Узел соединения надстройки с корпусом судна

 

Использование: судостроению, а именно соединение корпусных конструкций судов из разнородных металлов. Сущность изобретения состоит в том, что биметаллический сталеалюминиевый переходник, установленный между алюминиевой деталью надстройки и корпусом судна, выполнен с выступающей частью стального слоя, которая соединена непосредственно со стальным корпусом судна. Использование изобретения повышает надежность и снижает трудоемкость изготовления соединения. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к соединениям надстроек из легких сплавов со стальным корпусом судна.

Известны соединения надстройки из алюминиевого сплава со стальным корпусом судна с применением биметаллических переходников. Такое соединение производится через установленную горизонтально биметаллическую пластину путем приварки тавровым швом по периметру каждого из сопрягаемых элементов.

Наличие высокой концентрации сварочных напряжений в районе приварки к биметаллической планке обшивки и стоек алюминиевой надстройки и стальной части корпуса судна не допускают использования такого соединения в ответственных корпусных конструкциях.

В высоконагруженных узлах и конструкциях, участвующих в обеспечении общей прочности корпуса судна, например стенок надстроек и рубок из алюминиевого сплава со стальным корпусом судна, предложено применять соединение внакрой, также выполняемых через биметаллическую вставку, при этом последняя устанавливается вертикально по отношению к палубе. Соединения биметаллических планок и сопрягаемых элементов внакрой обладают рядом преимуществ по сравнению с крестообразным соединением: существенно упрощается подгонка кромок листов при соединении с биметаллической планкой; отсутствует необходимость соблюдения жесткого допуска на зазоры.

При выполнении этого типа соединений не исключаются скрытые дефекты, возможные при приварке листов к биметаллической планке, особенно со стороны стали, а работоспособность таких сварных узлов не выше клепаных.

Дальнейшее совершенствование узлов соединений алюминиевых надстроек со стальным корпусом судна осуществлено техническим решением, предусматривающим использование биметаллического переходника с выступающей стальной частью. В прототипе соединение алюминиевой надстройки со стальным корпусом судна осуществляется посредством установленного вертикально биметаллического сталеалюминиевого переходника с выступающей стальной частью на величину не менее шести своих толщин. Наружная стенка надстройки присоединена к однородной алюминиевой части биметаллического переходника внакрой, а выступающая стальная часть биметаллического переходника присоединена встык к стальному комингсу верхней палубы корпуса судна. Использование устройства связано с необходимостью присоединения выступающей части стального слоя биметаллического переходника к комингсу, который в свою очередь, нужно присоединять к стальному корпусу судна. Как показывает практика, изготовление длинномерных корпусных конструкций, особенно в условиях монтажа, когда трудно обеспечить необходимую точность сборки вертикально установленных изделий, приводит к несоосности состыкованных элементов выступающего стального слоя переходника и комингса. Следствием образовавшегося эксцентриситета и обусловленного им изгибающего момента является формирование нежелательных напряжений отрыва на границе раздела в биметаллической части переходника. Таким образом, предусмотренная прототипом сборочно-сварочная операция сопровождается образованием дополнительных остаточных напряжений и деформаций сварочного и реактивного характера, которые неизбежно приводят к снижению эксплуатационных свойств конструкции.

Цель изобретения повышение надежности и эксплуатационной прочности соединений надстройки с корпусом судна и снижение трудоемкости выполнения судовых конструкций.

Поставленная цель достигается тем, что выступающая часть стального слоя биметаллического переходника соединена непосредственно со стальным корпусом судна.

Повышение надежности и работоспособности соединений надстройки с корпусом судна достигается снижением уровня эксплуатационных нагрузок за счет исключения несоосности стальных деталей в области их сопряжения благодаря использованию асимметричного биметаллического узла, совмещающего функции переходника и комингса. Исключение сварочных деформаций способствует повышению статической и циклической прочности узлов соединений надстройки с корпусом судна. Снижение трудоемкости выполнения судовых конструкций при соединении надстройки с корпусом судна достигается исключением сборочно-свароч- ной операции по стыковке биметаллического переходника с комингсом верхней палубы. Величину выступающей части стального слоя биметаллического переходника принимают равной требуемой высоте комингса.

Учитывая, что высота комингса в судостроительных конструкциях обычно составляет 100 200 мм, изготовление биметаллического переходника с выступающей стальной частью не связано с техническими затруднениями.

На чертеже показано соединение надстройки с корпусом судна.

Соединение надстройки 1, выполненной из алюминиевого сплава, со стальным корпусом судна 2 осуществляется посредством биметаллического сталеалюминиевого переходника 3, установленного вертикально.

Выступающая часть стального слоя, выполняющая роль комингса, присоединена к стальному корпусу 2. Высота выступающей части стального слоя переходника равна требуемой высоте комингса.

Пример конкретного выполнения. Узел соединения надстройки с корпусом судна, включает биметаллический сталеалюминиевый переходник с выступающей стальной частью толщиной 3 мм. Выступающая часть стального слоя биметаллического переходника выполнена на величину 100 мм (высота комингса), что позволяет непосредственно соединять ее сваркой с корпусом судна. Экспериментально подтверждено увеличение прочности на растяжение предлагаемых узлов не менее чем на 10 15% и повышение долговечности при переменном нагружении до 30-40% которые достигаются благодаря уменьшению изгибных напряжений, вызванных смещением состы- кованных деталей. Смещение деталей и кривизна от сварочных операций, как правило, являются неизбежными при изготовлении судовых конструкций в условиях стапеля. Снижение трудоемкости выполнения сборочно-сварочных работ при использовании предлагаемого узла составляет 20-30% (по сравнению с прототипом, предусматривающим стыковку с комингсом корпуса).

Формула изобретения

УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ НАДСТРОЙКИ С КОРПУСОМ СУДНА, включающий в себя биметаллический сталеалюминиевый переходник с выступающей стальной частью, установленный вертикально между алюминиевой деталью надстройки и стальной верхней палубой корпуса судна, отличающийся тем, что выступающая часть стального слоя биметаллического переходника соединена непосредственно с верхней палубой судна.

РИСУНКИ

Рисунок 1