Что такое плазовая оснастка
Изготовление шаблонов и другой оснастки на плазе
Плазовые разбивки теоретических чертежей строящегося судна производят для того, чтобы с помощью их производить разметки контурных криволинейных деталей набора корпуса: шпангоутов, стрингеров, бимсов, листов обшивки и прочее. На плазе изготовляют так называемую плазовую оснастку.
К плазовой оснастке относят: плазовые рейки со снятыми на них размерами расстояний от ДП пазов, стрингеров, голубниц и др. (в последнее время такие рейки применяют ограниченно), малочные доски, контурные и гибочные шаблоны (для гибки и разметки деталей корпуса со всеми исходными размерами), плазовые каркасы (для изготовления по ним листов сложной погиби), макеты (для отработки монтажа оборудования или формы сопряжения различных деталей) и модели (для обработки форм литых деталей корпуса).
Рейки делают из хорошо просушенных сосновых брусков сечениями: 20X20 мм — для продольных растяжек и 5×30 мм — для поперечных растяжек. Последние накладываются друг на друга по кривым (3—4 рейки). Размеры, снятые непосредственно с плаза или развертки, наносят на одну из 4-х сторон рейки; на следующей стороне снимают другие замеры и т. д. Для избежания ошибок при разметке на рейке соседние размеры дают с перекроем, т. е. если дана рейка между 10 и 20 шпангоутами, то следующую рейку дают не от 21 шпангоута, а от 18 до 28-го шпангоута.
Каждая рейка имеет свой номер и название. Если рейка служит для разметки листа вдоль корпуса, то на ней указывают носовую и кормовую части, если же рейка служит для разметки листа по борту, то на ней указывают «низ» и «верх» (рис. 44). На рейке указывают также порядковые номера шпангоутов, переборок или других отправных точек, которые являются основой для разметки. Но разметку по чертежам и плазовым рейкам производят только при индивидуальном и мелкосерийном строительстве (2—3 судна в год) и при судоремонте. На рис. 45 показан перенос контура кривой с помощью строевой линии с плаза. В середине контура детали на плазе, ограниченной кривой линией 1, с которой снимают рейку, проводят произвольную прямую — строевую линию и делят ее на 10—12 частей. Затем на рейку № 1 наносят расстояния от строевой линии в обе стороны до линии очертания (до точек а, 6, с, d, е, f, k, m, n), причем строевую линию на рейке отмечают буквой с. На рейку № 2, уложенную параллельно строевой линии, наносят точки деления строевой 1, 2, 3,4, 5 и т. д. Пользуясь этими двумя рейками, можно перенести любое очертание детали с плаза на размечаемый лист.
Малкой называют угол между корпусными деталями, не равный прямому. Угол, больший 90° (тупой), называют разводной малкой; угол, меньший 90° (острый) —сводной малкой. Под малку соединяют наружную обшивку и настилы палуб со шпангоутами, особенно в оконечностях корпуса судна.
Малку всегда определяют но плазовому корпусу. Для этого с проекции «Корпус» снимают «прогресс», т. е. расстояние между соседними практическими шпангоутами по прямой и строят продольную растяжку в данной шпации. Угол между направлением шпангоута и направлением продольной растяжки является искомой малкой. Малку можно определить прибором — плазовым малочником (рис. 46). На вертикальной рейке малочника откладывают практическую шпацию (Шн), горизонтальную рейку устанавливают по направлению прогресса, а конец рейки гипотенузы устанавливают на расстоянии прогресса n от вертикальной рейки. Угол между рейкой гипотенузы и горизонтальной рейкой будет искомой малкой. Затем снятые малки наносят на малочные доски и передают их в цех. Перенос малок с малочной доски на конструкцию производят угольником с подвижными полками. При любых соединениях частей корпуса стремятся к тому, чтобы малка была разводной.
Шаблоны, по которым производят растяжку криволинейных деталей, должны быть изготовлены в натуральную величину, поэтому при масштабном исполнении плазового корпуса необходимо увеличивать проекцию «Корпус» до натуральных размеров. Шаблон — плоский образец, по которому изготовляют детали или проверяют правильность формы готового изделия. При постройке судна шаблоны используют для разметки деталей корпуса, проверки формы согнутых листовых и профильных деталей, а также для контуровки плоских секций и выполнения многих проверочных работ.
Шаблоны изготовляют из досок толщиной 10—15 мм и фанеры толщиной 3—5 мм. Крупногабаритные контурные и гибочные шаблоны изготовляют как наборные из досок, а мелкие для деталей — из фанеры (рис. 47). При серийной постройке судов шаблоны часто изготовляют из тонких стальных листов или из алюминиевых сплавов. Точность изготовления шаблонов должна быть такой, чтобы на его рабочих кромках не было отступлений от плазовых линий более чем на 0,5 мм (половина толщины линии на натурном плазе).
На доску для будущего шаблона кривую линию переносят с натурного плаза следующими способами:
первый способ состоит в том, что на полу плаза (или на плазовом щите) вдоль снимаемой кривой линии укладывают гвозди стержнями по направлению радиуса кривизны линии, а шляпками — вдоль кривой линии. На гвозди сверху укладывают доску и прижимают ее так, чтобы шляпки гвоздей врезались в доску или оставили на ней отпечатки. По этим отпечаткам на доске с помощью гибкой рейки прочерчивают требуемую линию, по которой обрезают доску. Таким образом получают шаблон. Чтобы не портить плаз, шляпки гвоздей с одной стороны спиливают;
второй способ — способ снятия кривых с помощью плазовых шпилек. Шпильки представляют собой металлические пластинки с отогнутыми под прямым углом и заточенными концами (рис. 48). Шпильки кладут по линии острыми концами вверх, аккуратно укладывают на них доску заготовки шаблона и прижимают ее к шпилькам. Острые концы шпилек врезаются в заготовку, отмечая копируемую линию. Проколы соединяют плавной линией, затем обрезают доску на ленточной пиле и обрабатывают столярными инструментами, контролируя точность рабочей кромки шаблона по линии плаза;
третий способ состоит в том, что на полу плаза рядом со снимаемой кривой укладывают доску шаблона и циркулем на этой доске засекают дуги одного радиуса. Затем гибкой рейкой прочерчивают по дугам необходимую кривую (как огибающую). Этот способ дает большую точность при переносе кривых с плаза.
Для крупногабаритных шаблонов сначала изготовляют вышеуказанными способами элементы (стороны), устанавливают и проверяют их по линиям плаза, затем сколачивают их гвоздями и раскрепляют раскосами для обеспечения жесткости.
На готовые шаблоны наносят риски стыков и пазов листов, притыкания стрингеров, голубниц и другие контрольные линии и условные обозначения. Обязательно на шаблоне наносят контрольную линию (например, ДП судна или нулевую килевую) ; правильность шаблона проверяют натягиванием нитки (шнура), которая должна совпадать с контрольной.
Каркасы плазовые делают для изготовления по ним листов или конструкций сложной формы (рис. 49); выполняют при невозможности создания достаточно точной геометрической развертки листа, т. е. для проверки погиби листов особо сложной кривизны.
Рис. 49. Изготовлена каркаса:
а — проекция линий детали на плазовом «Корпусе», б — шаблон сечения для каркаса; в — собранный каркас, г — шаблон раскроя для разметки детали, изготовленный с каркаса
Каркасы изготовляют из отдельных поперечных деревянных шаблонов (толщиной 10—12 мм) в виде рамок, устанавливаемых в плоскостях шпангоутов, соединяемых друг с другом продольными гибкими рейками, как продольными связями. При установке каркаса на плазе расстояния между шаблонами должны быть равны нормальной шпации. При установке шаблонов-шпангоутов на плазе необходимо соблюдать вертикальность этих шаблонов (по угольнику) и стремиться к тому, чтобы контрольная линия, прочерченная на плазе, совпадала с контрольной линией на шаблонах. Поперечные шаблоны делают на один борт с перекрытием ДП и по борту не менее 500 мм. Такие каркасы бывают очень громоздкими, поэтому (для экономии пиломатериалов и удобства работы) изготовляют усеченные каркасы, у которых основание не перпендикулярно плоскости шпангоутов и их сборку производят по малкам. Эту работу выполняют точным построением.
Макеты отдельных отсеков или их частей изготовляют для уточнения расположения на судне машин, механизмов, трубопроводов, трасс электрических кабелей и приборов, а также для отработки сопряжения обводов наиболее сложных частей корпуса (выкружки, кронштейны, якорные клюзы). По макетам (после отработки) составляют рабочие чертежи и модели для отливок.
Очень часто изготовляют макет носовой части оконечности с якорными клюзами. На макете протаскивают модель якоря и затем отрабатывают форму якорного клюза, чтобы якорь на судне входил в клюз и лапы якоря прилегали к корпусу по-походному.
На макете проверяют выход гребного вала в корме корпуса и после этого изготовляют деревянную модель дейдвуда корпуса с мортирами и лапами кронштейнов гребных валов.
Всю перечисленную оснастку относят к натурным размерам корпуса, но, как выше было указано, применяют и масштабную разметку.
Разработка эскизов. Большинство разрабатываемых на плазе эскизов можно разбить на две основные группы: эскизы разметочные (т. е. для разметки деталей корпуса) и эскизы для сборки и контуровки секций. Большинство эскизов являются разметочными. Эскизы разрабатывают на основании рабочих чертежей, плазовой разбивки корпуса, разверток листов обшивки, шаблонов, каркасов и макетов. Детали на эскизах вычерчивают без масштаба, но с соблюдением примерной пропорциональности размеров (Рис. 50).
Рис. 50. Эскизы: а — стрингера, б — секции
Размеры на эскизах проставляются от двух взаимно перпендикулярных линий, принимаемых за базовые. Кроме контура детали и ее размеров на эскизах наносятся линии вырезов, контрольные линии, линии притыкания смежных деталей, а также отмечается положение детали на судне, количество деталей, изготовляемых по данному эскизу, марка и толщина материала, номер заказа, чертежа и детали. С плаза эскизы передают в технологическое бюро, где на них проставляют порядок обработки деталей. Эскизы, как правило, разрабатывают отдельно для каждой детали и затем брошюруют по секциям.
Эскиз является основным документом при разметке деталей на металле. Для разметки наиболее сложных деталей к эскизам прилагают шаблоны, рейки или каркасы, что специально оговаривается в эскизах.
Основные понятия о разбивке корпуса судна на плазе и плазовом инструменте
Разметку и гибку корпусных деталей, а также сборку узлов, секций, блоков и корпуса в целом выполняют по теоретическому чертежу, вычерченному в натуральную величину (или в укрупненном масштабе). Процесс вычерчивания теоретического чертежа плазового корпуса называют разбивкой корпуса на плазе.
Плазом называют специальное помещение корпусообрабатывающего цеха, на полу которого в натуральную величину производят разбивку корпуса, а также изготовление шаблонов, каркасов и макетов на прилегающем к нему участке.
Пол (настил) плаза набирают из деревянных квадратных брусков или уложенных на ребро строганых досок. Настил выверяют по шергеню во всех направлениях, шпаклюют и окрашивают масляной краской серого или черного цвета.
Плаз должен иметь хорошее естественное и искусственное освещение; в нем должны поддерживаться постоянные температура (18—20° С) и влажность.
Длину и ширину плаза определяют размерами строящихся судов, требующих одновременной разбивки на плазе. Площадь плаза должна быть достаточной для того, чтобы теоретический чертеж самого крупного строящегося на заводе судна мог разместиться в натуральную величину в трех проекциях.
При постройке судов площадь плаза редко бывает достаточной, чтобы уместить по длине полный теоретический чертеж, поэтому чертеж делят на две или три части по длине судна, совмещая разбивку этих частей на одной площади плаза. Кроме того, при наличии у судна цилиндрической вставки в средней части (а она имеется у большинства грузовых судов), ее исключают на плазе и вычерчивают только криволинейные образования оконечностей.
На большинстве заводов применяют различные способы совмещения проекций. Наибольшее распространение получил способ совмещения проекций «Бока» и «Полушироты», когда основная линия (OЛ) бока совмещается с линией ДП полушироты (рис. 39).
Разбивка плазового корпуса. Для разбивки на плазе теоретического чертежа судна вместе с рабочими и теоретическими чертежами из конструкторского бюро поступает таблица ординат корпуса, которая содержит все числовые данные, характеризующие главные размерения судна, величину шпаций, высоту палуб и платформ над основной плоскостью и другие данные, отражающие конструктивные особенности корпуса.
Плазовый корпус представляет собой теоретический чертеж судна с числом шпангоутов, предусмотренным конструкцией судна. На нем вычерчивают следующие конструктивные элементы корпуса: продольный набор (днищевые и бортовые стрингеры, карлингсы, комингсы люков), настил второго дна, платформы и палубы, ребра жесткости, линии пазов наружной обшивки и др. Для графической разбивки плазового корпуса конструкторское бюро передает заводу, помимо таблицы ординат, эскизы сеток проекций (с размерами), формы форштевня (см. § 7) и кормовой оконечности, формы мидель-шпангоута, погиби и седловатости верхней палубы и др. Размеры, приведенные в таблице плазовых ординат, имеют неточности, так как их снимают с масштабного 1:50 или 1 : 25 теоретического чертежа, ординаты которого даны по 20 теоретическим шпангоутам (практических шпангоутов на судне в несколько раз больше). Поэтому в процессе разбивки плазового корпуса теоретические ординаты уточняют с (погрешностью до 1,0 мм и более по плавности линий и их согласованности, а ординаты каждого практического шпангоута определяют с плазового корпуса.
Разбивка сетки корпуса. Для вычерчивания (отбивки) прямых линий на плазе используют меловую нитку (шнур), натягиваемую между крайними точками. Прямые линии длиной до 6 м отбивают за один прием. При этом двое рабочих прижимают нитку к конечным точкам, третий оттягивает нитку от пола и резко отпускает ее. Нитка, ударяясь об пол, оставляет меловой след. Чтобы при оттягивании нитка приняла правильное положение, посредине линии устанавливают металлический угольник и оттягивание нитки производят по вертикальной стороне угольника.
Пробивку более длинных прямых линий выполняют через промежуточные точки с помощью отвесов и угольников.
В первом случае между двумя деревянными стойками, прибитыми к плазу на высоте около 1 м от пола, натягивают стальную проволоку, на которую навешивают ряд отвесов так, чтобы они касались пола плаза. Отметив на плазе точки под центрами отвесов, отбивают по ним линию. Линию отбивают через три точки, делая среднюю контрольной. При этом следят за тем, чтобы прямая, пробитая через первую и третью точки, проходила через вторую точку; прямая, пробитая через вторую и четвертую точки, проходила через третью и т. д. Такой порядок пробивки длинной линии называют «перекрытием».
При пробивке линий через промежуточные точки с помощью угольника под один конец натянутого шнура подкладывают брусок с прочерченными на его гранях линиями. Прикладывая угольник к шнуру в нескольких местах, отмечают точки через каждые 2—3 м.
Так как при вычерчивании на плазе теоретического чертежа совмещают проекции «Бок», «Полуширота» и «Корпус», то основная линия (ОЛ), с которой начинается построение сетки, служит одновременно килевой линией (верхняя кромка киля) для (проекций «Бок» и «Корпус» и средней линией — для проекции «Полуширота», а перпендикуляр при миделе служит одновременно линией миделя для проекций «Бок» и «Полуширота» и следом диаметральной плоскости— для проекции «Корпус» (см. рис. 39).
Основная линия (ОЛ) днища и линия ДП полушироты должны идти параллельно продольной стенке плаза на расстоянии не менее 1 м от стены. Чтобы вычертить форштевень на правом конце основной линии на некотором расстоянии от поперечной стены намечают точку и восстанавливают от нее перпендикуляр, являющийся носовым перпендикуляром (НП) (рис. 40). От носового перпендикуляра рулеткой откладывают расстояние по основной линии до миделя и до точки кормового перпендикуляра (КП). После этого от точек миделя и КП восстанавливают перпендикуляры. Построив НП, КП и мидель, намечают на них расстояния от ОЛ до КВЛ и до линий верхней палубы, а также до линии полушироты судна. Через полученные точки отбивают прямые линии. На ОЛ и линии полушироты откладывают от носового перпендикуляра расстояния до соответствующих теоретических шпангоутов. Точки шпангоутов на полушироте соединяют с соответствующими точками основной линии. На НП, КП и миделе намечают и пробивают ватерлинии (ВЛ). Таким путем строят сетку для бока.
Рис. 40. Вычерчивание сетки для разбивки теоретического чертежа на плазе
Для построения сетки полушироты на НП, КП и миделе намечают расстояние от ДП до батоксов, взятые из таблицы ординат.
Для получения сетки корпуса перпендикуляр при миделе принимают за след ДП для проекции «Корпус». От него в обе стороны по ОЛ и КВЛ откладывают полушироту «Корпуса» и расстояния от ДП до батоксов. Через полученные точки пробивают прямые линии. На сетку «Корпуса» наносят ватерлинии сетки «Бока».
Каждую линию после ее проведения нумеруют. Все расстояния откладывают от ОЛ и НП.
Чтобы окончательно проверить построенную сетку, измеряют расстояния от НП до шпангоутов по разным ВЛ, а также от ОЛ до различных ВЛ. Кроме того, сетку проверяют по диагоналям, натягивая шнур по точкам пересечения проекций шпангоута с проекциями BЛ и батоксов. При этом шнур должен проходить через все точки пересечения одноименных проекций.
Разбивку кривых линий теоретического чертежа производят после тщательной проверки сетки на плазе. Для этого из таблицы ординат наносят соответствующие точки: на проекции «Полуширота» — ординаты ватерлинии по шпангоутам от основной линии и на проекции «Корпус» — ординаты шпангоутов по ватерлиниям от ДП. Соединяют все полученные точки, относящиеся к определенной ватерлинии, плавной кривой с помощью гибких реек, прижимаемых к плазу грузами. При соединении точек обращают внимание на плавность кривой; в случае разброса точек производят корректировку размеров плазовых ординат, стараясь сделать число уменьшаемых полуширот примерно равным числу увеличиваемых полуширот для сохранения заданного водоизмещения судна.
Откладывая на проекции «Бок» ординаты батоксов по каждому шпангоуту и на проекции «Корпус» те же точки для батоксов, соединяют точки плавными кривыми батоксов. После согласования точек шпангоутов по ватерлиниям и батоксам на проекции «Корпус» окончательно вычерчивают теоретические и практические шпангоуты судна.
Окончательное согласование шпангоутов на проекции «Корпус» производят наклонными прямыми, проводимыми к ДП до скулы. Снимая ординаты с плазового чертежа от ДП до каждого шпангоута на проекции «Корпус», эти размеры переносят на соответствующие шпангоуты проекции «Полуширота» и нанесенные точки соединяют плавной кривой. Когда полученная кривая будет иметь необходимую плавность, следует считать, что согласование шпангоутов проекции «Корпус» будет закончено.
Все линии шпангоутов на проекции «Корпус» прорезают шилом или резаком и прокрашивают. На небольших судостроительных и судоремонтных заводах проекцию «Корпус» с прорезанными на ней шпангоутами и основными линиями выполняют на специальных щитах, которые являются основным плазом для строящегося судна, называемом «Сборочным плазом» (со всеми практическими шпангоутами). После окончания постройки всей серии судов теоретический чертеж на плазе уничтожают (стирают и закрашивают), а все размеры ординат заносят в «Плазовую книгу», составленную после окончательного согласования всех кривых чертежа на плазе.
Плазовый инструмент. Для вычерчивания крупных чертежей на деревянном полу плаза применяют инструменты, которые отличаются от обычных чертежных инструментов своими размерами.
Для линейных и угловых измерений — стальные рулетки и линейки (с ценой деления 1 мм); стальные угольники с подставкой, малочники и транспортиры.
Инструментом для вычерчивания прямых линий служат стальные линейки длиной до 3 м, а для пробивки коротких прямых линий (до 2,5— 3,0 м)— нить, натертая мелом.
Кривые линии вычерчивают циркулями, штангенциркулями и длинными сосновыми рейками — правилами. Рейки удерживают специальными грузами.
К специальному инструменту относят: параллельные линейки и рейсфедеры — для прокрашивания линий плазового корпуса, разметочную иглу (шило) — для прорезывания линий, шарнирную рейку— для перенесения точной формы кривых линий (рис. 41).
Понятие о плазе и плазовых работах
При проектировании судна теоретический чертеж вычерчивают в масштабе 1 : 200, 1 : 100, 1 : 50 или 1 : 25. Масштаб выбирают в зависимости от длины судна. На основе теоретического чертежа проектант судна разрабатывает в большем масштабе другой чертеж — практический корпус, на котором вычерчивают все практические (конструктивные) шпангоуты, линии пазов наружной обшивки и другие теоретические линии.
Всю цифровую информацию о геометрии корпуса снимают с теоретического чертежа и чертежа практического корпуса линейкой. Точность согласования сетки и обводов корпуса на теоретическом чертеже и практическом корпусе, а также точность их вычерчивания и порог остроты нормального зрения таковы, что погрешности размеров, снятых линейкой, могут достигать значений, существенно превышающих допустимую величину погрешностей при последующем определении размеров деталей корпуса и при сборке корпусных конструкций. Например, если погрешность измерения составляет 0,5мм, то при масштабе чертежа 1 : 100 погрешность в размерах детали или конструкции составит 50 мм, а при масштабе 1 : 50 составит 25 мм. Поэтому возникает необходимость в укрупнении масштаба теоретического чертежа для уточнения обводов судна, заданных проектантом.
Для этого на заводе вычерчивали проекции «бок», «полуширота» и «корпус» в натуральную величину. Место, на котором они вычерчивались, стали называть плазом, а сам чертеж — плазовой разбивкой. Плазовую разбивку и другие плазовые работы выполняло плазово-разметочное бюро. Плазовая разбивка в натуральную величину вычерчивалась карандашом в трех проекциях на специально подготовленном дощатом полу или на полу, покрытом фанерными щитами, а затем линии прорезались шилом или прочерчивались краской с помощью рейсфедера. Для такой разбивки требовалось специальное помещение значительных размеров, кроме того, работа по согласованию сетки, обводов и вычерчиванию плазовой разбивки, а также операции по определению формы и размеров деталей корпуса на натурном плазе были весьма трудоемки.
В 50-е годы в отечественном судостроении вместо натурной стали применять масштабную плазовую разбивку, выполняя ее в масштабе 1:10 (иногда 1:5). Разбивку вычерчивали на окрашенных белой эмалью дюралюминиевых листах толщиной 4— 10 мм, лежащих на столах. После окраски листов эмаль прошку-ривали мелкозернистой наждачной бумагой до получения гладкой матовой поверхности. Масштабную разбивку вычерчивали, как и натурную, в трех проекциях — «бок», «полуширота» и «корпус». Для уменьшения трудоемкости, повышения точности разбивки и сокращения площади плаза проекцию «полуширота» всегда совмещали с проекцией «бок». Проекцию «корпус» вычерчивали отдельно, обычно на двух щитах (для носовой и кормовой частей).
В настоящее время плазовые работы в основном автоматизированы. В отечественном и зарубежном судостроении разработаны и применяются системы автоматизированного проектирования судов (САПР), в составе которых имеются конструкторские модули, рассчитывающие, проектирующие и вычерчивающие конструкции корпуса на основе банка унифицированных элементов корпусных конструкций. Конструкции синтезируются из этих элементов в диалоговом режиме конструктор — ЭВМ на дисплее компьютера. Исходными данными для расчета формы и размеров деталей корпуса служат данные о корпусных конструкциях, разработанных САПР. Это исключает необходимость деталировки корпуса судна, выполняемой плазами заводов.
В составе САПР имеются также подсистемы, решающие плазовые задачи математическими методами на основе математических моделей формы и конструкции корпуса судна. Подсистемы содержат так называемые модули, каждый из которых решает определенную задачу.
В отечественном судостроении известны подсистемы АТОПС (автоматизированное технологическое обеспечение постройки судов), СИБОС (система безплазового обеспечения постройки судов), ПЛАТЕР (плазово-технологические расчеты) и другие. Все системы и подсистемы решают идентичные задачи и выдают аналогичные результаты. Они различаются в основном используемым математическим аппаратом.
Модулями подсистемы плазовых работ рассчитываются и вычерчиваются:
— теоретическая форма корпуса (генерируются его теоретические обводы и вычерчивается теоретический чертеж);
— положения теоретических линий пазов, стыков наружной обшивки, поперечного и продольного набора (генерируются теоретические линии и вычерчивается практический корпус);
— эскизы плоских деталей и разверток неплоских деталей корпусных конструкций;
— карты раскроя листового и профильного проката;
— контуры гибочных шаблонов для проверки формы изгибаемых деталей в процессе их гибки;
— управляющие программы тепловой резки листового проката для машин с ЧПУ.
Все это позволяет исключить деталировку корпуса судна, выполняемую плазами заводов.