到每秒0.1667米,即4.53公里/小时,被归类为高速艇。可容纳乘客数量不超过5人。此船符合中国海事局2019年的《内河船舶法定检验技术规则》、《内河小型船舶检验技术规则》以及2019年修正通报的规定,同时亦遵循中国船级社2022年发布的《内河高速船建造规范》的要求。
该船舶的主要任务包括巡逻与短途运输,适用于中国内河B级航道的航行作业。
1.1.2.3船舶的生产
在做好设计、设施与组织筹备后,随即展开船体的构建工作。船体构建实质上是将船舶所需的材料转变为实体船壳的生产过程,主要包括以下步骤: 1. 船体建造流程 2. 装配舾装流程 3. 表面涂装流程
1.1.2.3.1船体建造流程
1、放样号料
该过程涉及设计部门提供的线图与结构图按照既定比例进行详尽的展开,目的是精确呈现船体组件的真实形态和尺寸。随后,经由样板、图纸以及数控技术,依据实际尺寸,将在图纸上绘制完成的零部件精准地切割于钢板或特定型材(如球扁钢、角钢)之上。
2、钢材预处理
在板材经历轧制和运输堆放过程中可能产生的形变与锈蚀后,为了确保产品质量,必须在切割前实施一系列预先处理步骤,包括除锈、喷涂车间底漆以及必要的校正,这一系列工序统称为钢材预处理。常见的除锈手段包括利用离心式抛丸机的高速旋转叶轮将铁丸强力喷射至钢材表面,促使锈斑脱落,即抛丸除锈;另一种则是采用化学方法进行除锈。
第8页共202
完成底漆喷涂后,首要步骤是对发生形变的薄钢板进行校正。鉴于厚板通常不易变形,主要的校正目标集中在薄板上。钢板的任何变形源于内部纤维相对于其他部分的收缩或延伸。矫正过程本质上是通过缩短过长的纤维,或者拉伸过短的纤维,使其与周围纤维长度一致,以此消除局部的不平整。实际上,由于压缩纤维操作困难,矫正通常倾向于拉伸纤维的方式。这一过程借助于多轴混合矫平机进行实施。
3、船体构件加工
船体构件的加工分为船体构件的边缘加工和成型加工。船体构件的边缘加工主要是指经过套料的船体钢材的切割分离以及焊接坡的加工。边缘加工的方法主要有机械切割法(剪切、冲孔、嗯刨边、对铣边),化学切割方法和物理切割方法。
火焰切割
锻造
等离子切割
成型加工程序主要针对船体弯曲部件,在边缘处理后实施弯曲作业,分为板材与型材两种工艺。板材成型的主要手段包括机械冷弯法和水火弯板法。对于常规单向曲度的板材,通常采用机械冷弯技术进行加工。而对于复杂的曲度要求,先沿一个方向完成初步弯曲,随后通过水火弯板法进一步塑造其他方向的曲度。
常见的机械冷弯工艺包括三星辊式弯曲和液压机压力弯曲。
中型三星辊
悬臂吊一单柱液压机
大型液压机
当前船舶制造行业中,水火湾板是最常见的弯板技术。该工艺通过沿预设加热路线,运用氧-乙炔火焰喷枪对板材实施区域线性加热,随后实时用水冷却(或者任其自然冷却),促使钢板在受热部位产生塑性形变,以此实现对板材弯曲至所需的曲面设计形态。
水火弯板的冷却的方式有:
采用自然冷却工艺,其优势在于操作简便,然而不足之处在于成型过程相对较慢,并且在生产过程中可能会伴随不必要的纵向挠度产生,这些是由于加工特性所致。
采用快速水冷技术的优势在于收缩过程较为迅速,然而在控制角变形方面,相较于空气冷却方法,其表现稍显不足。
背面跟踪水冷技术: - 优势:显著提升成型效率; - 短处:冷却收缩过程相对较慢。
正面跟踪水冷法
成型加工型材通常涉及将标准的角钢和球扁钢加工成具备特定弯曲度的肋骨、横梁和纵骨等组件。
数控肋骨冷弯机
4、部件拼装
生产流程中,船体构件的组装主要涉及将两个或多个组件集成形成部件,例如:甲板与仓壁板组件的联结、T型材的安装以及肋骨框架的构建等操作。
部件装配过程可采用高效焊接技术,如埋弧焊与自动焊,有利于实施流水线作业。特别引入了FCB(焊剂铜衬垫单面焊双面成型埋弧自动焊)及焊接机器人等尖端工艺,显著提升了工作效率。
平面分段的生产流程主要依托于分段流水线,其核心环节包括拼版、纵骨装配以及肋板安装。
装焊车间内的平面分段流水线
部件拼装
焊接机器人
5、分段制造
船体局部结构通常由零部件有序组合构成,主要包括以下各类分段:
1、平面分段。平面板列上装有骨材的单面平面板架,如舱壁分段、舱围壁分段、平台甲板分段、平行中体处的舷侧分段等。
2、单面曲面板架配备于曲面板列,包括诸如底层分段的单层结构、甲板组件以及舷侧分隔单元等组成部分。
3、分段类型:多层结构或由两层及以上板架构成的非封闭形态,以及单层板架伴随着与其相交的板架形成的分段。实例包括:设有隔舱壁的甲板分段和甲板室分段。
4、构成的立体分段类型包括:多层结构,如由两层及以上板架构成的封闭式分段,以及由平面或曲面单元板架组合的非环形立体分段。具体实例有双层底分段、双层舷侧分段、边水舱分段、首部立体分段和尾部立体分段等。
总段:主船体沿船长方向划分,例如上层建筑总段等。
舷侧曲面分段
上层建筑甲板半立体分段
边舱立体分段
尾部立体分段
6、船台总装
工艺流程概述:船舶总装的核心环节在于船体总装,即在预先完成的船体分段或总段基础上,于船台上实施整体装配。这一过程通常被称为大合拢或搭载,对于确保建造质量以及压缩船舶建造周期具有显著影响。
总段建造法
岛式建造法
塔式建造法
串联建造法
1.1.2.3.2船舶舾装
舾装工作,针对船舶主体结构以外,涉及的是各类设备、装置及设施的安装工程。亦可理解为对船舶实施系统性集成与装配的生产实践活动。
船舶舾装主要包括两个方面:一是设备的安装与调试,涉及船上广泛的机械、仪器、装置及配套设施;具体涵盖机舱设备、导航系统、锚定装置、拖曳设备、舱室设施以及消防安全设备等。
1.1.2.3.3船舶涂装
船舶在陆地设施内构建,而后于江河或海洋中航行,因此,钢质主体结构及众多舾装组件会依次经历工业大气和水体环境的侵蚀。为了确保钢材免受腐蚀,延长船舶的服役年限,必须严格按照技术规格,对船体结构、上层建筑内外表面积以及舾装部件实施除锈处理,并施涂各类防腐涂料,以此隔离金属表面与潜在的腐蚀介质,实现防腐目标。
1.1.3创新建造特性
1.1.3.1船舶试验
检验与航行确认:旨在按照合同规定及设计参数,对已完成建造的船舶进行全面的技术性能评估。
以下是主要的航行试验构成: - 主机性能验证试验 - 船舶姿态稳定性测试,即倾斜试验 - 操纵灵活性评估试验
1.1.3.2储备浮力
依据《内河船舶法定检验技术规则》,本计算书旨在强化船舶的安全性能,确保充足的储备浮力提升其抗沉稳定性。为此,我们在客舱地板下方以及尖舱内填充了符合规定标准的储备浮力材料,并采用玻璃布固定泡沫板于船壳结构,以此构建稳固的浮力储备系统。这样能够在艇体遭遇进水的情况下,依然维持足够的浮力,确保船舶能在水面安全漂浮,防止沉没的发生。
储备浮力计算
根据规定,浮力体所施加的浮力V应满足或超过其满载排水量的100%:
实际布置浮力体的容积:
总浮力体体积:
总容积V由各部分体积V1、V2、V3和V4相加构成,具体为:V = V1 + V2 + V3 + V4 = 1.076 m³ + 0.801 m³ + 0.76 m³ + 0.76 m³ = 3.397 m³
式中:
V1-------首尖舱浮力体
V2-------客舱地板下浮力体
V3,V4----客舱左右舷侧浮力体
因此,该船配备的储备浮力已能满足其在静谧水面上确保免于沉没的基本需求。
1.1.3.3船体真空导流一体成型
采用预先设定的固定模具,于指定区域内铺设预进料毡布或干燥的复合毡。随后,对该施工区域实施真空袋膜密封,确保膜内空气完全排出,使内外气压形成一标准大气压的压差。在此状态下,引入树脂(预进料毡无需此步骤),进行无氧固化成型过程。
真空导入工艺示意图:
本项目采用业界领先的真空树脂注入技术,优化了基体树脂与增强纤维的比例,达到35:65的理想状态,其中强化纤维的贡献显著,相较于传统手工糊合工艺,其强度提升幅度高达40%。这一创新工艺使得船体不仅轻盈且坚固。此外,真空工艺精细控制了树脂与纤维的重量分布,实现了船体重量的均衡,从而能最大限度地激发船舶的性能潜能。
1.1.4设备投入计划明细
投入本项目的主要设备设施清单
序号 |
名称 |
单位 |
数量 |
型号 |
备注 |
1 |
台式砂轮机 |
台 |
1 |
MOD3210C |
|
2 |
砂带机 |
台 |
1 |
2250-30V |
|
3 |
宽带砂光机 |
台 |
1 |
MSC630 |
|
4 |
压刨 |
台 |
2 |
DANGER |
|
5 |
木工平刨床 |
台 |
1 |
MBL503 |
|
6 |
横截木工圆锯机 |
台 |
2 |
MJT233 |
|
7 |
木工平刨床 |
台 |
1 |
MB504 |
|
8 |
綑木工带锯机 |
台 |
1 |
MJ396 |
|
9 |
精密单片锯 |
台 |
1 |
MJ154 |
|
10 |
带电机圆锯片 |
台 |
1 |
|
|
11 |
台式高速带锯机 |
台 |
1 |
MJC396 |
|
12 |
台式锯床 |
台 |
1 |
MODEL |
|
13 |
台式高速带锯机 |
台 |
1 |
MJ345/1 |
|
14 |
交流弧焊机 |
台 |
1 |
MX1-300F |
|
15 |
直流电焊机 |
台 |
1 |
|
|
16 |
立式砂轮机 |
台 |
1 |
|
|
17 |
立式单轴木工铣床 |
台 |
1 |
MXJ15112 |
|
18 |
台式木工打眼机 |
台 |
1 |
|
|
19 |
三相切割机 |
台 |
1 |
|
|
20 |
台钳 |
台 |
1 |
|
|
21 |
392多功能刨 |
台 |
1 |
|
|
22 |
小型刨板机 |
台 |
1 |
|
|
23 |
真空导入设备 |
套 |
1 |
德国贝克 |
|
24 |
2103P气泵 |
台 |
l |
|
|
25 |
带锯板机 |
台 |
1 |
|
|
26 |
行车 |
台 |
1 |
10T3台 |
|
1.2详尽概述
1.2.1深入理解项目需求
1.2.1.1项目背景
根据项目实际编写。
1.2.1.2项目需求分析
根据项目实际编写。
1.2.1.3项目建设意义
根据项目实际编写。
1.2.2创新空间设计策略
1.2.2.1总体布置
本艇在船体纵向结构上,在位置#3和#13处设置了两道水密横舱壁,其分布依次为船首的艏尖舱、中部的客舱以及船尾的艉尖舱。上方客舱区域配备有一封闭的上部顶棚,内部中线设计有通行走道,两侧均匀配置了六张单人软座椅,其中第一排座椅配备有安全带。驾驶员座椅位于右前方,正前方是驾驶台,集成了主机操作方向盘以及各类仪表和控制面板,包括灯具开关等设备。客舱前端装有防风挡玻璃,两侧设有铝合金滑动窗户,尾部设有双开门。首尾甲板的顶部设有辅助扶手设施。在尾尖舱右侧,我们安装了一只启动电瓶以及一组蓄电池。尾舱中部专为舷外挂机预留了一个安装凹槽,通过螺栓固定于尾封板上。此外,左尾甲板上设有25升容量的汽油箱(包含在挂机配套设备中),确保其稳固地安装在船体上。艇首两侧各配置了四只系缆羊角,方便系泊,且艇首部位可供安装铁包头附件。
1.2.2.2船舶配置
配置说明 |
|
玻璃钢船体 |
实木地板 |
304不锈钢扶手 |
304不锈钢护舷 |
◎集成驾控台 |
◎航行灯、舱内照明灯 |
启动电瓶 |
◎仿皮座椅 |
舱底水泵 |
◎音响设备 |
汽油发电机 |
空调 |
雅马哈200马力发动机 |
|
总布置图
1.2.2.3全船说明书
1、概述
本艇采用单底单甲板结构,采用横骨架设计且无明显转折点的玻璃钢材质,配置舷外发动机,驾驶区域位于前方。鉴于其船长不超过10米,并具备航速4.53米/秒(相当于16.30公里/小时),因此被归类为高速船只。本艇定员为5人。设计规格严格遵循中国海事局的《内河船舶法定检验技术规则》、《内河小型船舶检验技术规则》以及2019年的修正通报,同时符合中国船级社的《内河高速船入级与建造规范》的要求。
该船舶的主要任务是执行交通巡逻,适用于B级内河水域航行。其特性包括轻巧的结构、高效的航速、优雅的外观设计以及便捷的操控性能,因此被赞誉为理想的水上交通工具。
2、航行限制条件
2.1 在运营过程中,本艇设定的风级限制为5级(以蒲式风级计)
2.2 船舶航行限制规定为距岸不超过5公里,且在满载状态下,每次运营航程限定在一小时内完成。
2.3船上任何可移动物体均应可靠固定
2.4航行时所有人员一般不允许站立
2.5限制水流速度为3m/s。
2.6本船限白天航行。
3、主要参数:
最大船长 7.80m 总 长
7.18m
水线长 6.62m 船 长
6.62m
型宽 2.46m 型 深
0.94m
满载排水量达到3,360吨,吃水深度为0.440米。
空载排水量 2.652t 空载吃水
0.374m
方型系数 0.508 水线面系数
0.811
棱型系数 0.771 肋距
0.41m
船高 1.42m 最大航速
50km/h
4、干舷和稳性
本船的稳性符合中国海事局2019年发布的《内河船舶法定检验技术规则》对于内河B级航区客船的明确规定。
5、吨位:
本项目的船舶吨位核算符合中国2016年发布的《内河小型船舶检验技术规则》及相关2019年修正通知的规定。
6、动力及航速:
选用配备147.1千瓦强力的雅马哈舷外挂机,其最高航速可达50公里/小时,回航速度约为16公里/小时。挂机具备出色的续航能力,持续运行时间为1小时。借助内置的纵倾调节装置,可灵活调整悬挂倾角,确保在行驶过程中达到最佳推进效果。挂机在非航行状态下支持翻出水面,便于维护和存储。
7、乘客定额
本船乘员定额5人,驾驶员1人。
8、抗沉性:
为保证本艇有足够的浮力,在艇体首。尾舱,客舱左右舷二侧设置储备浮力体,采用硬质闭孔泡沫塑料充填,使艇体在完全进水状态并附加额定人员25kg的附加重力,即6=150kg时,艇体不沉没,并大致保持半浮状态。
9、总体布置:
本艇的结构设计遵循严谨布局,船体纵向在#3和#13位置设置了高强度的水密横舱壁,依次划分出艏尖舱、客舱区域以及艉尖舱。上部覆盖有一封闭式顶棚,下方通道宽敞,两侧配置了六张单人软座椅,其中第一排座椅配备了安全装置。驾驶员座椅位于右前方,前方设有一体化的驾驶台,集成了主机操作方向盘以及各类仪表和控制面板,照明设备的开关也在其中。客舱前端装备有挡风玻璃,两侧配置铝合金防弹玻璃窗,尾部则配备双开式出口。首尾甲板上设置有辅助扶手设施。在尾尖舱右侧安置了一只启动电瓶和一组蓄电池。中部尾舱预留有凹槽,用于稳固安装舷外挂机,通过螺栓与尾封板相连。此外,尾甲板左侧设有25升容量的挂机自带汽油箱,确保其牢固固定在船体结构上。为了船舶稳定,首尾两侧各设有四只系缆羊角,且艇首可选配铁包头附件。
10、结构:
符合中国船级社2016年颁布的《内河高速船入级与建造规范》对于B级船舶的相关要求
根据航区客船的规定,本船选用强化纤维塑料作为船体结构,上部棚顶覆盖189#聚酯树脂。船体采用无碱无捻方格布和玻纤毡作为增强材料,其中,紧邻胶衣层的部分特别选用玻纤毡,而中间的积厚层通常选用0.5毫米的粗布。内部产品表面则覆以精细布料。
主要力学性能:
抗拉强度
抗弯强度
弹性模量
详见《结构规范计算书》。
11、舾装设备:
设10kg大力锚一只,锚索,破断负荷大于29.4KN。
两根直径的白棕绳系缆索,破断负荷大于32KN。
首羊角二只,尾羊角二只,并兼吊艇用。
救生圈(带30m长,可浮救生索)一只。
配备5件船用乘客救生衣,以及2件船员工作救生衣,均存储于各座椅下方。
配置三台干粉灭火器,单个容量需不低于5千克,其中两台安置于客舱区域。
配置包括:一只配备绳索的水桶,以及一台设备附近各放置一只9L泡沫灭火器和一只干粉灭火器。
配潜水泵一只。
尾设不锈钢栏杆。
12、电气及航行设备
该艇配备了一只12伏特的蓄电池(型号为6-QA-195),专用于主机的启动操作。
配置一组12伏特蓄电池(型号:3-DG-2304),专为空调系统以及客舱内的各种电器设备提供电力供应。客舱内部设有四盏舱室照明灯具,顶部安装有一盏搜索灯,同时在左右两侧各配备了一盏红色和绿色舷灯。船尾部位则安置了一盏尾灯。
该艇装备有一根主桅,顶部安装了避雷装置。配置了两盏黄色闪烁灯及各一只桅灯,并配备了两盏红色环照失控灯。
音频通信设备包括:一只电喇叭,一台收录音机,以及一只甚高频无线电话。
航行信号设备:探照灯1只,雨刮器1只。
1.2.2.4艇主手册
本项目采用全玻璃钢材质的模具整体成型技术,构建单板结构的舷外挂机推进式快艇。其设计严格遵循中国海事局发布的《内河船舶法定检验技术规则》及《内河高速船入级与建造规范》,为此设备的操作手册撰写了详尽指南。
一、船舶要素
1.主尺度
最大船长LE 7.80m
总长Loa 7.18m
船长L 6.62m
艇宽B 2.46m
型深D 0.94m
满载吃水d 0.44m
排水量 3.360t
主机功率P 147.1KW
航速V 50km/h
航区 内河B级
2.机电与通信设备
※机电设备
主要包括舷外挂机、舱底泵、燃油储存装置以及蓄电池等相关组件。
※通信及信号设备
配置包括:1盏白桅灯,1盏高速船灯,额外配备2盏失控灯,一套红绿舷灯,1盏白色尾灯,以及1台探照灯,最后增设1只电喇叭。
3.消防与救生设备
本艇在尾尖舱内设置有1台舱底抽水泵。
本艇装备有三具5千克干粉灭火器,以及一只9升容量的手提泡沫灭火器。同时,还配备了携带便捷的消防桶。
在本艇的设计中,我们特别配置了一只配备30米救生绳的醒目橙色救生圈,它安置于左舷的乘客舱出入口附近。
船上配备有乘客专用救生衣5件,以及船员工作救生衣2件,存放于客舱座椅下方。
4.油箱装载量与续航力
油箱容量:80升
续航力:1小时
5.排污设备
甲板排水口及舱底抽水泵。
二、系统简介
1、推进系统
本装置选用舷外挂机作为推进动力,配备一款单体舷外挂机,同时搭载一个便携式燃油储存箱,容量达到25升。启动系统采用的是6-QA-150型12伏特、150安时的启动电池。
2、操舵系统
驾驶舱内,操舵系统主要由方向盘、操纵线以及操纵盒构成,驾驶者在驾控台上进行精准操控。
3、通风系统
尾尖舱配置了自然通风设施,旨在实现舱内外空气的顺畅流通与交换。
4.舱底水系统
舱底水主要依靠舱底泵排出舱底的积水。
本项目采用的舱底泵型号为SBL-251,其规格为2A,工作电压为12V,动力配置为24瓦的高效抽水泵。
5.电力系统
本船照明电力系统及周立空调JA-12Z一台主要由蓄电池组(3-DG-230 4只一组)供电。其规格为:,通过蓄电池为舱内所有的电器进行供电。
蓄电池牢固固定。电线主要从船艇右舷走(设管),设有防水及