14000t级散货船船体生产设计报告书船舶.docx

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14000t级散货船船体生产设计报告书船舶

毕业设计（论文）任务书

学生姓名专业班级

指导教师工作单位

设计（论文）题目:

14000T散货船船体生产设计（艏部区域）

设计（论文）主要内容：

1.设计依据

设计对象：

14000T散货船主船体承造船厂：

长江航运集团青山船厂

主要尺度：

总长——————140.70米设计吃水—————7.90米

垂线间长————131.80米结构设计吃水———7.90米

型深——————10.80米设计排水量————14000吨

型宽——————20.00米

2.设计要求

充分查阅中外相关资料，深入调研，全面细致地读识船图，学习并应用相关软件，创造性地运用所学知识，密切结合生产实际进行14000T散货船主船体生产设计，并在此基础上，独立完成该指定分段的生产设计。

3.设计内容

总体部分：

主船体生产设计

独立部分：

指定分段的生产设计

要求完成的主要任务:

1、在进行毕业设计任务分析、资料检索、调研的基础上完成开题报告。

2、在比较及论证的基础上，制定主船体建造及分段建造方案，进行主船体分段划分；绘制主船体外板展开图（1#），编制主船体分段重量计算书，绘制主船体分段划分及余量布置图（2#）。

3、设计船台安装程序，绘制主船体分段船台安装程序图（3#）和安装定位线图（2#）。

4、计算船台安装工时，编制主船体分段船台安装工时计算书和安装进度日程表（3#）。

5、进行指定分段的生产设计，绘制该分段生产设计图表（按需要采用3#图幅）。

6、编制毕业设计报告书，字数要求不低于10000字；所涉及参考文献不低于12篇，其中外文文献不少于2篇；毕业设计报告书应符合“武汉理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范（理工类）”的要求。

7、翻译与设计任务有关外文文献一篇，英文字数不少于2万印刷符。

8、学校规定的其它工作。

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）

本课题为14000T散货船生产设计，工作重点是在理解生产设计是船舶设计的一个阶段的基础上，学习“怎样造船”，和根据承造厂情况“怎样合理组织造船生产”。

1·造船生产设计概念及研究现状分析

即在船舶设计工程中，在确定船舶总的建造方针前提下，以详细设计为基础，根据船厂施工的具体条件，按工艺阶段，施工区域和单元绘制记入各种工艺指示和各种管理数据的工作图表，以及提供生产信息文件的一种设计过程。

现阶段生产设计是应用统筹协调理论和成组技术的基本原理在图纸上“模拟造船”的过程，所以，学习成组技术来“造船”和应用统筹协调理论“合理组织造船”也是本课题最大目的所在。

而成组技术正在向信息技术和智能技术发展，工程状态也正在由区域建造向壳舾涂一体化以及全面模块化和数字化的虚拟仿真造船迈进。

可见世界范围内的造船技术正在不断地发展，我们也应该不停地学习吸收，创造出适合国内船厂情况的模式。

2·承造厂情况

此次承造厂为青山船厂，该厂近年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。

但青山船厂目前主要产品为集装箱船和化学品船，对本次课题14000T散货船关注较少，生产设计不如前两种完善。

本研究也应在不影响其他船舶生产同时，最优化的利用船厂资源，进行合理安排，提高综合经济效益。

3·主要目的及意义

（1）对造船过程有全面学习，制定出现阶段对承造厂最合适本课题14000T的生产设计方案。

（2）将整个造船生产过程中的各种因素（人力，设备，场地，器材等）通过设计的方式预先加以综合协调和优化。

（3）提供造船生产所必需的图表和文件，使其能直接指导造船生产过程，并有效地进行。

（4）将“如何造船”的工艺质量，管理数据和生产信息全面反映到生产设计的工作图和管理表中，为指导生产提供依据。

（5）使新工艺，新技术应用到生产设计中，有利于推动技术进步。

（6）有利于对船舶进度，质量和安全生产实现全面管理。

（7）促进船厂管理体制改革，提高造船水平。

2、基本内容和技术方案

基本内容：

（1）设计任务分析，完成相关资料检索，进行外文资料翻译

（2）读识船图，进行全船理论重量计算，编制主船体重量计算书

（3）绘制外板展开图

（4）主船体建造方案及分段划分方案设计，绘制分段划分图

（5）主船体船台安装工时计算，绘制船台吊装顺序图

（6）设计主船体船台安装工艺进度，编制主船体船台安装工艺进度表

（7）分段建造方案设计

（8）指定分段工作图表设绘

（9）编写毕业设计报告

技术方案：

（1）船型特点：

钢制全电焊结构，单甲板，尾机型，单桨，单舵，柴油机驱动螺旋桨推进的散货船，具有球鼻艏。

设有艏楼，尾楼，上甲板以上设有四层甲板室。

全船有3个货舱，货舱区为双层底和带底边舱，顶边舱的单壳结构。

全船共设7道水密横舱壁，位于，

，

，

，，，肋位。

（2）重量计算：

需综合分析全船结构，对船图充分认识后计算，考虑到后续分段的方便性，按肋位计算重量，并列出构件组成。

（3）外板展开图：

由肋骨型线图，型线图，总布置图，分段划分图及有关结构图样绘制。

（4）主船体安装方案和分段划分：

主船体安装方案可供选择的有岛式，塔式建造等，考虑到批量建造时可能运用串联建造法。

分段划分需要参考重量计算并与外板展开图的绘制相互调节，要求平衡分道作业线的作业量，协调各线的生产手段，提高效率和效益。

（5）进度表，说明书和生产设计图表：

按照任务书规定编写，根据主船体安装和分段划分选择最优方案，有先进生产工艺的应用。

3、进度安排

1-2周：

完成开题报告及检索资料摘要。

外文资料翻译分散进行

2-4周：

分析优化论证、确定船舶主要要素，绘制布置草图

4–6周：

完成外板展开图

6-8周：

完成主船体建造方案说明书及分段划分图

8-9周：

完成主船体船台安装工时计算书及船台吊装顺序图

9-10周：

完成主船体船台安装工艺进度表

10-11周：

完成分段建造方案说明书

11-14周：

提交主船体指定分段生产设计图表

14-16周：

完成毕业设计报告书

4、指导教师意见

指导教师签名：

年月日

摘要

本文结合承造船厂——青山造船厂的实际情况，对14000吨散货船进行生产设计。

通过对任务书的理解，明确所生产船舶的产品特点和所需要的技术要求；加上对承造厂的实地考察，掌握了该承造厂的生产能力；综合考虑后，按照任务进度安排，进行了本船的生产设计。

主要内容包括：

资料检索、外文翻译，主船体建造方案设计，主船体分段重量计算，外板展开绘制，分段船台安装程序设计，分段安装定位设计，主船体分段安装工时计算，安装进度日程设计，相关分段建造等。

关键词：

散货船；船体生产设计；建造方案；分段划分。

Abstract

Thispaperisfor14,000DWTofbulkcarriermanufacturingontheactualsituationintheshipyardofQinShan.Onthebasisofunderstandingoftheassignment，weclearlyknowtheship’scharacteristicsandtechnicalrequirementsneeded;togetherwiththecontractorworksonthesiteinspection，wehavemasteredtheproductioncapacityofit;Afterconsideration,wedidtheproductiondesignofthisshipaccordingtotheassignment.Themaincontentsincludedintheproductiondesignareasfollowing：

informationretrieval,foreignlanguagetranslation,thedesignofthemainhullconstruction,thesubsectioncalculationofthemainhullweight,shellexpansiondrawing,designofsubsectionslipwayinstallationprocess,designofsubsectioninstallationlocation，calculationofman-hoursubsectioninstallationmainhull,thedesignofinstallationprogressagenda,andtherelatedsection’sproduction.

KeyWords：

Bulkcarrier；Hullproductiondesign；Construction;Sub-division.

绪论

本课题为14000T散货船生产设计，工作重点是在理解生产设计是船舶设计的一个阶段的基础上，学习“怎样造船”，和根据承造厂情况“怎样合理组织造船生产”。

造船生产设计即是在船舶设计工程中，在确定船舶总的建造方针前提下，以详细设计为基础，根据船厂施工的具体条件，按工艺阶段，施工区域和单元绘制记入各种工艺指示和各种管理数据的工作图表，以及提供生产信息文件的一种设计过程。

现阶段生产设计是应用统筹协调理论和成组技术的基本原理在图纸上“模拟造船”的过程，所以，学习成组技术来“造船”和应用统筹协调理论“合理组织造船”也是本课题最大目的所在。

而成组技术正在向信息技术和智能技术发展，工程状态也正在由区域建造向壳舾涂一体化以及全面模块化和数字化的虚拟仿真造船迈进。

可见世界范围内的造船技术正在不断地发展，我们也应该不停地学习吸收，创造出适合国内船厂情况的模式。

此次承造厂为青山船厂，但目前它的主要产品为集装箱船和化学品船，对本次课题14000T散货船关注较少，生产设计不如前两种完善。

本研究也应在不影响其他船舶生产同时，最优化的利用船厂资源，进行合理安排，提高综合经济效益。

本次毕业设计的主要目的及意义：

（1）对造船过程有全面学习，制定出现阶段对承造厂最合适本课题14000T的生产设计方案。

（2）将整个造船生产过程中的各种因素（人力，设备，场地，器材等）通过设计的方式预先加以综合协调和优化。

（3）提供造船生产所必需的图表和文件，使其能直接指导造船生产过程，并有效地进行。

（4）将“如何造船”的工艺质量，管理数据和生产信息全面反映到生产设计的工作图和管理表中，为指导生产提供依据。

（5）使新工艺，新技术应用到生产设计中，有利于推动技术进步。

（6）有利于对船舶进度，质量和安全生产实现全面管理。

（7）促进船厂管理体制改革，提高造船水平。

1承造厂生产条件和产品概述

1.1承造船厂背景

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3万吨级以下的货轮、集装箱船、油轮、化学品船、液化气船和各类客轮、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吨级散装水泥船等产品。

2002年12月12日完工交付的出口比利时18500吨双相不锈钢舱化学品船为我国首制船，该船和3750吨全环保型电力推进成品油轮在国际市场上获得好评，产生了良好的品牌效应；青山船厂被世界著名的克拉克松航运咨询公司评为2005年全球20大化学品船建造厂，排名世界第15位。

青山船厂产值2002年为4亿元人民币，2007年飞跃至27亿元人民币，2008年手持订单金额达170亿元人民币，预计年产值将达40亿元人民币。

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。

被湖北省、武汉市确定为外轮修理定点厂家。

2005年底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380米左右，工程投资总概算为1.259亿元，主体工程于2007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，年造船生产能力将由目前的16万综合吨提升到30万综合吨，年产值将达40亿元，出口创汇将达到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本船生产背景

1）建造艘数：

年产量3艘

2）建造船台：

本船可选择在以下船台进行建造：

（1）9号露天船台：

该船台尺度为172m×22m，承载能力10000吨；设有60吨高架吊2台，10吨高架吊1台；100吨和150吨液压船台小车各一台。

（2）7号露天船台：

该船台尺度为172m×22m，承载能力10000吨；设有60吨高架吊2台，10吨高架吊1台；100吨和150吨液压船台小车各一台。

（3）6号露天船台：

该船台尺度为172m×22m，承载能力50000吨；设有15吨高架吊1台，300吨龙门吊1台；100吨和150吨液压船台小车各一台。

3）分段建造区：

本船分段可在以下建造区建造：

（1）在船体车间建造，其建造区尺度为125m×27m×14.5m×2跨；东、西两跨各设30t/10t和50/10t行车2台,各跨大门高10.6m，宽22m。

（2）在露天分段建造区建造，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。

1.3产品特点

1.3.1主尺度：

船舶主尺度与要素：

总长140.70m

垂线间长131.80m

型宽20.00m

型深10.80m

设计吃水7.90m

结构吃水7.90m

设计排水量14000T

1.3.2生产要求：

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，其余为A级钢。

1.3.3建造材料规格:

D=8～22mm；1800×6000mm；1600×6000mm；1800×8000mm；

2设计指导思想

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。

其中产品设计是解决造什么船的问题；生产设计则是解决怎样造船的问题；生产设计是解决如何来组织造船的问题。

这三者是相辅相成、相互相关的，所以，我国已规定船舶设计应包括初步设计、详细设计和生产设计三部分，并由生产设计给生产计划提供所需的资料。

详细设计是船舶产品设计的第二阶段。

通过各个具体技术专业项目的设计计算和图纸的绘制，解决设计中基本的和关键的技术问题，最终确定船舶全部技术性能、船体结构、重要材料、设备选型、订货要求、各项技术要求和标准。

生产设计是船舶产品设计的第三阶段，是解决“怎样造船”的工程技术问题，也就是对承建船舶的建造工艺及其流程的设计，是在详细设计的基础上，按工艺阶段、施工区域和安装单元绘制有工艺要求和生产管理数据的工作图表的设计。

生产设计是解决“如何造船”的问题。

要根据船厂的具体生产能力、生产特点、生产组织方式、造船工艺等来决定生产设计图纸和文件的内容和深度。

在设计阶段要严格按照造船工艺的顺序进行，将工程分为若干子项目，逐一解决，要完全按照承造厂实际情况去展开施工，并要完全按照产品的技术要求进行检验。

在船舶的生产我们应该注意以下几点：

1）能适应具体生产条件，充分利用现有的设备和场地。

2）能保证工厂建造此种船舶的年度计划的完成。

3）能满足船舶结构和工艺上的合理性要求。

4）能获得最好的技术经济指标，其中包括提高质量、降低成本、缩短建造周期、提高生产效率等。

5）能有利于合理的组织劳动力，注意生产节奏。

6）能有效的改善施工条件、减轻劳动强度。

3船舶建造方案

所谓船舶建造方案，从狭义来说，是指建造船体的方法，包括船体建造阶段的具体划分，船体分段和总段的建造方法，以及船体在船台上的建造方法。

然而，由于船体建造是整个船舶建造的基础，特别是随着现代造船技术的发展，船体的建方法已不可能仅仅局限上述范围内加以考虑，而必须包括更为丰富的内容，例如，船舶的壳、舾、涂一体化。

因此，从广义来说，船体建造方案应是根据产品的要求（建造批量、交货时间、技术要求）和特点，结合工厂的生产能力，制造出最佳船舶的方案。

因此，它不是一般生产工艺的罗列，而是选择船体建造的主要技术对施工中特殊问题的处理。

选择合理的建造方案主要考虑以下基本原则：

1充分考虑船厂生产条件，使之能够满足所选建造方案。

2尽可能提高船台利用率，缩短船台周期。

3采用较为简单的安装方法，减少劳动强度。

4尽量减少船台焊装工作量，减小船体焊接总变形。

5充分利用板材，提高材料利用率。

3.1选择船体建造方案时应考虑的因素

1）船厂的起重能力：

船台起重能力影响着船体建造方案的选择。

包括船体车间和舾装车间的加工能力、船台和车间的起重运输能力、装配焊接车间的生产面积等。

起重运输能力是影响建造方案的重要因素。

船台上船体建造方案的选择，很大程度上取决于船台的起重能力。

2）船厂的生产场地：

船台（船坞）的类型、大小等直接影响到对船台（船坞）的船体建造法的选择，例如用水平船台造船时，可以利用船台小车作为总段的移运丁具而选用总段建造法。

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。

要充分利用船台较舾装码头有利的条件，尽量增加下水前的完工量，以利船舶建造总周期缩短。

从施工条件、施工质量和劳动生产率等方面看，分段装焊区的条件较船台和码头都有利。

因此，在其他条件允许时，应尽量扩大分段和总段的预制预装范围，提高分段和总段的安装的完整性。

3）船厂劳动力负荷：

建造方案的选择，要考虑劳动力负荷的均衡和工种的协调。

当劳动力足够时，可扩大采用岛式建造法建造的范围；反之当劳动力不足时，应考虑与其适应的其他建造方法，如塔式建造法等。

此外，还应注意分段制造和船台装配阶段的衔接。

4）所建船舶主尺度和船型特点：

小型船舶一般选用总段建造法；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。

总之，在决定船舶建造法案时，首先必须进行调查研究，充分熟悉设计图纸、船厂生产能力和设备状况，全面考虑各种因素的影响，拟定各种可行且合理的船舶建造方案。

然后对其进行方案的先进性评价，选出最优的船舶建造方案。

3.2本船建造方案的选择

3.2.1备选方案简介

船台总装方式主要有总段建造法、塔式建造法、岛式建造法及串联建造法。

（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。

当两个总段的对接焊缝焊接结束后，即可进行该处的舾装作业。

（2）塔式建造法：

建造是以中间偏后的底部分段为基准分段（对中机型船也可采用机舱分段），先吊上船台定位固定，然后向首尾和两舷，自下而上依次吊装个分段。

（3）岛式建造法：

将船体划分成两至三个建造区（简称岛），每个岛选择一个基准分段，按照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链接起来。

（4）串联建造法：

在船台尾端建造第一艘船舶的同时，就在船台首段建造第二艘的尾部，待第一艘船下水后，将第二艘船的尾部移至船台尾端，继续吊装其他分段形成整艘船体，于此同时，在船台首段建造第三艘船的尾部，依次类推。

3.2.2建造方案择优

由于串联建造时船台长度要求是船长1.5倍，本次所备船台都不能满足要求；岛式建造时的嵌补分段根据青山船厂能力判断可能无法顺利进行。

因此，初步选定总段法、塔式法两种方法。

下面对这两种方法进行比较。

（1）从船厂起重能力看，最大分段重量不能超过150t。

需要吊装船体重量都在船厂的起重能力范围内。

不过总段建造时货舱段长度有一定的限制，增加了分段数量。

货舱段横向大接缝会比塔式建造多1-2个。

（2）从船台周期看，总段法的船台周期最短，塔式法次之。

（3）从机械化与自动化角度看，塔式建造法的工作面铺的比较开，平面分段或曲面分段比较多，自动化机械化条件好。

（4）从焊接变形角度考虑，总段的刚度大，焊接变形较小，塔式的首尾上翘比较大。

（5）从与舾装及密性试验的角度看，总段法可提前进行预舾装及密性试验。

评估一：

以下用梁有祥的简明评估方法判断。

（理由：

建造方案的选择也就会产生不同的分总段划分方案，可以用此侧面评估建造方案的优劣）

1.分段数量的评估

：

在进行分段划分各个方案比较时，以分段总数量最少的为30分。

总数量较多者扣除分数。

设分段总数量最少者为A方案，其分段总数量为

；另一方案B的分段总数为

。

则A方案得

=30分，B方案的得分

=30-×30（分）。

选择总段建造时横向大接缝比塔式最少多一个，所以货舱段会多出7个分段数；但艏部若用总段建造，可以不分左右舷，所以可以减少2个分段数；而塔式建造时分段数是110个，总段建造时分段数为115个。

即塔式建造为方案A，总段建造为方案B；

得：

=30分，

=30-×30=28.69。

2.分段平均重量的评估

：

在不考虑船台合拢前的分段总组装的情况下对分段的平均重量进行评估。

分段平均重量=，则

=×30（分）。

塔式法考虑到成组，将货舱段顶边舱、舷侧和底边舱分段总组，所以上船台分段数量为58个，能利用的基本起重能力为60t，单体分段可能重量为60×0.9=54t；总段法上船台数为27个，能利用的基本起重能力为150t，单体分段可能重量为150×0.9=135t。

该船分段重量和为2190t。

得A：

=

×30=20.97

B：

=

×30=18.02

3.分段平均长度的评估

分段沿船长方向的长度，除了受分段的重量限制之外，还受