船舶管系放样

船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 船舶管系放样 情境一 船舶管系放样认知 情境二 管系放样符号认知 情境三 船舶管系放样手段 情境四 弯管参数的计算 情境五 管 系 放 样 情境六 管路布置基本规范 情境七 管系放样软件简介 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 1、能力目标 能绘制管系布置图； 能绘制管子零件图； 能利用管系放样软件进行放样设计。 2、知识目标 了解管子放样的工艺过程； 掌握管系放样的基本符号； 掌握管系放样基本原理； 掌握管系放样的步骤； 掌握管路布置的基本规范； 了解计算机管系放样软件。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 活动设计 在专用学习室和专用船舶设计室里进行，给学生一条船舶的资料，给出船舶管系原理设计图的资料，给学生进行分组，利用管系放样软件进行某一区域的综合布置图的设计、管系安装图、管子零件图、管子支架布置图、各种管理图表的设计。采用学生先讨论、教师讲解，学生再设计的过程，对于软件的操作，要求学生能独立完成任务，对原理设计中不合理的地方，要求学生能提出修改意见，最后再来进行成果展示和评价。 参考学时 18学时 +60学时的综合实训 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 情境一 船舶管系放样认知 传统现场取样 设计部门从事管系原理图和管系布置图的设计，只提供管系的大致走向。而管系的确切走向、管子的制造与安装，由生产部门在船体合拢、设备定位后进行。管子的制造则按“样棒弯管”法进行。这种方法不仅使管子的制造与管路安装质量差、劳动强度大、造船周期长，且不利于实现管系的“预制预装”。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 现代管系放样 管系放样是在详细设计完成后，根据船、机、电、管等原始资料，在样台或图纸及计算机上，用投影几何的方法，按一定的比例，在预先放好的船体型线 结构图上布置主机、辅机、轴系、各种机械设备的位置，再根据管系原理图布置整个管路及电缆、通风管道等，这种全部管系的实际布置图 放样总图（管系综合布置图），不仅要求确定每根管子在船上的位置、形状和管子的连接形式及数量，同时还要计算出每根管子的曲形参数。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管系放样的优点 1、在船体开工建造的同时（甚至在开工之前），即可进行管子的预制预装，可以大大缩短工期，提高造船效率。 2、大量的船内现场工作移到车间或外厂协作完成。工作条件好，安全可靠，加工质量高。 3、一次性上船安装，减少了不必要的重复劳动，大大减轻劳动强度。 4、能统筹安排管线，做到合理美观，有利于优化管理和精简节约。 5、管系参数及空间计算等可以采用计算机技术取代人工计算管系参数，进一步提高了工作效率和准确度。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管系放样的发展阶段 60 70年代 在木地板上以 1:1的比例画各种船体背景，画各种机械设备外形及与管路相接的接口，进行管子系统放样，当时用的计算工具是计算尺，这种方法需要的工作场地大，放样人员蹲在地板上进行操作，劳动强度很大。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 70 80年代 在工作台上用长涤伦薄膜以 1:10的比例画船体背景，画各种机械设备外形及与管路相接的接口，进行管子系统放样，这种方法比上种工作场地小，减轻了放样人员的劳动强度。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 80 90年代 把涤伦薄膜铺设在图板上，以 1:20 1:25的比例分区综合放样。所谓综合放样，就是在小小的绘图板上，船体、电器、机械三大专业的放样设计一起进行，综合协调，把很多将会在生产中出现的问题，在绘图板上解决。在这个舞台上，放样人员按建造方针、管理部门和生产车间的要求，提供各种建造阶段的施工图纸和托盘。由于此时还没有采用计算机放样，有些设计要求，很难在有限的设计周期内实现。这个时期只是生产设计的初期阶段。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 90年代后 全国较大的造船都用计算机放样，把设计图中的管子数椐、管子附件数据等输送到计算机系统，通过计算机辅助设计，解决了管子零件弯管程序计算量和出图量很大的难题，大大缩短了生产设计周期，计算机放样节约人力和时间，提高了设计水平，开辟了生产设计的新纪元。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 情境二 管系放样符号认识 在管系布置施工图中，为了简化绘图，均以实线代表管子，用折线代替管子弯头（大直径管子有时也用三线图绘出），用适当一定的符号表示管系中的附件、阀件等，并辅之以必要的尺寸标注和文字说明来表达管系的几何形状、具体尺寸和安装位置。 管系布置施工图常用的符号归纳起来有四种。因目前所采用的符号尚未完全统一，这里只列举一些常用的基本符号，供参考。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管子弯头基本符号 管子基本弯头有两种 弯曲成 90 的角尺弯和不等于 90 的别弯。小于90 的别弯用得很少。由于这两种弯头在平面图上有各种不同的布置位置，因比其弯头符号也有相应的变化，归纳起来有六种基本情况。如表 4-1所示。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 正视图表 1 - 5 管 子 弯 头 基 本 符 号管子弯头基本符号下直上别弯上直下别弯下别弯上别弯图形及名称上直角弯下直角弯俯视图符号侧视图表 4-1 管子弯头基本符号 在绘制管子弯头符号时必须注意以下两点： (1)符号中的圆、半圆的直径等于所表示管子的外径，应按比例画在管路布置施工图上。 (2)半圆的开口对着投影面上面的管子，离投影面远的管子画至圆心，离投影面近的管子画至圆周。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 支管符号 管路上的支管也需用符号加以规定。一般支管端必有连接件（如法兰、螺纹、套管等），这些连接件的画法应统一采用管子附件符号来表示。管路上的支管类型大致可分为三种：垂直支管（与主管垂直）、平行支管（与主管平行）、斜支管（与主管成一定角度）。 这些支管的符号如表 4-2所示。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 下直角弯支管上正支管下正支管上直角弯支管管子支管符号图形及名称下斜直支管下直上别弯支管上直下别弯支管表 1 - 6 管 子 支 管 符 号管子支管符号符号上斜直支管图形及名称 符号表 4-2 管子支管符号 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管子连接件符号 常用的管子连接件有 ：法兰连接、螺纹接头、软管接头、套管接头等，此外还有异径管及通舱管件等。这些连接符号如表 4 3所示。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 表 4 3 管子连接符号 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 法兰的螺孔数目 船舶管子连接件中以普通法兰使用最广，根据螺孔数目，法兰可分为两类： 一类螺孔数为 4的整数倍； 一类螺孔数为的非整数倍，例如螺孔数为 n=6和 n=8， 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 图 1 - 1 法 兰 螺 孔 数图 4-1 法兰螺孔数 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 如图 4-1所示。由图可见，无论是孔或孔，它们都对称于线，但线转过 90（法兰不动）至 位置， 8孔法兰的螺孔对线仍是对称的，而 6孔法兰则不同，此时有一对螺孔落在线上， 因此有必要对法兰螺孔进行标注。此问题通常是针对螺孔数目是 4的非整数倍法兰而言。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 法兰螺孔的标注方法 以布置图的管子中心线为基准，当法兰螺孔的投影有一个落在中心线上时，称为“单”，而对称分布在中心线两边时，称为“双”。通常不论管子朝什么方向，法兰上相注“单”或“双”都是按照这个规定。图纸没有具体注明时一律按“双”的要求焊接法兰。 但是螺孔数为 4的非整数倍法兰，虽然一般均按“双”孔布置，而当管子具有上正或下正管时，无论是“单”或“双”均必须加以标注，以免混淆而造成不必要的差错。法兰螺孔位置符号如表 4-4所示。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 单眼垂直双眼垂直单眼向上双眼向上法兰螺孔位置符号图形及名称符号表 1 - 8 法 兰 螺 孔 位 置 符 号表 4-4 法兰螺孔位置符号 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管子附件符号 这里指的附件是除上述连接件以外的各种阀件、阀箱、器具、旋塞等，在施工安装图上必须把它们按比例绘出，并应注意将主要尺寸标于图中。表 4-5列出了常见阀件的符号，其他的附件符号这里就不一一列出。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 354序号21三通截止阀直角止回阀直通止回阀直角截止阀直通截止阀名称备用符号符号俯视 側视表 1 - 9 管 子 附 件 符 号 （ 摘 自 G B 4 7 9 1 - 8 4 ）表 4-5 管子附件符号 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 情境三 船舶管系放样手段 管系放样的基本原理 由解析几何可知，空间任一点的位置必须由三个坐标才能确定，如图 4-2中 A点的位置可用 x,y,z表示。推广而言，空间一根直线段 AB也可端点坐标值表示。 把坐标值与投影图结合起来，就可以用一个或两个视图清楚地表达出空间某一管段的几何形状及具体尺寸，这就是管系放样的基本原理。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 图 2 - 1 A 点 的 空 间 位 置oA(x,y,z)y图 2 - 2 空 间 线 段 的 投 影oBAyzxzx图 2 - 1 A 点 的 空 间 位 置oA(x,y,z)y图 2 - 2 空 间 线 段 的 投 影oBAyzxzx图 4-2 A点的空间位置 图 4-3 空间线段的投影 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管系放样基本手段 放样符号 在管系放样图中，仅用一段实线来代表一根管子，为表现其空间形状和走向，还需要一定形式的符号才能反映出它的几何形状。管系放样中所需的符号详见本章第二节。 管系放样基准面 管系放样符号解决了用平面图形来代表一个空间管系（管段、弯头、附件、连接件等）的问题，但是要确定该管系在空间的确切位置，还必须知道它的坐标值，要确定坐标值就必须知道原始坐标轴，即确定基准面。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 .横向基准面 横向基准面用以确定管系在左舷或右舷的坐标，一般以船体的纵舯剖面作为横向基准面。纵舯剖面可用符号表示，“”表示左舷，“”表示右舷。例如200mm，即表示左舷距船体纵舯剖面 200mm处。 .纵向基准面 纵向基准面用以确定管系在船舶纵向坐标值，即首、尾方向位置，一般以船舶某一肋位或某横隔舱壁作为纵向基准面标注时应具体标明某一肋位号，“”表示自该肋位向大号肋位方向，“”表示自该肋位向小号肋位方向，例如“ 36 200”表示 36号肋骨向 35号肋骨200mm处。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 3.高度基准面 高度基准面用以确定管系在高度方向上的坐标值，一般以船体的基线作为高度基准面，在管路上标注 200mm,表示此管路上某一段或某一点距基线 200mm。对于大型船舶 ,它具有的甲板层次较多 ,为了简化尺寸标注和安装时度量方便 ,根据各层平面管系放样的要求，也可直接选择某层甲板平面作为高度基准面。为了避免混淆起见，可在高度差数值前面加上不同的符号（见表 4-6），例如“平 +200”，表示此管段在平台甲板上方 200mm处。 双层底船，机舱花铁板以下的管子均以内底作为高度基准面，但某些船舶内底板厚度不一致，船中部较厚，舷边较薄，此时以内底板作为高度基准面一律以内底板下边线起算，这一点对机舱采用区域性单元组装工艺特别重要，因为区域性单元在内场组装时，其高度坐标在放样时由内底板下边线为准；在安装时，换算至花铁板的上边线为准。花铁板上边线与内底板下边线是等距离的，无论是设备定位、管子定位，其高度尺寸均不会受内底板厚度变化的影响。对于某些单底船或有斜内底的船舶，只能以平面作为高度基准面。在机舱部分放样时，可根据需要换算至花铁板平面的标注高度。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 序 号 船体结构名称 符 号 序 号 船体结构名称 符 号 船 体 基 线 起 居 甲 板 起 内 底 板 内 遮 阳 甲 板 阳 花 铁 板 花 游 步 甲 板 游 平 台 甲 板 平 露 天 甲 板 天 下 平 台 甲 板 下平 救 生 艇 甲 板 艇 上 平 台 甲 板 上平 驾 驶 甲 板 驾 下 甲 板 下甲 罗 经 甲 板 罗 上 甲 板 上甲 甲 板 上 面 桥 楼 甲 板 （包括首、尾楼） 桥 甲 板 下 面 表 4-6 各层平台符号 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 尺寸标注 1.机械设备的安装定位尺寸 机械设备的安装定位尺寸通常在机械设备布置图上已经注明，在安装管子前，机械设备均已安装就绪，因此，有关的定位尺寸在放样图上可省略；只有在采用区域性单元组装时，这些尺寸在区域性单元组装图上仍应注明。 2.船体结构上的开孔定位尺寸 这是指通至双层底舱、舷旁以及附于船体结构上的油水舱进出管的定位尺寸。安装管子之前，根据图中注明的定位尺寸预先开孔。 3.管子的定位尺寸 沿船舶纵向布置的管子，在直管段上须注有距舯的尺寸；沿船舶横向布置的管子，在直管段上注有距某肋位的尺寸；平行布置的管子须注有管子的间距；带弯头的管子须注出弯头两边的高度定位尺寸。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 尺寸标注方法 1.无支管的管子尺寸标注 a1 1 0 0图 2 - 4 垂 直 支 管 尺 寸 标 注7007623 0 03501 5 0 1 5 07 0 02 5 0图 2 - 3 双 定 伸 弯 管 子 的 尺 寸 标 注H25041 5 01H600(3)231194305上正7(6)H04004564(5)400下正263 5 0图 4-4 双定伸弯管子尺寸标 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 2.支管尺寸标注 (1)垂直支管 a1 1 0 0图 2 - 4 垂 直 支 管 尺 寸 标 注7007623 0 03501 5 0 1 5 07 0 02 5 0图 2 - 3 双 定 伸 弯 管 子 的 尺 寸 标 注H25041 5 01H600(3)231194305上正7(6)H04004564(5)400下正263 5 0 图 4-5 垂直支管管子尺寸标 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 (2)平行支管 图 2 - 5 平 行 支 管 尺 寸 标 注(a)bca(a)ca321H支H 0图 4-6 平行支管尺寸标注 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 (3)斜支管 c4a3图 2 - 6 斜 支 管 尺 寸 标 注上 b 3a4下 b 4c3c2a1 c1b1b2a2图 4-7 斜支管尺寸标注 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 (4)圆弧支管 c1b1c2图 2 - 7 圆 弧 支 管 尺 寸 标 注c1下 b 1b2上 b 2c2图 4-8 圆弧支管尺寸标注 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管子余量的尺寸标注 图 4-9 管子余量尺寸标 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 管子安装尺寸标注 图 4-10 管子安装尺寸标注 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 表 2 - 2 管 端 方 向 符 号符号在船体的左舷、向上安装方向说明在船体的左舷、向下在船体的右舷、向上在船体的右舷、向下在船体的左舷、向舯在船体的左舷、向舷在船体的右舷、向舷在船体的右舷、向舯在船体的左舷、向首在船体的左舷、向尾在船体的右舷、向首在船体的右舷、向尾表 4-7 管端方向符号 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 情境四 弯管参数的计算 弯管参数计算分两部分： 1、管段实长、弯曲角和旋转角 2、弯头的起弯点、管长总长度、无余量下料长度的计算 。 弯管参数的方法： 图解法和计算法两种。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 图解法 利用平面投影图，根据所给出的具体条件，在图上增加必要的辅助线，利用几何关系作出所需的参数，然后用直尺、量角器等工具直接量出。用图解法求得的弯管参数的精确度，常常取决于作图比例的大小和作图的精确度。 计算法 根据所给出的管路各点的坐标值（或相对值），应用几何和三角函数或矢量代数进行人工计算，也可以应用电子计算机进行计算。计算的精确度只取决于给定的坐标值，与图形的绘制准确度无关。 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 弯 角 管子的弯角是指一根直管子要弯成一定形状时，管子的一端所弯过的角度，一般用 表示 管子的弯角数 n与管段数 n的关系为 n=n-1。 除弯头的弯角 =180 外，一般地讲弯角 180 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 图 3 - 9 管 子 弯 角图 3 - 1 0 弯 角 在 弯 模 上 形 成 过 程图 4 11 管子弯角 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 1.当弯角所在平面平行于投影面时，则投影角与弯角相等。 tg= =arctg （ 4-1） xyxy图 3 - 1 2 不 平 行 于 投 影 面 时 的 弯 角(a)(b)图 3 - 1 1 平 行 于 投 影 面 时 的 弯 角图 4 13 平行于投影面的弯角 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 2、当弯角所在平面不平行投影面时，则投影角不等于弯角，如图 4-14所示。 图中： QF是 QR在管段 PSQ所在平面内的投影； RF垂直于上述平面； RE垂直于 SQ并与 SQ的延长线相交于 E。显然， EF QE，并且 QE=x， EF=y， RF=z。 tg= = = （ 4-2） =arctg （ 4-3） QEREQERFEF 22 xzy 22 xzy 22 船舶管路系统 武汉船舶职业技术学院动力工程系 图 3 - 1 2 不 平 行 于 投 影 面 时 的 弯 角(a)(b)图 3 - 1 1 平