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標題: 船舶基礎知識及術語解釋(集成版) [打印本頁]
作者: 機械注冊    時間: 2008-2-18 15:31
標題: 船舶基礎知識及術語解釋(集成版)
定義3 o& I  V4 Z; i! ^  r
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航行或停泊于水域的運輸或作業工具,按不同的使用要求而具有不同的技術性能,裝備和結構型式。
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% _+ b* E7 J9 S+ I: w+ d3 @簡史9 M8 R' R$ i0 V: g5 x6 a

, X7 f. W& R- t; e船舶從史前刳木為舟起,經歷了獨木舟和木板船時代,1879年世界上第一艘鋼船問世后,又開始了以鋼船為主的時代.船舶的推進也由19世紀的依靠人力,畜力和風力(即撐篙,劃槳,搖櫓,拉纖和風帆)發展到使用機器驅動(見船舶動力裝置).5 c8 F1 L# e" Y

0 Z' L- v9 a8 f0 T! M1807年,美國的R.富爾頓建成第一艘采用明輪推進的蒸汽機船"克萊蒙脫(Clerment)"號,時速約8公里/小時。
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1839年,第一艘裝有螺旋槳推進器的蒸汽機船"阿基米德(Archimedes)"號問世,主機功率為58.8千瓦.這種推進器充分顯示出它的優越性,因而被迅速推廣。
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1868年,中國第一艘載重600噸,功率為288千瓦的蒸汽機兵船"惠吉"號建造成功。) M; s9 d, \4 X) P5 v9 v
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1894 年,英國的C.A.帕森斯用他發明的反動式汽輪機作為主機安裝在快艇"透平尼亞(Turbinia)"號上，在泰晤士河上試航成功,航速達60公里/小時以上，早期汽輪機船的汽輪機與螺旋槳是同轉速的，約在1910年出現了齒輪減速,電力傳動減速和液力傳動減速裝置，在這以后,船舶汽輪機都采用減速傳動方式。
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* H4 i3 ~; n9 C2 \# N1902～1903年在法國建造了一艘柴油機海峽小船。1903年,在俄國建造的柴油機船 "萬達爾(Βандал)"號下水.20世紀中葉,柴油機動力裝置遂成為運輸船舶的主要動力裝置./ P( K8 C1 T8 b
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英國在1947年首先將航空用的燃氣輪機改型安裝在海岸快艇"加特利克(Cartaric)"號上,以代替原來的汽油機,其主機功率為1837千瓦,轉速為 3600轉/分,經齒輪減速箱和軸系驅動螺旋槳.這種裝置的單位重量僅為2.08千克/千瓦,遠比其他裝置輕巧.60年代先后出現了用燃氣輪機蒸汽輪機聯合動力裝置(見燃氣-蒸汽聯合循環裝置)的大,中型水面軍艦.當代海軍力量較強的國家,在大,中型船艦中,除功率很大的采用汽輪機動力裝置外,幾乎都采用燃氣輪機動力裝置.在民用船舶中,燃氣輪機因效率比柴油機低,用得很少。. ?/ A- ]7 X" [; N) Y- Q6 }
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原子能的發現和利用又為船舶動力開辟了一個新的途徑.1954 年,美國建造的核潛艇"鸚鵡螺(Nautitlus)"號下水,功率為11025千瓦,航速為33公里/小時.1959年蘇聯建成了核動力破冰船"列寧 (Ленин)"號,功率為32340千瓦.同年,美國核動力商船"薩瓦納(Savannah)"號下水,功率為14700千瓦.現有的核動力裝置都是采用壓水型反應堆汽輪機動力裝置,主要用在潛水艇和航空母艦上,而在民用船舶中由于經濟上的原因沒有得到發展.+ D& Q. Z# w- C4 t5 H
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70～80年代,為了節約能源,有些國家吸收機帆船的優點,研制一種以機為主,以帆助航的船舶,用電子計算機進行聯合控制,日本建造的"新愛德丸"號便是這種節能船的代表.6 O. v4 A: [4 N8 H3 h

/ r/ S' `" U2 c6 m8 ~6 {古代中國是當時造船和航海的先驅.春秋戰國時期就有了造船工場,能夠制造戰船.漢代已能制造3 ~8 r1 H0 `. y: B
帶舵的樓船.唐,宋時期,河船和海船都有突出的發展,發明了水密隔壁.明朝的鄭和于1405～1433年間七次下西洋的寶船,在尺度,性能和遠航范圍方面,都居世界領先地位.- S6 y, u3 n: X( g5 M
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到了近代,中國造船業發展遲緩.1865～1866年,清政府相繼創辦江南制造總局和福州船政局,建造了"保民","建威","平海"等軍艦和"江新","江華"等長江客貨船.. q; F, f" ?4 r- i( ]( t
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中華人民共和國成立后,船舶工業有了很大發展,50 年代建成一批沿海客貨船,貨船和油船. 60年代以后,中國的造船能力提高得很快,陸續建成多型海洋運輸船舶,長江運輸船舶,海洋石油開發船舶(平臺),海洋調查船舶和軍用艦艇,大型海洋船舶的噸位可達120000載重噸.除少數特殊船舶外,中國已能設計,制造各種軍用艦艇和民用船舶.  n1 g+ c  @% y$ I8 j. [

, H1 i- E" u& k% ~  e3 {, Y構成% f; i. E; z/ f: W) F1 b  R; Z
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船舶是由許多部分構成的.按各部分的作用和用途,可綜合歸納為船體,船舶動力裝置,船舶舾裝等3大部分.
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船體：
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8 K& F7 W: k3 y! c( S9 A船體是船舶的基本部分,可分為主體部分和上層建筑部分.
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: w  ~. s9 L  k5 v主體部分一般指上甲板以下的部分,它是由船殼(船底及船側)和上甲板圍成的具有特定形狀的空心體,是保證船舶具有所需浮力,航海性能和船體強度的關鍵部分, 一般用于布置動力裝置,裝載貨物,儲存燃油和淡水,以及布置其他各種艙室.為保障船體強度,提高船舶的抗沉性和布置各種艙室,通常設置若干強固的水密橫艙壁(或同時包括縱艙壁)和內底,在主體內形成一定數量的水密艙,并根據需要加設中間甲板(一層或數層)或平臺,將主體水平分隔成若干層.
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- n4 b: c2 R& C9 f6 |上層建筑位于上甲板以上,由左,右側壁,前,后端壁和各層甲板圍成,其內部主要用于布置各種用途的艙室,如工作艙室,生活艙室,貯藏艙室,儀器設備艙室等. 上層建筑的大小,層樓和型式因船舶用途和尺度而異,一般都設首樓,而上層建筑的主要部分則位于機(爐)艙區域之上.運輸貨物船舶的上層建筑長度較短,而客船和科學考察船的上層建筑則是很講究的.
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船體結構大都用鋼材,由板材和型材組合成板架結構.
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船舶動力裝置
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4 g, q1 Q2 x; W; ^6 m船舶動力裝置包括:推進裝置——主機經減速裝置,傳動軸系以驅動推進器（螺旋槳是主要的型式);為推進裝置的運行服務的輔助機械設備和系統,如燃油泵,滑油泵,冷卻水水泵,加熱器,過濾器,冷卻器等;船舶電站(發電機,配電板等),它為船舶的甲板機械,機艙內的輔助機械和船上照明等提供電力;其他輔助機械和設備,如鍋爐,壓氣機(和空氣瓶),船舶各系統的泵,起重機械設備,維修機床等(它們并不全是為主機服務的).通常把主機(及鍋爐)以外的機械統稱為輔機.
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船舶舾裝和其他裝備：
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! U6 e0 Q. p$ W, A) K" E1 w# [船舶舾裝包括艙室內裝結構(內壁,天花板,地板等),家具和生活設施(炊事,衛生等),涂裝和油漆,門窗,梯和欄桿,桅桿,艙口蓋等.' m$ h4 ~( O+ x- s: G3 g
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船舶的其他裝置和設備中,除推進裝置外,還有:①錨設備與系泊設備;②舵設備與操舵裝置;③救生設備(救生衣,救生筏,救生艇及其收放裝置);④消防設備(探火和滅火設備與系統);⑤船內外通信設備(船內電話,無線電臺);⑥照
' [  t& k; r# ]4 [; c明設備;⑦信號設備(號燈,號旗等);⑧導航設備(雷達,各種定位儀,測探儀,計程儀等);⑨起貨設備;⑩通風,空調和冷藏設備(食品庫和冷藏貨艙用); 海水和生活用淡水系統; 壓載水系統; 液體艙的測深系統和透氣系統; 艙底水疏干系統; 船舶電氣設備,包括電纜,電氣控制板(箱),蓄電池,變壓器和變流機等.船舶設備中的照明,通信,信號,導航等設備也可歸入電氣設備; 其他特殊設備(依船舶的特殊需要而定).
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分類
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: ~7 B, f0 {6 P船舶分類方法很多,可按用途,航行狀態,船體數目,推進動力,推進器等分類.' D6 t' [) f9 K6 R' \: g* _0 R5 H

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按用途分類 這種分類方法最常用,可分為軍用和民用船舶兩大類.
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軍用船舶通常稱為艦艇或軍艦.其中,有直接作戰能力或海域防護能力者稱為戰斗艦艇,如航空母艦,驅逐艦,護衛艦,導彈艇和潛艇,以及布雷,掃雷艦艇等,擔負后勤保障者稱為軍用輔助艦艇.' M, D, Y( n- _7 i* U+ s

1 I2 Z3 G( c- N1 O) Q- n民用船舶指各種非軍用船舶.某些小船習慣上也稱為艇.民用船舶一般又分為運輸船,工程船,漁船,港務船等.
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' m9 P* c3 O3 K3 ~; O. ?① 運輸船:用于港口之間的運輸,如客船(包括渡船),貨船,客貨船.貨船又按貨物種類,運輸方式和裝卸方法分為:散件雜貨船(統貨或雜貨船),集裝箱船,滾裝船(包括車輛渡船),散貨船(多指谷物,煤,礦砂運輸船),運木船,油船,液化天然氣(和石油氣)船,駁船,拖駁船隊,頂推駁船隊(分節駁)等.有的船舶能運載集裝箱,礦砂,木材,谷物等多種貨物,稱為多用途船;有的專業船舶兼能運載石油,礦砂和其他粒狀散貨,稱為兼用船.
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% P- ^. q. Z1 `: r1 T) v- a②工程船:如挖泥船,打樁船,起重船,打撈船,布纜船,疏浚船和炸礁船.
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7 f0 n0 q+ @: i4 x3 U5 C" d③漁業船:如各類捕撈船(拖網漁船,圍網漁船,刺網漁船,流網漁船,釣魚船,蟹工船,捕鯨船和狩獵漁船),水產品加工船,水鮮冷藏運輸船,漁政船等.. J- [/ Y1 D9 z
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④港務船:如港作拖船,引水船,航標船,港監船,供油船,供水船,消防船和交通船.9 F" Y6 W: H1 [$ y+ O4 v0 t/ a; }

1 V- b' F8 o' o$ d$ E8 n- N0 a⑤海難救助船.⑥海洋開發船:如海洋調查船,鉆井船,多用途拖船和潛水器.
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按航行狀態分類. x  H" @) ~2 s) h! x; g3 ~9 q0 n5 _
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通常分為排水型船舶,滑行艇,水翼艇和氣墊船.
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/ r+ l. g- M3 t- g0 m) H①排水型船舶:水面船舶航行時,重力全靠水的浮力來支承,絕大多數船舶屬于此類.
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$ R4 @5 o  ~/ \  f②滑行艇:高速航行時,僅部分艇底接觸水面,重力大部分靠作用于艇底的動壓力支承.
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4 ^' F) n: ~; P③水翼艇:船體下裝有水翼,高速航行時靠水翼的升力使船體部分或全部離開水面.
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3 j2 a& N9 i0 f+ @. A④氣墊船:靠向艇底不斷輸送高于大氣壓力的空氣把艇體全部或部分升起,以降低水阻力而高速航行.氣墊船又分全墊式和側壁式兩種.7 g9 x3 B! h! _
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按船體數目分類
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分為單體船(絕大多數船舶屬此類)和多體船.; J/ \5 V# K, S1 ]5 Y' q) z

$ H' w) O8 J0 z2 a在多體船型中雙體船較為多見.雙體船具有二個相同的片體(成一定距離并列),在距水面一定高度處用連接橋連接成一體,多用作客船和車輛渡船,具有甲板面積大,裝載地位多和穩性好的優點.為改善雙體船的耐波性和快速性,又有一種小水線面船,片體自水面下一定高度起縮小為流線型,狹窄柱體伸出水面與連接橋相接.9 a) a0 p" U5 O+ \) {+ Z2 K
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作者: 機械注冊    時間: 2008-2-18 15:45
按推進動力分類4 A/ W, B1 Y  }) V

8 B  s) ~- |" E可分為機動船和非機動船.8 ~1 z) V9 U/ d& b
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機動船按推進主機的類型又分為蒸汽機船(活塞式,現已淘汰),(蒸)汽輪機船,柴油機船,燃氣輪機船,聯合動力裝置船,電力推進船,核動力船等.  g+ }0 U8 Q7 W/ _
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$ m& ~. n, t/ }: K' J按推進器分類/ a8 I1 o7 ?" ?% ]3 R6 ~, A% \' w
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有螺旋槳船(主要型式),噴水推進船,噴氣推進船,明輪船,平旋輪船等.
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  _" n+ u' j" `( W" D0 |- [6 n空氣螺旋槳只用于少數氣墊船.# v3 g' g+ E, C# n9 S8 l# \
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按推進器數目還可分為單槳船,雙槳船,三槳船等.
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+ b% X8 p8 F; ]0 E+ g+ w按機艙部位分類 有尾機型船(機艙在船的尾部),中機型船和中尾機型船.
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按主體連續甲板的層數分類 有單甲板船,雙甲板船,三甲板船等.
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按船體結構材料分類 有鋼船,鋁合金船,木船,鋼絲網水泥船,玻璃鋼艇,橡皮艇,混合結構船等.
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- D( y. O8 [+ F1 v主要技術特征
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船舶的主要技術特征有船舶排水量,船舶主尺度,船體系數,艙容和登記噸位,船體型線圖,船舶總布置圖,船體結構圖,主要技術裝備的規格等.+ q* g7 Q# F6 E( k9 e
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船舶排水量. A( x8 O6 X! _: E# s

2 j  u3 j! g" K3 O4 o根據阿基米德原理,船體水線以下體積所排開水的重量,即為船舶的浮力,并應; i. ~) I% G0 R; n6 @
等于船舶總重量.船的自重(固定于船上的不變重量)等于空船排水量.船的自重加上裝到船上的各種載荷的重量的總和(載重量)是變化的,即等于船的總重量.
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民船的空船排水量包括船體結構,木作舾裝和船舶設備與裝置,船舶機電設備等部分的重量.船舶載重量包括貨物,燃油和潤滑油,淡水,食物,人員和行李,備品及供應品等的重量.
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通常預定的設計載貨量與按預定最大航程計算的油,水,食物等的重量之和,稱為設計載重量(即通常所標稱的載重量).設計載重量時的排水量稱為設計排水量或滿載排水量.還有對應其他裝截情況的排水量.. d, L6 j( M: N7 I  ]
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船舶主尺度
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1 x& q. N* z0 ]7 v8 f/ A/ q2 ]. [船舶主尺度包括總長,設計水線長度,垂線間長,最大船寬,型寬(一般指船體型線設計排水量水線處最大寬度),型深(船體型線從船底到最上層連續甲板處,分艙甲板或干舷甲板的舷邊最低處的垂直距離),滿載(設計)吃水,干舷(一般指干舷甲板處型深減設計吃水)等.. h! P; C" I; ]9 v$ K/ Z

/ |7 h% y' Q1 w- N0 U; i鋼船主尺度的度量指量到船殼板內表面的尺寸,稱為型寬和型深,水泥船,木船等則指量到船體外表面的尺寸.
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船體系數
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+ q5 {+ p8 @$ }& c一般指船體型線設計吃水處的各種系數.
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方形系數為排水體積與長＝垂線間長、寬＝型寬、高＝設計吃水的長方體的體積之比,即它表征船體下水部分的肥瘦程度;! Z6 f9 i' C" D' q. D6 }& k

; `: D. o/ m  n0 r( ]7 {* r& C& [中剖面(垂線間長中點處或最大剖面處)系數 ;
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( g5 p: d5 [4 s2 D. G* t, j$ C棱形系數 表征排水體積沿船長方向的分布程度;
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- F$ q+ e# h& |  ?, [, |艙容和登記噸位: O+ \. m0 t/ K: U; I) s9 A3 ]/ Z/ [
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艙容指貨艙,燃油艙,水艙等的體積,從容納能力方面表征船舶的裝載能力,續航能力,它影響船舶的營運能力.
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登記噸位是歷史上遺留下的用以衡量船舶裝載能力的度量指標,作為買賣船舶,納稅,服務收費的依據之一.登記噸位是按《船舶噸位丈量規范》所核定的合法噸位,是總噸位和凈噸位的統稱.7 ^: J4 x- G- ]* c+ Z3 _" H
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總噸位指民用船舶按《船舶噸位丈量規范》所測定的內部總容積,凈噸位是從總噸位中減除按《船舶噸位丈量規范》規定為非營運處所的容積而得出的噸位.噸位的單位為登記噸,1登記噸等于2.832米3 .國際上有《1969年船舶噸位丈量公約》,其計算方法較為簡便.% R; [, y# W3 `; p

  I2 [* o/ S; H- u5 u! o噸位與艙容關系密切,兩者都與船的長×寬×深密切相關.登記噸位和載重量分別反映船艙的容納能力和船的承重能力.它們雖互有聯系,但屬不同的概念.5 u5 Z( t) z/ ]4 I) U

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6 U8 J1 Y" t5 D船體型線圖9 ^- b( }1 C1 A! I$ T, U. Z

' u4 O/ E7 e* _表征船舶主體(包括舷墻和首樓,尾樓)的型表面的形狀和尺寸,是設計和建造
0 t6 D" h( a+ `船舶的主要圖紙之一.它由三組線圖構成:橫剖線圖,半寬水線圖和縱剖線圖.三者分別由橫剖面,水線面和縱剖面與船體型表面切割而成.9 U5 S- X% Z1 T4 Y! J
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船舶總布置圖( B& x% d' L' u

4 q( W, Q+ Y5 V0 y* F/ }% c  P設計和建造船舶的主要圖紙之一,它反映船的建筑特征,外形和尺寸,各種艙室的位置和內部布置,內部梯道的布置,甲板設備的布局.總布置圖由側視圖,各層甲板平面圖和雙層底艙劃分圖組成  ^) M0 x& N+ J7 ?" W
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船體結構圖
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% @; r0 ^3 d: d, K反映船體各部分的結構情況.船體各相關部分的結構既獨立又相互聯系.船舶主
# O2 \6 V, F4 j9 o; L體結構是保證船舶縱向和橫向強度的關鍵,通常把它看成為一個空心梁進行設計,并用船中橫剖面結構圖來反映它的部件尺寸和規格.
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船體結構是板架型式,其主向梁沿船長方向布置的稱為縱骨架式結構,主向梁沿橫向布置的稱為橫骨架式結構.前一種型式的船底和甲板結構有利于縱總強度,可節省材料,適用于大型船舶.& X  z$ S3 ~4 }1 {" a

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主要技術裝備的規格  ?% {! Y2 ]) X* q6 |! f
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包括推進主機的型號(功率和轉速)和臺數,起貨設備的型式(含起吊能力)和數量,錨設備,舵設備以及空調設備等." O% |; @) ~1 T5 s
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主要性能- Y+ o5 s% I8 q/ z7 i
  R+ V* D% q  G+ y
船舶的主要性能有浮性,穩性,抗沉性,快速性,耐波性,操縱性和經濟性等., d! q: b- _% Q: _) l! d

; A8 K0 o7 ?* g  r
* m8 E* p! O8 P" j浮性和浮態
4 V6 P4 z7 X" z6 E: ^% a( C
8 u5 }& P0 r2 y+ W( i浮性指船在各種裝載情況下能浮于水中并保持一定的首,尾吃水和干舷的能力.) j9 ?8 v& g" y0 N: V, l+ W
浮態指船舶的吃水,縱傾和橫傾的情況.根據船舶的重力和浮力的平衡條件,船舶的浮性關系到裝載能力和航行的安全.因此,在選擇船舶的主尺度和方形系數,設計型線圖和總布置圖時,就須對浮性加以注意.2 q( w0 V; G( C/ s! o+ X
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為保證船舶的航行安全,船舶主體在設計水線以上部分必須具有一定數量的水密體積,以提供一定大小的儲備浮力.儲備浮力直接與干舷值相關,《海船載重線規范》對海船的最小干舷值有所規定,并要求在船中兩舷處勘畫載重線標志,以利監督.這一要求,有時會影響船舶型深值的選取.
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穩性
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船受外力作用離開平衡位置而傾斜,當外力消失后船能回復到原平衡位置的能力.一般水面船舶的穩性主要是指橫傾時的穩性.船舶在10°以內橫傾時的穩性稱為船舶初穩性,此時船橫傾的浮心B點(排水體積的中心) 位置的變化接近于在橫剖面內繞Μ點,以為半徑的軌圓上移動.Μ點稱為穩心,稱為穩心半徑,從船舶重心G到Μ的距離稱為初穩心高或初穩距.
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船橫傾后可能出現 3種穩性情況:! Q( o' u" y  r* c% j- u/ v

: D1 _% T# o* r①Μ點在G點之上,回復力矩使船的傾斜減小,即船有回復能力,屬穩定狀態;
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. u) A  |( n5 p+ p  A! y# M/ E②Μ點與G點重合,,船無回復能力;
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③Μ點在G點之下,,船自身會增大傾斜,屬不穩定狀態.
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從船舶使用角度和安全角度考慮,后兩種情況和值太小都是不允許的., f. e* e7 K$ W6 R  n& ?

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2 o) e' L/ n$ }3 D' l. D! Z6 j) j- i橫傾超過10°以后的穩性稱為大傾角穩性,船舶的回復力矩需要用更精確的方法計算.船舶的大傾角穩性對保證船舶在惡劣的風,浪作用下的安全性至關重要.
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鑒于船舶穩性對保障船舶安全的重要性,船舶穩性規范(分海船和內河船)對船的初穩性和大傾角穩性都作出核算的具體規定.用船部門也常從使用角度對值提出設計要求.船寬,水線面系數,干舷,重心高度,水面以上的側面積大小和高度,以及船體開口密封性的好壞等,是影響船舶穩性的主要因素.  R+ k8 a2 i3 |" e0 I' g( H
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$ [6 v7 }4 T* N% C! s# I抗沉性 船體水下部分發生破損,船艙淹水后仍能浮而不沉和不傾覆的能力.中國宋代造船時就首先發明了用水密隔艙來保證船舶的抗沉性.軍艦的抗沉性尤為重要.
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! }3 E# m5 M" A  R( J6 [% _- H《國際海上人命安全公約》對船舶抗沉性作了規定,適用于載客超過12人的船舶(客船).公約對客船抗沉性的要求有兩種體系,可任選一種進行核算.
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& F7 Y8 N. c) S# ?7 [一種體系為:全船任一艙,相鄰兩艙或三艙淹水后,船仍能保持不超過所限制的浮態并具有不小于0.05米的初穩心高,稱為一艙制,二艙制或三艙制.艙制依船的大小和載客人數通過計算來確定.
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  H  j' U$ Z# R另一體系為:在限定的允許破艙后的浮態和穩性的條件下,計入各部位的船艙的受損概率,計算出的船舶破艙后的生存力指數(概率)應達到規定值,這一指數依船的大小和載客人數而定.
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船舶主體部分的水密分艙的合理性,分艙甲板(水密艙壁所達到的那層甲板)的干舷值和完整船舶穩性的好壞等,是影響抗沉性的主要因素.
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% s* M; K3 K1 r# X* ]快速性
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表征船在靜水中直線航行速度與其所需主機功率之間關系的性能.它是船舶的一項重要技術指標,對船舶使用效果和營運開支影響較大.船舶快速性涉及船舶阻力和船舶推進兩個方面.
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船舶阻力由船舶航行時的水阻力和空氣阻力構成.水阻力包括3種成分.) Q' n3 Y4 ?5 _: }# o" ~4 u4 Q

2 L. ?2 M. E; {* T  J7 O①摩擦阻力:由于水有粘性,船航行時水在船體濕表面處形成一個邊界層,由邊界層內水分子間的剪切力所形成.. g* [3 f# j" H
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②旋渦阻力:由于邊界層分離形成的旋渦和邊界層對水動壓力的影響所產生的壓阻力,旋渦阻力與摩擦阻力之和又總稱為粘性總阻力.7 o( ~7 e8 I$ Y' t8 H) P7 j/ m

& ?8 O8 h/ \2 Q- ?+ {, }; m③興波阻力:由于船興起了波浪(船波)而不斷消耗能量所造成的阻力,屬于壓阻力性質,常把它與旋渦阻力合起來稱為剩余阻力.- D+ N  y2 V7 g2 A
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摩擦阻力和旋渦阻力的變化與船體濕表面積和船速的平方(弱)成正比.旋渦阻力與船體線型(尤其尾部)的好壞關系更大.興波阻力與船的排水量成正比,與船速的關系十分密切.船體線型與傅汝德數(或相對速度)的配合是否恰當對興波阻力影響較大.- T' R+ L6 e* b( m6 h' z( Y5 Q
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船舶制造
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人類造船已有悠久的歷史.從史前刳木為舟起,在漫長的時期內人類制造的都是利用人力或風力推進的木船.1807年,美國的R.富爾頓建成世界上第一艘蒸汽機船,當時采用明輪推進.1879年,世界上第一艘鋼船問世.從此船舶進入了以鋼船為主,以機器為動力的時代.
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從20世紀50年代起,船舶推進裝置由汽輪機和柴油機逐步取代蒸汽機,并開始應用核能作為推進動力.由于航運的發展和軍事上的需要,船舶趨于大型化和專業化,造船技術隨之迅速發展,造船業已成為世界上最主要的重工業部門之一.
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, D0 K& l6 w# P5 `6 U船舶由成千上萬種零件構成,幾乎與各個工業部門都有關系.除特有的船體建造技術外,造船還涉及到機械,電氣,冶金,建筑,化學以至工藝美術等各個領域.因此,造船是以全部工業技術為基礎的一門綜合技術,反映一個國家的工業技術水平.& x7 v8 T4 N4 a% W. v7 Z

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2 x) ]# T. i, G; ?2 p* C6 W" V6 o& M由于船舶的航區,任務和要求不同,船舶產品具有品種多,生產批量小的特點.為了有節奏地生產,縮短制造周期,造船廠從接受訂貨至完工交船為止,都必須有周密的生產管理和技術管理., A9 M$ b# L, ^2 y+ t" h0 v

7 _. u+ `  b! O0 ~2 j2 ~: P6 {造船用的材料品種多,數量大,其中以鋼材的使用量為最大.例如,制造一艘裝載量為 1萬噸的貨船需要鋼材3000～4000噸.船體結構用的材料主要是碳素鋼和低合金高強度鋼(見鋼).采用高強度鋼可減輕船體自重,降低推進功率,達到多裝客貨,增加裝備或提高航速的目的.小型艦艇還采用鋁合金,玻璃鋼或鈦合金作為船體材料.船舶需要在嚴酷的環境下營運,對于船用材料,除保證冶煉方法,化學成分和機械性能外,在可焊性能和耐蝕性能等方面都有較高的要求.
作者: 機械注冊    時間: 2008-2-18 15:48
造船廠
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! |6 b* m' F3 ?# a* Q造船廠均位于沿海或江河之濱,應有一定的岸線長度和水深.廠區內設有船臺,造船塢,滑道,舾裝碼頭和大型起重機等專用造船設備.造船廠內設有各種生產車間.* L: m4 w4 B6 l7 t( F
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①船體加工車間:擔負船體放樣,號料以及船體零件的加工.5 p4 o( V8 }. l) T& R6 t2 X
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②船體裝備焊接車間:完成船體零件,部件,分段,總段的裝焊和船體總裝工作.& t7 H- R/ K" M2 e1 M

5 Z& ~, N  J5 p# w( ^6 U- W③安裝車間:負責船上機械設備及其附件的安裝和調試.- \# G  a/ A* n

4 ]6 p! g# o1 p5 g7 L6 R④管子加工車間:進行管子及其附件的加工和安裝.
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⑤電工車間:負責電器和無線電設備的安裝和調試.
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⑥木工車間:負責木質家具,艙室的制作和安裝,以及絕緣工作./ S4 J3 Y9 m" l
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⑦油漆帆纜車間:負責除銹,涂漆和帆纜索具的制作和安裝.
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⑧起重運輸車間:負責船舶的上墩,下水,進出塢以及船臺,滑道,碼頭區的起重運輸作業.
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此外還有各種輔助車間,主要有機修車間,工具車間,動力車間和中央試驗室等. 車間的劃分常根據船廠的生產規模,性質,習慣而有所不同.* E- N; ]3 g3 u" m
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, c- j# i3 M( ]5 @: w! ^過去很多造船廠除進行鋼材加工,船體裝配,焊接和設備系統安裝外,還具有一定的鑄,鍛和機械加工能力,在制造船體的同時還制造主機,輔機,鍋爐等設備.20 世紀50年代以來,隨著造船及其配套工業的發展,造船廠已向總裝方向發展,即以建造船體為主,大量的機電設備和舾裝件則由專業或非專業的協作廠配套提供, 船廠只進行安裝,以提高造船質量和效率./ N& T$ w. p" y8 Q; A

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造船工序  g5 D" i# K: B8 D0 }" M: l$ T
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造船的主要工藝流程如下.' C* T3 q$ {1 B! L( g3 C0 n* u
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鋼材預處理1 [: x, x; y4 Q+ Z: N% z
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在號料前對鋼材進行的矯正,除銹和涂底漆工作.船用鋼材常因軋制時壓延不均,軋制后冷卻收縮不勻或運輸,儲存過程中其他因素的影響而存在各種變形.為此,板材和型材從鋼料堆場取出后,先分別用多輥鋼板矯平機和型鋼矯直機矯正,以保證號料,邊緣和成型加工的正常進行.矯正后的鋼材一般先經拋光除銹,最后噴涂底漆和烘干.這樣處理完畢后的鋼材即可送去號料.這些工序常組成預處理自動流水線,利用傳送滾道與鋼料堆場的鋼料吊運,號料,邊緣加工等后續工序的運輸線相銜接,以實現船體零件備料和加工的綜合機械化和自動化." i& f; M4 C- H  n+ h2 p$ ]

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放樣和號料2 B% ^& @9 \; [

! I/ r  N% F8 e* q船體外形通常是光順的空間曲面.由設計部門提供的用三向投影線表示的船體外形圖,稱為型線圖,一般按1:50或1:100的比例繪制.由于縮尺比大,型線的三向光順性存在一定的誤差,故不能按型線圖直接進行船體施工,而需要在造船廠的放樣臺進行1:1的實尺放樣或者是1:5,1:10的比例放樣,以光順型線,取得正確的型值和施工中所需的每個零件的實際形狀尺寸與位置,為后續工序提供必要的施工信息.船體放樣是船體建造的基礎性工序.' B+ H6 n: y7 j. ]6 k# h* p1 \" u

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號料是將放樣后所得的船體零件的實際形狀和尺寸,利用樣板,樣料或草圖劃在板材或型材上,并注以加工和裝配用標記.最早的放樣和號料方法是實尺放樣,手工號料.20世紀40年代初出現比例放樣和投影號料,即按1:5或1:10的比例進行放樣制成投影底圖,用相應的低倍投影裝置放大至實際尺寸;或將投影底圖縮小到1/5～1/10攝制成投影底片,再用高倍投影裝置放大50～100倍成零件實形,然后在鋼材上劃線.比例放樣還可提供仿形圖,供光電跟蹤切割機直接切割鋼板用,從而省略號料工序.投影號料雖在手工號料的基礎上有了很大改進,但仍然未能擺脫手工操作." b& s* ?% {% o
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60 年代初開始應用電印號料,即利用靜電照相原理,先在鋼板表面噴涂光敏導電粉末,進行正片投影曝光,經顯影和定影后在鋼板上顯出零件圖形.適用于大尺寸鋼板的大型電印號料裝置采用同步連續曝光投影方式,即底圖和鋼板同步移動,在運動過程中連續投影曝光.適用于小尺寸鋼板的小型電印號料裝置,則在鋼板上一次投影出全部圖形.這種號料方法已得到較廣泛的應用.5 _2 D. ]* ]0 t. B

1 Q) L- Q* a9 \( J6 n隨著電子計算機在造船中的應用,又出現數學放樣方法.即用數學方程式表示船體型線或船體表面,以設計型值表和必需的邊界條件數值作為原始數據,利用計算機進行反復校驗和計算,實現型線修改和光順,以獲得精確光順和對應投影點完全一致的船體型線.船體的每條型線都由一個特點的數學樣條曲線方程表示,并可通過數控繪圖機繪出圖形.數學放樣可取消傳統的實尺放樣工作,還可為切割和成形加工等后續工序提供控制信息,對船體建造過程的自動化具有關鍵的作用,是造船工藝的一項重要發展.# R% G# Z7 ]! l* V
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船體零件加工
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) {3 w4 Q( n$ p4 e包括邊緣加工和成形加工.邊緣加工就是按照號料后在鋼材上劃出的船體零件
. M* q$ v# r: [% V實際形狀,利用剪床或氧乙炔氣割,等離子切割進行剪割.部分零件的邊緣還需要用氣割機或刨邊機進行焊縫坡口的加工.氣割設備中的光電跟蹤氣割機能自動跟蹤比例圖上的線條,通過同步伺服系統在鋼板上進行切割,它可與手工號料,投影號料配合使用.采用數控氣割機不但切割精度高,而且根據數學放樣資料直接進行切割,可省略號料工序,實現放樣,切割過程自動化.* X. I- u: D1 }7 k
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+ {, s* n7 k9 k, T' j7 h/ U對于具有曲度, 折角或折邊等空間形狀的船體板材,在鋼板剪割后還需要成形加工,主要是應用輥式彎板機和滾壓機進行冷彎;或采用水火成形的加工方法,即在板材上按預定的加熱線用氧-乙炔烘炬進行局部加熱,并用水跟蹤冷卻,使板材產生局部變形,彎成所要求的曲面形狀.對于用作肋骨等的型材,則多應用肋骨冷彎機彎制成形.隨著數字控制技術的發展,已使用數字控制肋骨冷彎機,并進而研制數字控制彎板機.船體零件加工已從機械化向自動化進展.& j! A/ j9 q8 ?1 u+ E6 L& D
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船體裝配和焊接
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% B8 d, d0 P' h% F% Q+ Z  X將船體結構的零部件組裝成整個船體的過程.普遍采用分段建造方式,分為部件裝配焊接,分段裝配焊接和船臺裝配焊接3個階段進行.
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2 y, i& q0 t' N6 z" I9 l1 \- B①部件裝配焊接:又稱小合擾.將加工后的鋼板或型鋼組合成板列,T 型材,肋骨框架或船首尾柱等部件的過程,均在車間內裝焊平臺上進行.
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" z; L# x/ l0 j$ I. D8 U② 分(總)段裝配焊接:又稱中合攏.將零部件組合成平面分段,曲面分段或立體分段,如艙壁,船底,舷側和上層建筑等分段;或組合成在船長方向橫截主船體而成的環形立體分段,稱為總段,如船首總段,船尾總段等.分段的裝配和焊接均在裝焊平臺或胎架上進行.分段的劃分主要取決于船體結構的特點和船廠的起重運輸條件.隨著船舶的大型化和起重機能力的增大,分段和總段也日益增大,其重量可達800噸以上." F; ?" y9 M2 [6 h7 C4 o2 q

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* `% B- s0 Q7 f  O2 d+ `3 d- g7 `③船臺(塢)裝配焊接:即船體總裝,又稱大合攏.將船體零部件,分段,總段在船臺(或船塢)上最后裝焊成船體.排水量10萬噸以上的大型船舶,為保證下水安全,多在造船塢內總裝.
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2 ?) l1 B2 l1 B& s  e7 s* n常用的總裝方法有:
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以總段為總裝單元,自船中向船首,船尾吊裝的稱總段建造法,一般適用于建造中小型船舶;( G3 y8 m5 s) D- Z4 X$ M* g
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先吊裝船中偏尾處的一個底部分段,以此作為建造基準向船首,船尾和上層吊裝相鄰分段,其吊裝范圍呈寶塔狀的稱塔式建造法;設有2～3個建造基準,分別以塔式建造法建造,最后連接成船體的稱島式建造法;7 \" w' K: [" I, O

* ]% g& b: F) h. y3 L# A1 e5 h在船臺(或船塢)的末端建造第一艘船舶時,在船臺的前端同時建造第二艘船舶的尾部,待第一艘船下水后,將第二艘船的尾部移至船臺末端,繼續吊裝其他分段,其至總裝成整個船體,同時又在船臺前端建造第三艘船舶的尾部,依此類推,這種方法稱為串聯建造法;
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' F% d5 k# e4 j% G6 F. W將船體劃分為首,尾兩段,分別在船臺上建成后下水,再在水上進行大合攏的稱兩段建造法.
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9 L: Y3 \0 Y  E3 s6 Q各種總裝方法的選擇根據船體結構特點和船廠的具體條件而定.6 R. O% J+ f+ T4 B* F$ R0 p  @
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船體裝配和焊接的工作量,占船體建造總工作量的75%以上,其中焊接又占一半以上.故焊接是造船的關鍵性工作,它不但直接關系船舶的建造質量,而且關系造船效率.
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- C# v) Q: O! x$ @, w0 j8 _自20 世紀50年代起,焊接方法從全手工焊接發展為埋弧自動焊,半自動焊,電渣焊,氣體保護電弧焊.自60年代中期起,又有單面焊雙面成形,重力焊,自動角焊以及垂直焊和橫向自動焊等新技術.焊接設備和焊接材料也有相應發展.由于船體結構比較復雜,在難以施行自動焊和半自動焊的位置仍需要采用手工焊.
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結合焊接技術的發展,自60年代起,在船體部件和分段裝配中開始分別采用 T型材裝焊流水線和平面分段裝焊流水線.0 Q) j5 D( a. }
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T 型材是構成平面分段骨架的基本構件.平面分段在船體結構中占有相當的比重,例如在大型散裝貨船和油船上,平面分段可占船體總重的50%以上.
4 s' c0 I3 I9 Y. g0 n( M- [  w' k
& ~9 Z  \  `6 }) b, n平面分段裝焊流水線包括各種專用裝配焊接設備,它利用輸送裝置連續進行進料,拼板焊接以及裝焊骨架等作業,能顯著地提高分段裝配的機械化程度,成為現代造船廠技術改造的主要內容之一.世界上有些船廠對批量生產的大型油船的立體分段也采用流水線生產方式進行裝焊和船塢總裝.  ~9 c- N  J/ }
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船體總裝完成后必須對船體進行密閉性試驗,然后在尾部進行軸系和舵系對中,安裝軸系,螺旋槳和舵等.在完成各項水下工程后準備下水.7 G+ X; i8 X- L/ B# |) \. V" c1 P

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船舶下水1 ~. E; v/ f- b

8 u! F* z) ?& P! f+ y) |將在船臺(塢)總裝完畢的船舶從陸地移入水域的過程.船舶下水時的移行方向或與船長平行,或與船長垂直,分別稱為縱向下水和橫向下水.下水滑道主要為木枋滑道和機械化滑道.前者依靠船舶自重滑行下水,使用較普遍;后者利用小車承載船體在軌道上牽引下水,多用在內河中小型船廠.3 w" H3 `& |$ u) L, p, J
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縱向下水之前先將擱置在墩木上的船體轉移到滑板和滑道上,滑道向船舶入水方向有一定傾斜.當松開設置于滑板與滑道間的制動裝置后,船舶由于自重連同滑板和支架一起滑入水中,然后靠自身的浮力飄浮于水面.為減少下滑時的摩擦阻力,在滑板與滑道之間常涂上一定厚度的下水油脂;也可用鋼珠代替下水油脂,將滑動摩擦改為滾動摩擦,進一步減少摩擦力.1 ?+ s# |6 @) {4 w, n3 J
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在船塢內總裝的船,只要灌水入塢即能浮起,其下水操作比在船臺下利用滑道下水簡單和安全得多.
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3 u$ X3 p/ @. s+ x6 t6 s下水意味著船舶建造已完成了關鍵性的,主要的工作.按傳統習慣,大型船舶下水常舉行隆重的慶祝儀式.5 q: _) W% l- c

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碼頭安裝(設備和系統的安裝) 船舶下水后常是靠于廠內舾裝碼頭,以安裝船體設備,機電設備,管道和電纜,并進行艙室的木作,絕緣和油漆等工作.碼頭安裝涉及的工種很多,相互影響也較大.而隨著船舶設備和系統的日趨復雜,安裝質量的要求也不斷提高,故安裝工作直接關系下水后能否迅速試航和交船.0 D, Z8 K2 e! x/ u
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為了縮短下水后的安裝周期,應盡可能將上述安裝工作提前到分段裝配和船體總裝階段進行,稱為預舾裝.將傳統的單件安裝改為單元組裝,也可大大縮短安裝周期, 即根據機艙和其他艙室設備的布置和組成特點確定安裝單元的組成程度,如主機冷卻單元可包括換熱器,泵,溫度調節器,帶附件的有關管道和單元所必需的電氣設備.在車間內組成安裝單元,然后吊至分段,總段或船上安裝,這樣可使18～25%的安裝工作量由船上提前到內場進行,能使船上的安裝周期縮短 15～20%.* I0 n3 [5 |% R2 U
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系泊試驗和航行試驗
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在船體建造和安裝工作結束后,為保證建造的完善性和各種設備工作的可靠性,必須進行全面而嚴格的試驗,通常分為兩個階段,即系泊試驗和航行試驗.1 y) L. ^( V( Z! D) v* w: X; F: B

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系泊試驗俗稱碼頭試車,是在系泊狀態下對船舶的主機,輔機和其他機電設備進行的一系列實效試驗,用以檢驗安裝質量和運轉情況.系泊試驗以主機試驗為核心,檢查發電機組和配電設備的工作情況,以便為主機和其他設備的試驗創造條件.對各有關系統的協調,應急,遙測遙控和自動控制等還需要進行可靠性和安全性試驗. 系泊試驗時船舶基本上處于靜止狀態,主機,軸系和有關設備系統不能顯示全負荷運轉的性能,所以還需要進行航行試驗.
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航行試驗是全面地檢查船舶在航行狀態下主機,輔機以及各種機電設備和系統的使用性能.通常有輕載試航和重載試航.在航行試驗中測定船舶的航速,主機功率以及操縱性,回轉性,航向穩定性,慣性和指定航區的適航性等.試驗結果經驗船機構和用戶驗收合格后,由船廠正式交付訂貨方使用.
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發展
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  X+ \9 ^# ]2 `近代造船技術的發展過程是由手工操作向機械化,自動化邁進的過程.自50年代起,船體建造用焊接取代了鉚接,使船體建造由過去長期使用的零星散裝方式改進為分段裝配方式,大大提高了造船效率.由于船體結構和形狀比較復雜,手工操作在船體建造中一直占較大比重.
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& `2 |/ u2 M/ O% j電子計算機和數控技術的應用正進一步改變造船業的面貌.
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1 Q& t5 F2 P" e3 u5 l: d: K4 K電子計算機首先應用于數學放樣,進而出現數字輸入和圖形輸出的數控繪圖機,數控切割機,數控肋骨冷彎機,數控螺旋槳加工機床和管子加工機床等.同時電子計算技術還在造船廠的生產管理,計劃編制,材料設備供應和成本核算等方面逐漸得到應用.為減少信息準備工作,消除設計與生產之間的脫節現象,又研制成大型造船集成數控系統,它包括船舶設計,生產和管理等所有功能的通用信息,能協調地完成從設計到生產的整個工作過程.9 g  X# y/ M4 X5 K  R- d: R% C9 k
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因此,繼續擴大計算機在造船中的應用,是現代發展造船技術,進一步提高造船自動化程度的主要方向.
作者: 272484474    時間: 2009-8-30 17:27
學習了    謝了
作者: jydjxsq    時間: 2009-8-30 22:51
感謝樓主無私奉獻.
作者: lh230207    時間: 2009-10-11 14:25
感謝樓主！
作者: zhaoyu860422    時間: 2009-11-20 10:00
我本科是學機械的，不是什么名牌學校，現在在一個機械廠畫圖呢。想考研，我現在在大連，覺得這邊船廠很多，想問問版主這行發展怎么樣。
作者: 機械注冊    時間: 2009-11-24 10:25
上海這邊外高橋、振華好象都在招人
作者: 陳楓123    時間: 2010-7-5 10:08
很不錯的東東啊，辛苦樓主了
作者: yindahai2025    時間: 2010-8-3 13:24
樓主這樣發帖，反決挺好的，支持！
作者: jingtiel    時間: 2010-8-31 09:33
同贊這樣發帖，謝謝您的用心
作者: czf6616061    時間: 2012-5-6 15:08
支持
作者: caoxin361    時間: 2012-5-8 10:55
感謝樓主的無私奉獻，學習了
作者: 我的名字呢    時間: 2012-5-14 19:17
謝謝樓主分享
作者: ミ非妳吥渴メ    時間: 2012-5-23 19:46
學習了，謝謝
作者: a1189112    時間: 2012-7-30 11:08
厲害厲害
作者: yyylllmmm    時間: 2012-10-26 15:57
樓主厲害！{:soso_e179:}
作者: 317076797    時間: 2012-12-19 19:05
全是好東西
作者: 317076797    時間: 2012-12-19 19:05
好
作者: 幸福小妮    時間: 2013-5-8 16:38
感謝感謝# ?- |8 I# d0 [8 j0 ]8 S( z" D
作者: quanmin.wu    時間: 2013-5-27 16:58
樓主辛苦了，學習
作者: 計量661149    時間: 2013-6-26 09:24
可以好好學習一下了，惡補一些知識，謝謝啊！
作者: 液壓初學者    時間: 2013-8-3 13:43
液壓專業是否可以在船舶類企業發展？



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