12000DWT成品油船錨臺生產(chǎn)設計及放樣

現(xiàn)階段在船舶建造過程中，錨臺的預制精度和安裝精度往往存在難于控制的問題，傳統(tǒng)的手工放樣已不能滿足錨臺的精度要求。本文以12000DWT成品油船為例，介紹使用東欣船舶產(chǎn)品設計軟件（SPD）對錨臺進行生產(chǎn)設計和放樣，節(jié)省人力物力，縮短建造工期，可避免船廠的損失。

概述

12000DWT成品油船為在建的船，入CCS船級社。該船的主尺度為：總長128.1m，型寬20.0m，型深11.3m，設計吃水7.80m。本船艏部設有兩臺鏈輪臥式錨機，球鼻艏。由于本船整個建造周期短，因此就船體結(jié)構(gòu)而言，通過對本首制船錨臺的優(yōu)化設計和精確放樣，以達到提高施工效率，節(jié)省施工成本的目的，為后續(xù)船錨臺設計和放樣提供參考。

錨臺的基本要求

本船艏部有球鼻艏，為了防止起拋錨時錨與球鼻艏碰撞，在舷側(cè)錨鏈筒出口處加裝凸臺，又稱錨臺。錨臺的高度必須高于最大吃水，以避免航行時錨冠浸入水中增加阻力。同時，錨臺面板距離船體外板必須足夠遠，這樣拋起錨時，在船體反方向橫傾5°的狀態(tài)下不碰球鼻艏，最小距離不小于300mm。此外，沿錨臺面板需焊接鑄鋼凸緣，收錨時，錨的兩個爪尖和錨冠的中心應該緊緊的貼在錨臺面板上。

錨臺的設計步驟

α、β、θ的角度獲取

根據(jù)本船艏樓甲板（圖1）的布置，考慮錨臺需滿足的基本要求，綜合考慮：取α=25°。在SPD中做一個α=25°輔助面，可以快速得到A-A剖面（圖2）；根據(jù)錨機和掣鏈器布置，考慮錨鏈筒軸線應盡可能垂直與通過舷側(cè)出口處的水線，取β=42°；根據(jù)斯貝克錨錨爪與錨桿的角度小于40°±1°，取錨臺面板與錨鏈筒軸線的夾角θ=62°（圖3）。根據(jù)舾裝數(shù)計算書，本船使用的斯貝克錨錨重為4 050kg，錨鏈為φ50 AM3。將錨與錨鏈在A-A剖面中進行模擬拉錨，檢驗是否滿足以下4個要求：1）檢查在收錨和放錨時是否會出現(xiàn)卡錨現(xiàn)象；2）檢查收錨和放錨時是否碰到錨臺處外板；3）檢查錨爪收緊后是否與錨臺完全貼合；4）檢查收放錨時錨鏈是否會碰錨鏈管。請注意如果拉錨結(jié)果不理想，則需反復調(diào)整α、β、θ的角度。直到滿足以上4個要求為止。

錨臺曲面獲取

根據(jù)圖3，錨臺面板的直徑為φ1 010mm；錨臺包板與外板相交的兩點A2、E2的距離為1 900mm；通過A1、A2，E1、E2作兩條延伸線，在延伸線上外板內(nèi)取兩點A3、E3，A3、E3兩點之間的距離為直徑作圓；把錨臺面板直徑圓和A3、E3的直線圓各等分成8份，等分的份數(shù)越多，精度越高；上述數(shù)據(jù)在Auto CAD中畫出圖4。利用圖4中8等分圓上各點的三維數(shù)據(jù)（Auto CAD中量?。赟PD中用兩曲面拉伸的方法獲取錨臺包板所在的曲面，曲面與外板曲面SHELL取交線，即為錨臺包板與外板的交線。經(jīng)檢驗，交線長度1 900mm與圖3中A2、E2的距離1 900mm相符。

錨鏈筒、錨臺面板、錨臺包板、錨臺肘板的建模放樣（SPD）

錨鏈筒建模

錨鏈筒的軸中心線為圖2中O點、圖3中O1點的連線，根據(jù)這兩點在SPD中輸入兩點的定位坐標，輸入錨鏈筒的直徑，即生成錨鏈筒。

錨臺面板建模

錨臺面板根據(jù)圖3中O1、A1、E1三點定位坐標，可以確定錨臺面板所在的平面，在此平面以O1點定位坐標為圓心作直徑為φ1010mm的圓，賦予板厚，即為錨臺面板，錨臺面板為平面板，無需加工。

錨臺包板建模

錨臺包板需分成4塊板制作，每塊板需在前文中所述的曲面上做4根板縫，分別為曲面與外板的交線板縫L1、曲面與錨臺面板的交線板縫L2、TA、TC、TE、TG，因此錨臺包板1取L1、L2、TA、TC四根板縫生成曲面板，錨臺包板2取L1、L2、TC、TE四根板縫生成曲面板，錨臺包板3取L1、L2、TE、TG四根板縫生成曲面板，錨臺包板4取L1、L2、TG、TA四根板縫生成曲面板。如圖5。

錨臺肘板建模

錨臺肘板8塊，分別在錨臺面板及錨臺包板曲面與外板的交線的8等分線上。即肘板1在O、T、A三點坐標所在定位平面；肘板2在O、T、B三點坐標所在定位平面；肘板3在O、T、C三點坐標所在定位平面；肘板4在O、T、D三點坐標所在定位平面；肘板5在O、T、E三點坐標所在定位平面；肘板6在O、T、F三點坐標所在定位平面；肘板7在O、T、G三點坐標所在定位平面；肘板8在O、T、H三點坐標所在定位平面；錨臺肘板為平面板，無需加工。下圖為SPD中完成的錨鏈筒、錨臺面板、錨臺包板、錨臺肘板整體三維模型。三維模型通過SPD軟件自動展開即完成錨臺放樣過程。

錨臺包板加工樣板

因錨臺包板為曲面板，我司對于曲面板一般采用冷壓加工成形，如冷壓加工無法一次成形再通過火工加工二次成形。為控制錨臺包板的加工精度測量，每塊錨臺包板需配套制作三塊樣板分別測量錨臺包板上口，下口的精度。如圖7所示：錨臺包板1的樣板分別為A1、B1、A2；錨臺包板2的樣板分別為A3、D1、A4；錨臺包板3的樣板分別為A5、F1、A6；錨臺包板4的樣板分別為A7、H1、A8。每三塊樣板組成一個立體的框架以控制錨臺包板的曲度，樣板上標注的各點對應錨臺包板上標注的各點，如樣板與包板貼合，則表示包板加工成形到位，否則包板還需校正加工尺寸。因此為了控制加工精度，包板還需增加余量，按照我司經(jīng)驗，包板余量一般添加在前文所述的曲面板與外板交線板縫L1，以及板縫TA、TC、TE、TG處。

結(jié)論

在數(shù)字化技術(shù)高速發(fā)展的今天，船廠對于生產(chǎn)設計的精度要求也是越來越高。本文通過對12000DWT 成品油船錨臺生產(chǎn)設計及放樣做介紹，極大地提高了生產(chǎn)設計的精度，利用計算機軟件解決了傳統(tǒng)手工放樣中的難點，積累經(jīng)驗，生產(chǎn)設計的工作將日益完善，大大節(jié)省船廠的人力和物力，為后續(xù)船設計提供參考。

（作者簡介：王秋芳，福建東南造船有限公司技術(shù)中心。）endprint