船体装配工培训教材.docx
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船体装配工培训教材
第一章铆工的基础知识
一、铆工的任务
铆工的任务是从事钢结构的制造工作。
钢结构在国民经济建设中到处可见，种类繁多，大的如炼铁高炉、远洋轮船、大型桥梁和电视发射塔等，而小的如电气柜、自行车架、通风道和贮气瓶等。
铆工的工作内容比较多，但主要的工作内容是看图下料、冷热加工、构件拼装、结构装配等。
所谓看图下料就是指放样、展开和下料；冷热加工是指将钢材裁割开来，并加工成为一定形状的零件；构件拼装和结构装配是指采用焊接或铆接的工艺方法将零件拼装成部件和构件，并进一步装配成分段和完整的钢结构。
所以，从放样开始直到总装、交验的整个过程都是铆工的工作范围。
随着生产机械化和自动化程度的不断提高，工种的分工愈来愈细，目前，在一些工厂里，铆工的工作内容已局限于钢结构的装配。
原来从事放样、下料…等工作内容的工人被分别称为放样工、下料工…等而区别于铆工。
二、常用计算公式
（1）、钢丝绳
F许=9d2
d——钢丝绳直径（mm）
例：
一根直径18.5毫米的钢丝绳用于吊运工件，求许用负荷。
F许=9d2=9×18.5×18.5=3080kg
（2）、卸扣（卡环）
P=6d2
式中：
P——许用负荷（kg）
d——卸扣弯环处直径（mm）
例：
有一个弯环处d=20mm的卸扣，求许用负荷。
P=6×20×20=2400（kg）
（3）、其他计算公式
①、圆周长度
C=
d
式中：
C——圆周长度（mm）
——圆周率取3.1415
d——直径（mm）
例：
有一根圆钢d=420mm，求该圆钢的周长。
C=3.1416×420=1319.5（mm）
②、圆面积
A=
d2/4
式中：
A——圆面积（m2）
——圆周率取3.1416
d——直径（m）
例：
有一块圆盖板d=1.25m,求该盖板的面积。
A=3.1416×1.25×1.25/4=4.908/4=1.227（m2）
③、圆钢重量
=
d2L7.85/4
式中：
——圆钢重量（kg）
d——圆钢直径（分米）
L——圆钢长度（分米）
例：
有一根圆钢长度3.2m，直径0.8m,求重量。
L=3.2m=32dmd=0.8m=8dm
=3.1416×8×8/4×32×7.85
=50.27×32×7.85
=10627.82（kg）
④、钢管重量
=
L/4（d2-d’2）7.85
式中：
——钢管重量（kg）
L——钢管长度（dm）
d——钢管外径（dm）
d’——钢管内径（dm）
例：
有一跟钢管外径100毫米，内径80毫米，长2000毫米，求重量。
d=100mm=1dm,d’=80mm=0.8dm
L=2000mm=20dm
=3.1416×20/4×（1×1-0.8×0.8）×7.85
=15.71×2.826
=44.40（kg）
⑤、钢板重量
=LBJ7.85
式中：
L——钢板长度（m）
B——钢板宽度（m）
J——钢板厚度（mm）
——钢板重量（kg）
例：
有一块船用结构钢板长2.5m，宽1.6m，厚度12mm,求重量。
=2.5×1.6×12×7.85
=4×12×7.85
=376.8（kg）
第二章几何体放样
无论是造船或其它工业生产中，部少不了用金属板制作各种儿何形体的制品．如柱体、锥体、球体、箱体等各类工件．它们都可以通过准确的作图步骤和选取不同的展开方法来求取．在造船工业生产中，尤其是船体的舾装件．往往类似有上述不同的几何形体件．如带缆桩、桅杆、通风管、排气管和各神箱柜等．它们必须在几何作图的基础上，采用几何体展开和各种方法，才能准确、简捷地进行展开．因此，全而掌掘了几何体放样的技能．是为船放样打下良好的恭础．
第一节几何作图
一、边垂线法
（一）三规法（图1-1）步骤如下：
图1-1三规法作垂线
1．以a直线上的一点1为圆心，适当长R为半径画弧交a直线于2（图（l））。
2．以2为圆心．R为半径画弧交前弧于3，再以3为圆心，R为半径画弧交连过2-3直线的延长线于4（图
（2））。
3．连接l-4直线．即垂直于a直线图（（3））.
（二）半圆法（图1-2）步骤如下：
1．以适当长直线段1-2为直径画半圆，即3为圆心．
2．在半圆弧上任取一点4，连接直线l-4和2-1，即直线1-4垂直于直线2-4.
（三）计算法：
若有一三角形，其三条边的比例关系为3·4·5，则该三角形为直角三角形。
根据以上直角三角形的比例关系．若将该直角三角形的三条边同时扩大或缩小相同的若干倍数后，仍为一直角三角形．因此可很据上述规律就能求得一个所需要大小的直角三角形来。
所以在工厂实际生
产中，只需要将计算科出的数据，用钢卷尺读数就可既方便又简捷地作出边垂线，这种方法已被广泛采用。
二、角的等分
〔一〕任意角二等分（图1-4）步骤如下：
1．已知角BAC．以角顶A为圆心．适当长为半径圆弧．分别交AB、AC于D、E两点（图（l））。
2.分别以D、E两点各为圆心，以相同半径画弧，两弧交于K点，连接AK．将角BAC二等分（图
（2））。
（二〕直角三等分（图1-5）步骤如下：
1．已知直角BAC（图（l））。
2．以A为圆心，适当长R为半径画弧，分别交两直角边AB和AC于E、F两点（图
（2））。
3．再分别以E、F为圆心，以画EF弧的相同半径画弧，分别交EF弧于N、M。
连接AM、AN即将该直角三等分（图（3））。
（三）任意锐角三等分（图1-6）步骤如下：
1．已知任意锐角AOC．以角顶O为圆心，适当长R为半径画弧．交OA、OB于C、D.并以其为直径画圆（图
（1））。
2．作角AOB的分角线，交圆周于E，直径CD的右半圆三等分，得G、H（图
（2））。
3．连直线EG、EH，交CD于M、N。
连直线OM、ON，即将该锐角近似三等分（图（3））。
（四）任意钝角三等分（图1-7）步骤如下：
1．延长任意己知饨角AOB的夹角边BO至C。
以O为圆心。
适当长R为半径画半圆分别交BC于D、F。
并交OA于E（图（l））.
2.再分别以D、F点为圆心。
EF长为半径画弧，两弧相交于M。
连直线ME交OF于G。
将以J线段三等分，得等分点H、K（图
（2））.
3，连直线MH、MK并廷长与半圆相交于P、Q。
连直线OP、OQ，则将该钝角近似三等分（图（3））。
三．作正多边形
（一）作正五边形（图l-8）步骤下：
1．在已知圆内取半径OK的中点P（图
（1））。
2．以P为圆心，PA为半径画弧交OM于Q，则AQ直线距离即为正五边形的边长（图
（2））。
3.以A为圆心，AQ为半径画弧交圆周于B、E；再以相同的半径在圈周上截取C、D，顺序连接AB、BC、CD、DE、EA即得正五边形（图（3））。
（二）作正六边形（图1-9）步骤如下：
1.作已知半径为R的圆（图
（1））。
2.分别以圆直径的两端点A、D为圆心，R为半径圆弧交圆周于B、F和C、E点（图
（2））。
3.顺序连接AB、BC、CD、DE、EF、FA，即得正六边形（图（3））。
第三章几何体展开
凡是金属板制作成各种几何形体件．首先要报据其视向图，面成展开图，再按展开图号料、加工、装焊而成。
展开图就是将形体表面展成平面实形图．图1-25
（1）为圆筒的视图。
图
（2）为圆筒的展开图，图〔3〕为圆筒成形过程的立体图。
所以一块长方形的钢板可以卷成圈筒。
反过来也可将圆筒摊开成长方形钢板。
这种将形体件的表面摊开在一个平面上的过程就叫展开。
跟据几何体表面的展开性质。
分可展表面和不可展表面两种。
如果形休表面能
全部平整地摊平在一个平面上，而不产生撕裂、皱折、重叠、遗漏现象，这种表面称可展平面，除平面外有柱面、锥面面等．如形形体表面不能自然平整地滩平在一个平面上，这就称为不可展平面，如球体、圆环和螺旋面等。
但是我们把不可展开而（如球面）进行表面分割成若干小块，把每一小块近似地看成单向曲面。
这样便能作每一小块曲面的展开图．这是解决不可展曲面作近似开的基不原理。
几何体构件展开在造船、锅炉、化工，冶金及机械制造等行业的日常生产中，常有用钢板制成的各种大小不等形状各异的几何体产品，这些形体件在制造过程中，首先要掌握的是几何体的展开的方法。
不同几何形状的形体件，应选择既方便省时，又保证精度的不同展开方法．目前常用的作图展开方法有：
平行线法、放射线法和三角形法。
这三种基本展开方法，对形状较简单的构件可单独应用其中的一种方法，较复杂的形体件．尤其是相贯形体件、可用几种方法结合使用。
此外有部分几何体可用计算法来展开。
下面将各种展开方法分别介绍一下。
一、平行线法：
平行线法适用于圆柱、棱柱等金属管件的展开。
如带缆桩、部分通风管和部分弯头等。
其展开原理是将圆柱体平面平均等分，过等分点在圆柱而上作出相应的素线，把圆柱面划分成若干四边形，以近似地代替圆柱表面。
然后依次将这些四边形展平画在平面上即为所求的展开图．按这一原理绘制展开图的方法称为平形线法，现举例如下：
（一）斜口圆柱展开图1-26步骤如下：
1．图1–26
（1）为斜圆柱立体图。
将图l-26
（2）水平图上的圆周作12等分．过各等分点向正面图作平行投影素线与圆管斜口相交．
2．适当延长正面图的底线，将圆周展开在延长底线上，依次得1、2、3、…、7各点，过各点作垂线．在垂线上对应量取平面图上各素线的长度．然后用光顺曲线连接即为展开图（图1-26（3））。
（二）求圆柱斜口圆实形图l–27步骤如下:
1.将平面图圆周12等分得等分点1、2、3、……、7（半圆6等分）.
2.过各等分点向上引素线与正面图斜口线相交得交点1’、2’、……、7’。
3.由1’、2’、3’，…、各点作1’-7’的垂线：
又作l”-7”直线平行等于l-7直线。
由各交点左右对称截取水平面图各对应等分点至中心线的半宽（a、b,d）．得出交点2”、3”、4”、5”、6”、，将各点连顺椭圆曲线即得所求斜口面实形。
（三）三节等径弯管900弯头的展开
二．放射线法
放射线法适用几何体表面具有素线相交于一个共同点的形体。
如．圆锥体、棱锥体等的表面的展开（图1-32）.其展开原理是在锥体表面作出一系列三角形，然后求出倾斜线段的实长.再将各个三角形依次展平画在一起，即为所求的展开图.由于在展开图上各素线（棱线）汇交于一点，所以这种方法称为放射线法。
（一）正四棱锥台的展开
图l-33
（1）为四棱锥台的立体图．图l-33
（2）中的展开步骤如下:
1．延长正面图．平而图的棱线相交于S’、S点（即锥顶）．用前述旋转法求出被线实长.
2．作展开图：
以S’为圆心．棱边实长S’-I’，S’-A’为平径画同心圆弧.
3，由S’-I’为起始线，分别以A、I点为圆心．平而图中的1-2、2-3和a-b、b-c为半径，依次画弧与前面两圆弧分别相交得Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、…、Ⅰ和A、B、C、…、A各点．用直线连接相邻两点．即为四棱锥台的表面展开（见图1-33（3）所示）。
（二）正四棱锥顶部斜截的四棱锥台展开
图1-34展开步骤如下：
1．在图l-34
（1）中用旋转法求出棱线实长即S一Ⅳ.
2．求出S’-a’,S’-d’的实长为S’-A，S’-D。
（分别过a'，d’作水平线交S’-Ⅳ于A、D点）。
3．作展开图，以S’为圆心，S’-Ⅳ为半径画弧．又以起始点N为圆心，分别取平面图底边长4-3、3-2、2-1、l-4为半径画弧交前弧得Ⅲ、Ⅱ、I、Ⅳ等点。
直线连接S’-Ⅲ，S’-Ⅱ、S’-I、S’-Ⅳ。
再以S’为圆心，S’-A、S’-D，实长为半径画弧，分别与对应的线段相交于A、B、C、D、A各点．分别将上下口用直线连接相邻两点．即为四棱锥台的展开（如图1-32
（2）所示。
）
4．求斜截面。
首先作一直线M-N平行等于正面图中的斜截线a’-d’然后再过M、N点向两端作M-N垂线，且于其上两两对称地量取平而图中L、L．的距离．连成一等腰梯形．即为斜截面实形（如图l–34（3）所示）。
〔三〕正五棱锥顶部斜截的五棱锥台展开
图1-35，展开步骤如下：
1．由图1-35
（1）两视图可知S’-I’为各棱线的实长。
现须求出S’-b’、S’-c’实长后才能作出展开图。
因此过正面图中的b’、c’点作水平线与S’-I’相交于b”、c”。
则S’-b”、S’-c”的实长线。
2．作展开图:
以S’为圆心．S’-I’为半径画圆弧，由起始线S’-I线段的I点为圆心，平面图底边长为半径与前圆弧相交得Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅰ各点．直线连接S’-Ⅱ、S’-Ⅲ、S’-Ⅳ，S’-Ⅴ，S’-Ⅴ、S’-Ⅰ。
又以S’为圆心，S’-a’、S’-b”、S’-c”为半径与对应之棱线相交得A、B、C各点。
再分别将上下口用直线连接相邻两点．即为五校锥台表面的展开（如图1-35
（2）所示）。
3求斜截面．作一直线M-H-N平行等于正面图中的斜截线a’-b’-c’.过H、N点分别向两端作M-N线的垂线．并于其上两两对称地量取平面图中L、L’的距离．分别直线连接各点成一五边形．即为所求斜截面的实形（如图1-35（3）所示）.
〔四〕正圆锥斜截圆锥台展开
图1-36，展开步骤如下：
1．图1一36
（1）为圆锥台立体图。
将图1-36
（2）平面图半圈周六等分。
得等分点1、2、3、…7．过各点向正面图底线引各垂直线．并延长与斜截线相交于a’、b’、c’、d’、…、g’。
2.用旋转法求空间线段了S’-b’、S’-c’、…、S’-f’的实长，即过b’、c’、f’引水平线与S’-7（实长线）相交于b、c、…、f各点。
则S’-b、S’-c、…、S’-f即为各投影素线实长。
3．作展开图．由锥顶S’为圆心。
起始直线s’-1’为半径画圆弧（S’-1’=S’-1）．在弧上截取平面图上各等分点间的圆弧长度。
得1’、2'、…、7’各点．直线连接S’-1’、S’-2’、S’-3’、…、S’-7’。
又以s’为圆心．分别以S’-a、S’-b、S’-c、…、S’-g为半径作弧。
分别与各对应的线段相交于a”、b”、c”、…、g"各点。
连成光顺曲线。
即为1/2圆锥台的表面展开（如图l-26（3））所示。
另l/2展开面与此相同方法作出。
3．求斜截面。
作直线A’-G’平行等于正面图斜截线a’-g’的长。
过b’、c’、d’、…、f’作A'-G’的垂线。
且于其上面两两对称地截取平面图中B、C、D、…，F各点至中心线的宽度．得B’、C’、D’、…、F’等点。
过各点连接成椭圆，即为斜截面的实形（图1-36（4）所示）。
（五）斜圆锥水平斜圆锥台的展开
如果图锥的轴线与底面不垂直，则该圆锥称为斜圆锥。
因此，它表面素线的长度都不相等。
作展开图时必需分别求出各条素线的实长．在展开斜圆锥台前．先将整个圆锥表面展开，然后再画出截去部分。
图1-37展开步骤如下：
1.图1-37
（1）为斜圆锥台立体图。
将图1-37
（2）平面图圆周6等分，各等份点为B、1、2、3、4、5、A。
将锥顶S向下引垂线与A-B的延长线交于S’点，分别直线连接S’-1、S’-2、…、S’-5。
2．用旋转法求各素线的实长，以S’为圆心S’-1、S’-2、…、S’-5为半径作同心弧A-B直线相交于1’、2’、…、5’点。
过各点与锥顶连接直线，则S-1’、S-2’、…、S-5’即为各对应的实长线。
3.作展开图。
由锥顶S为圆心，各素线的实长为S-B、S-1’、S-2’、…、S-A为半径画同心弧，以起始线S-B’的B’为圆心，平面图中等分弧长a为半径画弧交以S-1’为半径的圆弧于1”点。
又以1”为锥心。
平面等分弧长a为半径画弧交以S-2”为半径的圆弧于2”点，以下用同法求得3”、4”、5”、A’直至B”各点并连成光顺的下口曲线。
再过1”、2”、3”、…B”各点与S连接直线。
得展开图的放射素线又以S为圆心，S到C-D水平线与各素线的交点为半径画同心弧与各展开的放射素线对应相交，并连成光顺的C–C”上口曲线,即为斜圆锥台的表面展开（如图1-37（3）所示）。
三、三角形法
当几何体形状比较复杂，既不是柱体，又不是锥体的几何形体件，可用三角形法展开。
共展开原理是将物体表面的复杂形状分割成一组或多组三角形，并分别求出各个三角形的实形．再依次把这些三角形展平画在一起。
近似地代替物体表面，即为其展开图。
三角形展开法大致可分以下三个步：
第一，正确地在视吐中将形体表面分割成若干小三角形使所有三角形的顶点都必须位于形体的上下口边缘上；所有小三角形的边线不得穿越形体内部空间，而只能附有在形体表面上：
所有相邻的两个小三角形都有而且只能有一条公共边。
第二，很据求实长的方法求出所有小三角形各边的长。
第三，作展开图时，各小三角形的相邻位置为依据，由中间内两端展开（用交规法），最后把所有交点视物件的具体形状，用曲线或折线连接而得展开图。
（四）相贯体展开
如果有两个或两个以上的几何体在空间相交就为相贯体，两形体相交后．在相交形体的表面一定存在着二形体的一系列公共点，这些公共点就叫相贯点。
所有相贯点的集合，组成一条或两条空间曲线或折线，这曲线或折线就叫相贯线，又称结合线，如图l-43所示。
相贯线不但是相交形体的公共线，而且也是相交形体的分界线，这是相贯线的特性之一；另外，由于几何体总是有一定的形状和范围，因此相贯线在空间总是封闭的，这是相贯线的又一特性。
相贯体展开时，必须先作出相贯线，以确定基本形体的分界线。
然后再分别作展开图，如图1-43所示的相交圆管，当求出相贯线后，即分成支管和带孔的主管两单独形体的截体，再分别作出它们的展开图。
由此可见，精确地求作相贯线，是相贯体在展开之前必须完成一项重要工作。
相贯线求法有：
素线法．纬线法、辅助截面法和辅助球面法等多种，现将各种方法的应用举例于下：
（一）素线法求相贯线及展开：
利用两个相交的规则几何本表面索线的交点作为相贯点．从而画出相贯线的方法，称之为素线法。
1．两异径圆管偏交形体展开：
图1-44，求作相贯线及展开图的步骤如下：
（1）图l一44
（1）为两异径圆管偏交的立体图。
将图1-44
（2）的正面图和侧面支管断面圆周等分（半圆周分四等分），得等分点1、2、3、…、5。
过各点引支管轴中心线的平行素线，首先各素线交侧面主管圆周上于l”、2"、…、5各点。
（2）侧面图中的l”、2”、3”、…、5”各点引水平线与正面图中的对应素线相交于1’、2’、3’、…、5’各点即为相贯点，用曲线连顺各点，即将正面图上相贯线投形．
（3）作支管和主管的展开图可用平行线法进行．分别得出图1-44（3）和1-44（4）的展开图。
2．圆锥管斜交圆管形体的展开：
图1-45（l）为一日用品水壶图样．它的本休是有一个圆锥管和一个圆管斜交的相贯体，求作相贯线及展开图的步骤如下：
（1）在图l-45
（2）中，廷长正面图圆锥管s’1’-a’,使S-a’=S-g’，连直线a’丫为正圆锥体底线，以底线中心D’为圆心，a’-d’为半径画半圆，且6等分半圆周得等分点A、B、C、…、G过各点作a’-g’的垂直线得b’、c’、…、f’各点，并过各点与S’连素线。
（2）求作圆锥底面的水平投影即在平面图上的投影画成椭圆（a’-g’为椭圆的长轴，．a’-g’平面投影距离a-g为椭圆的短轴）。
再将正面图b’、c’、…、f’各点投至平面图的椭圆圆周上得b、c、…、f各点、又过各点与锥顶s连成素线，使各条素线与圆管的圆周相交于1、2、3、…、7各点。
再将各点投至正面图对应的素线上。
得l’、2’、3’、…、7’点.。
并连各点成光顺曲线，即为正面图上相贯线的投影。
第四章钢材的分类及船用钢材
一、钢材的分类
1.碳钢
碳刚又称碳素钢,是铁和碳的合金。
碳钢中除以碳作为主要合金元素外,还有少量锰和硅有益元素。
此外,还有硫、磷等杂质.碳钢的性能主要取决于含碳量。
碳钢是钢材中产量最多,应用最广的材料。
碳钢的分类:
1）按含碳量分:
大致分成下表所列的低碳钢、中碳钢、和高碳钢三类。
名称
w（C）（%）
典型硬度
典型用途
低碳钢
≤0.25
60～90HRB
特殊钢板、型钢、薄板
中碳钢
0.25～0.60
25HRC
机械零件和工具
高碳钢
≥0.60～1.00
40HRC
弹簧、模具、导轨
2）按品质分
主要以有害杂质硫、磷等含量来划分：
a）普通碳素钢含w（S）≤0.050%,w（P）≤0.045%
b）优质碳素钢含w（S）≤0.035%,w（P）≤0.035%
c）优质优质碳素钢含w（S）≤0.030%,w（P）≤0.035%
3）按用途分
a）结构钢用来制造各种金属构件和机器零件。
b）工具钢用来制造各种工具，如量具、刃具、模具等。
2．合金结构钢
合金结构钢是在碳素钢的基础上有目的地加入一种或几种合金元素的钢。
常用的合金元素有锰、硅、铬、镍、钼、钨等。
加入合金元素可使钢的性能产生预期性的变化，如提高其强度，改善其韧性，或使具有特殊的物理、化学性能，如耐热性和耐蚀性等。
合金结构钢的应用领域很广，种类繁多，可按化学成分、合金系统、组织状态、用途和使用性能等方面来分类。
按合金元素的总含量的多少来分有：
a）低合金钢一般w（Me）<5%
b）中合金钢，w（Me）＝5%～10％
c）高合金钢，w（Me）>10%
按用途和性能分有：
1）强度用钢即通常所说的高强度钢。
它的主要性能是力学性能，合金元素的加入是为了保证足够的塑性和韧性的前提下，获得不同的强度等级。
2）特殊用途钢这类钢主要用于在特殊条件下工作的机械零件和工程结构，对其要求除了满足常规力学性能外，还必须适合特殊条件下的工作要求，如耐高温、耐低温或耐腐蚀等特殊性能。
3．不锈钢
不锈钢是指能耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其它腐蚀介质腐蚀的，具有高度化学稳定性的钢种。
不锈钢的含铬量在12%以上，属于合金钢的一种。
这类钢除了具有优良的耐蚀性能外，还具有优良的力学性能、工艺性能及很大的工作温度范围（1050℃-269℃），适于制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零件和设备。
二、船用钢材（参考LR规范）
1、一般强度钢
1.1一般强度钢的机械性能，见表1
1.2一般强度钢的化学成分，见表2
表1一般强度钢的机械性能
钢级
屈服强度
N/mm2
最低
抗拉强度
N/mm2
延伸率
%
最低
冲击功
厚度mm
平均值，J，最低
纵向
横向
A
235
400-520
22
≤50
27
20
B
D
>50≤70
34
24
E
>70≤100
41
27
不同钢级的冲击试验应在以下温度下进行:
A——20°C，B——0°C，D——-20°C，E——-40°C
表2高强度的机械性能
钢级
屈服强度
N/mm2
最低
抗拉强度
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