„Andy Marine“ mano, kad praktinės gamybos žinios yra vienas iš vertingiausių per tam tikrą laiką įgytų turtų.
Mūsų dirbtuvėse dirba inžinieriai, gamybos specialistai ir patyrę technikai, kurie ilgus metus dirbo su nerūdijančio plieno jūrine įranga – nuo medžiagų parinkimo ir liejimo procesų iki apdailos ir kokybės kontrolės.
Daugelio šių įžvalgų išmokstama per kasdienę gamybos patirtį: suprantama, kodėl sugenda komponentas, kaip įvairios medžiagos veikia jūrinėje aplinkoje ir kokios detalės tikrai svarbios kuriant patikimą techninę įrangą.
Tačiau šiomis praktinėmis žiniomis dažnai dalijamasi tik dirbtuvėse ir jos retai pasiekia klientus, kurie priima tiekimo ir inžinerinius sprendimus.
INŽINIERIŲ KALBA – tai mūsų pastangos organizuoti šiuos pokalbius ir pasidalinti jūrinės įrangos gamybos patirtimi.
Šioje serijoje aptariame medžiagas, gamybos procesus, dizaino svarstymus ir realias pamokas iš jūrinės įrangos gamintojo perspektyvos.
Šiandienos ENGINEER TALKS Ep.15 pristato inžinierius Wu ir Zhang, parašiau aš, redaktorius.
Karinio jūrų laivyno architektūroje ir priekinio denio takeluose inkaro laivapriekio volas veikia kaip operacinis laivas, paėmimo kanalas ir trumpalaikis mechaninis atramos taškas, o ne kaip pagrindinis konstrukcinis stabdys ilgalaikiam audros tvirtinimui.
Pasikartojantis priekinio denio aptarnavimo problemų šaltinis laivų statyklose ir remonto įrenginiuose yra laivapriekio ritinėlio traktavimas kaip izoliuotas estetinis įrenginys, o ne integravimas į visą denio apkrovos kelią. Nežiūrint į inkaro koto tarpą, skriemulio ir kaiščio trintį arba konsolės lenkimo momentus, gali įstrigti kotai, pažeisti gelio dangą, surišti skriemulį ir pažeisti šerdį po priekinio denio laminatu.
Remiantis praktine gamybos ir takelažo patirtimi, kuriant patikimą antžeminių įrenginių išdėstymo sistemą, reikia suderinti inkaro koto profilius su ritininio kanalo geometrija, pasirinkti skriemulio polimerus, kurie subalansuoja akustinę izoliaciją ir gniuždomąjį valkšnumą, sutvirtinti šerdies paklotus nuo konsolės ištraukimo ir užtikrinti, kad nuolatinės laikančios apkrovos būtų tinkamai atsietos į tam skirtus grandinės kamščius.
Kai karinio jūrų laivyno architektai, laivų statyklos ir įrangos montuotojai nurodo antžemines priemones, inžinerijos diskusijose dažnai daugiausia dėmesio skiriama inkaro laikymo galiai ir inkaro kontaktinio tinklo svoriui. Tačiau ant vandens ir remonto aikštelėje galvos skausmas dažnai kyla ties kamieno galvute:lanko inkaro volas.
Sistemų inžinerijos požiūriu labai svarbu nustatyti lanko volo funkcines ribas:
Neteisingas šios eksploatacinės ribos supratimas arba nepakankamai suprojektuota ritinėlių geometrija ir pakloto atrama gali sulinkti šoninius skruostus, sugriebti skriemulius, įtrūkti gelio danga ir pažeisti šerdį po priekinio denio laminatu.
Inkaro ritinėlio negalima pasirinkti atskirai nuo žemės paviršiaus, kurį jis valdo. Tobulėjant šiuolaikinių inkarų konstrukcijoms, jų fizinė geometrija kelia specifinius mechaninius reikalavimus ritininiam kanalui.
Kaip aprašyta mūsų techniniame vadoveINŽINIERIŲ KALBA Ep.01: Kaip nustatyti tinkamą jachtos / valties inkarą, šiuolaikiniai inkarai (pvz., samtelio tipo, nagų ir pasukamo plūgo konstrukcijos) turi lenktus kotus ir į priekį nukreiptą svorio paskirstymą, sukurtą agresyviam įsiskverbimui į jūros dugną. Šie profiliai nustato aiškius fizinius laivapriekio apribojimus:
Inkaro diegimas paprastai priklauso nuo vienos iš dviejų važiuoklės konfigūracijų:
Perplaukiant atviroje jūroje neramioje jūroje, laivo nuolydis sukuria vertikalų pagreitį laivapriekio srityje. Inkaras, esantis atvirame kanale, gali atšokti, sukeldamas ritminę smūginę apkrovą ant kaiščio ir rizikuodamas važiuoti nuo bėgių.
Gerai proporcingassulaikant užstatą(viršuje montuojamas dirželis arba fiksuojamasis kryžminis kaištis) tarnauja dviem struktūriniams tikslams: jis fiziškai apriboja grandinę ir inkaro kotą kanale, neleisdamas žirgui nušokti nuo skriemulio vertikalaus smūgio metu; o paskutiniame paėmimo etape jis veikia kaip žemyn nukreiptas kreiptuvas, kuris priverčia išlenktą inkaro kotą į jo vietą, kai įtampa atsiranda ant vėjo.
Skriemulys yra pagrindinis dėvimasis komponentas lanko ritinėlio sąrankoje. Jis patiria koncentruotą kontaktinį įtempį, abrazyvinių dalelių patekimą iš jūros dugno purvo ir smėlio, didelės trinties grandinės tranzitą ir saulės UV spindulių poveikį. Norint pasirinkti tinkamą skriemulio medžiagą, reikia subalansuoti akustinę izoliaciją, grandinės apdailos apsaugą, keliamąją galią ir atsparumą aplinkai.
POM (paprastai vadinamas acetalio kopolimeru) pasižymi dideliu mechaniniu standumu, mažu trinties koeficientu ir matmenų stabilumu jūrinėje aplinkoje. Acetalas suteikia puikųakustinis slopinimas, slopindamas atšiaurų metalo ant metalo barškėjimą grandinės tranzito metu, kuris kitu atveju rezonuoja per priekinį denį į vidines priekines kabinas. Jis nežymi žymių ir nesubraižys poliruotų 316 nerūdijančio plieno grandinių ar juostų apsauginių cinko dangų nuo karštai cinkuotų jungčių.
Esant didelėms, ilgalaikėms statinėms gniuždymo apkrovoms, neapdorotos termoplastinės medžiagos gali laipsniškai šliaužti. Reikalingoms jūrinėms reikmėms, skriemuliai paprastai yra apdirbami iš kietų, UV stabilizuotų POM apvalių medžiagų, o ne iš standartinių įpurškimo formų dervų, kurios gali suirti nuolat veikiant saulės spinduliams.
Lietos (CF8M) arba CNC apdirbtos iš 316 austenitinio nerūdijančio plieno, metaliniai skriemuliai užtikrina maksimalų atsparumą abrazyviniam smėlio nusidėvėjimui ir nulinį gniuždymo valkšnumą esant didelėms nuolatinėms darbo apkrovoms. Jie dažnai nurodomi didelio poslinkio keliautojams, komerciniams laivams ir visos grandinės antžeminėms priemonėms, kai linijos įtempimas viršija pramoginius slenksčius.
Tačiau nerūdijantys skriemuliai sukuria pastebimą veikimo triukšmą išmokėjimo ir paėmimo metu. Be to:
Lietas elastomerinis poliuretanas puikiai sušvelnina dinaminį smūgio smūgį, kai inkaras atsitrenkia į volelį greito ar avarinio paėmimo metu, padeda slopinti smūgio perdavimą į skruostų plokštes ir tvirtinimo tvirtinimo detales. Tačiau poliuretanui reikia kruopštaus mišinio, kad būtų išvengta laipsniško sukietėjimo, brinkimo ar trapumo dėl ilgalaikio sąlyčio su degalų likučiais, variklio išmetamųjų dujų kondensatais ir agresyviais cheminiais denio valikliais.
Kaip aptartaINŽINIERIŲ KALBA Ep.03: Inkaro grandinė prieš virvę jūrų inkaravimo sistemose, trumpos grandies inkaro grandinė ant rato elgiasi kitaip nei apvali sintetinė virvė. Plokščias cilindrinis skriemulys leidžia grandinės jungtims susisukti, todėl kintamos grandys susikerta per kraštą ir sukelia grandinės lenkimo apkrovas.
Funkcinis lanko ritininis skriemulys turi aspinduliuotas centrinis griovelis, apsuptas platesnių pečių: centrinis griovelis pritvirtina vertikaliai nukreiptas grandinės grandis, kad būtų užtikrintas tikras sekimas; išoriniai pečiai palaiko besikeičiančias horizontalias jungtis, kad būtų išvengta šoninio sukimosi; ir spinduliuoti perėjimai apsaugo nuo trinties važiuojant hibridiniais lynais su grandine.
| Inžinerinis faktorius | POM / acetalis | 316 nerūdijantis plienas | Poliuretanas (PU) |
|---|---|---|---|
| Akustinė izoliacija | Aukštas (slopina grandinės barškėjimą) | Žemas (perduoda metalinį rezonansą) | Nuo vidutinio iki didelio (sugeria vibraciją) |
| Rode apdailos išsaugojimas | Puikus (apsaugo nuo cinko ir veidrodinio poliravimo) | Vidutinis (gali nutrinti minkštas dangas) | Puikus (tvirtas kontaktinis veidas) |
| Atsparumas gniuždymui | Vidutinis (gali šliaužti esant didelei apkrovai) | Imunitetas (nulis plastiko šliaužimo) | Vidutinis (elastingas įlinkis) |
| Atsparumas abrazyviniams smėliams | Geras (lygus, mažos trinties paviršius) | Išskirtinis (didelis paviršiaus kietumas) | Geras (atsparus mikrograužimui) |
| Įvorės reikalavimas | Paprastai veikia tiesiai iš 316 kontaktų | Privaloma (bronzinė arba sudėtinė įvorė) | Dažnai liejamas su integruota rankove |
| Korozijos ir chemijos laikrodis | Inertiškas sūriam vandeniui; stebėti UV poveikį | Plyšių korozijos rizika siauruose angos tarpuose | Cheminis degalų ir (arba) valiklių skilimas |
| Tipiškas jūrų pritaikymas | Kreiserinių burių ir motorinių jachtų gamyba | Komerciniai laivai ir sunkieji keliautojai | Greiti sportiški žvejai ir dinamiški amatai |
Atliekant lauko gedimų vertinimus, struktūriniai pažeidimai retai kyla dėl paties nerūdijančio plieno ritinėlio korpuso; tai daugiausia vyksta vidujesudėtinė denio konstrukcija po montavimo pėdsaku.
Kadangi lanko volas turi išsikišti už lanko, kad būtų laisvas tarpas, jis veikia mechaniškai kaip agembinė sija. Inkaro išsiveržimo metu arba skrodžiant, priekinio skriemulio įtampa žemyn ir į priekį padauginama iš iškyšos atstumo, sukuriant didelius lenkimo momentus per denio tvirtinimo pagrindą.
Šioje mechaninėje konfigūracijoje:
Šiuolaikiniuose pramoginiuose ir komerciniuose laivuose daugiausia naudojama daugiasluoksnė kompozicinė konstrukcija, naudojant mažo tankio balzą, PVC putas arba poliuretano šerdis, įterptas tarp stiklo pluošto (FRP) sluoksnių.
Didelės apkrovos konsolės tvirtinimas tiesiai per šerdies denį naudojant tik standartines poveržles yra žinomas įrengimo gedimo būdas:
Siekdami užtikrinti, kad laivo denio konstrukcija atitiktų techninės įrangos stiprumą, laivų statytojai ir remonto laivų statyklos taiko griežtą konstrukcijų montavimo praktiką:
Pagrindinis denio įrangos ilgaamžiškumo principas yrafunkcinis apkrovos atsiejimas. Inkaro volas yra eksploatavimo sąžiningumo ir diegimo atramos taškas; jis nėra sukurtas taip, kad atlaikytų nuolatines dideles viršįtampio apkrovas važiuojant atšiauriomis sąlygomis, taip pat vėjaraupiai neturėtų atlaikyti dinaminio bangų smūgio.
Kai laivas sėdi prie inkaro atviroje inkaravimo vietoje, banguojantys svyravimai sukelia didelę ciklinę didžiausią įtampą. Jei žirgas veda tiesiai iš laivapriekio ritinėlio prie vėjarodžio, šie cikliniai smūgio smaigaliai perduodami tiesiai į ritinėlio ašies kaištį, pagrindinį suktuvo veleną, reduktorinę pavarų dėžę ir denio konstrukciją.
Tinkamai sukonfigūruota priekinio denio tvirtinimo sistema naudoja tris papildomus atjungimo sluoksnius:
Gaminant jūrinę įrangą, konstrukcijos vientisumas prasideda nuo pirminio metalo formavimo proceso. Lankų ritinėliai daugiausia gaminami naudojant du skirtingus metodus, kurių kiekvienas pateikia specifinius inžinerinius kompromisus, projektavimo riziką ir kokybės kontrolės reikalavimus.
Lazeriu pjaustoma jūrinės klasės nerūdijančio plieno plokštė, po kurios lenkiamas spaudžiamas stabdys ir TIG suvirinimas suteikia išskirtinį geometrinį lankstumą, minimalias išankstinių įrankių sąnaudas ir greitas prototipų kūrimo galimybes. Jis puikiai tinka nestandartiniams konstrukcijoms, vienkartiniams remontams arba didelėms stiebo galvučių platformoms, kurioms reikalingos sunkios plokštės dalys.
Tačiau kiekviena suvirinta jungtis sukelia galimą struktūrinį ir elektrocheminį pertrūkį. Neužbaigtas šaknų įsiskverbimas arba mikro įpjovimai gali veikti kaip įtempiai, esant ciklinei konsolės apkrovai. Be to, vietinis šilumos įvedimas suvirinimo metu sukuria karščio paveiktą zoną (HAZ), kurioje chromo karbido nuosėdos gali sumažinti vietinį atsparumą duobėms, jei jos nėra tinkamai valdomos. Svarbiausios kokybės kontrolės priemonės apima kvalifikuotas suvirinimo procedūras (WPS), pilno įsiskverbimo siūlių paruošimą, inertinių dujų ekranavimą, ėsdinimą ir pasyvavimą po suvirinimo ir skysčio įsiskverbimo tikrinimą (PT) išilgai kritinių siūlių.
Įpurškiant vašką į tiksliųjų įrankių štampus ir statant keraminius srutų apvalkalus, investicinis liejimas leidžiamonolitinė vientisa konstrukcija. Pagrindo plokštė, šoniniai skruostai, sutvirtinantys šonkauliai ir tvirti kaiščių antgaliai suformuoti kaip ištisinis, besiūlis komponentas. Liejimas natūraliai prisitaiko prie didelių vidinių filė spindulių, pašalinant aštrius kampų įpjovimus, kurie sutelkia nuovargio įtempius, ir užtikrina didelį partijos pakartojamumą serijinei jachtų gamybai.
Tačiau liejant gali atsirasti vidinių tūrinių defektų, tokių kaip susitraukimo poringumas arba dujų įstrigimas sekcijų perėjimų vietose, kur susikerta storos ir plonos sienos, taip pat galimi intarpai arba karštas plyšimas, jei aušinimo greitis nevienodas. Svarbiausios kokybės kontrolės priemonės apima strobavimo ir stovų kietėjimo modeliavimą, lydalo cheminę spektrometriją chromo ir molibdeno kiekiui patvirtinti, neardomuosius bandymus (NDT), pvz., radiografinį patikrinimą (RT) arba skysčių įsiskverbimo testą (PT), ir kaiščio angų apdirbimą CNC, kad būtų išlaikytas koncentriškumas.
Nė vienas gamybos procesas iš esmės nėra patikimesnis už kitą. Prastai patikrintas liejinys, turintis požeminio susitraukimo poringumą, yra taip pat pažeidžiamas priešlaikiniam gedimui, kaip ir prastai suvirintas gaminys, kai šaknys nesusilieja. Patikimumas nustatomas suderinus dizainą su gamybos metodu ir išlaikant griežtą kokybės kontrolę kiekviename etape.
Dirbant stiebo galvutės purslų zonoje, aparatūra susiduria su didelio druskingumo purslais ir vėjo perpučiama druskos pluta. Nors mechaninis poliravimas suteikia patrauklią veidrodinę išorinių paviršių apdailą, poliravimo ratai negali veiksmingai pasiekti siaurų vidinių kanalų tarp skruostų plokščių arba vidinių skriemulio kaiščių angų. Šiose sustingusiose vietose kaupiasi druskos dumblas, todėl padidėja vietinės plyšių korozijos rizika.
Po apdirbimo kokybiški šlifavimo įrankių komponentai yra kruopščiai chemiškai pasyvuojami ir poliruojami, kad ištirptų iš įrankių įterptos geležies dalelės, išlygintų paviršiaus mikronelygumus ir visose vidaus įdubose ir angose susidarytų vienoda, korozijai atspari pasyvi chromo oksido plėvelė. Laivų statykloms ir įrangos specialistams, peržiūrintiems serijinės įrangos parinktis, mūsųvalties inkaro lanko volaiyra suprojektuoti atsižvelgiant į šias gamybos detales, daugiausia dėmesio skiriant struktūriniams filė perėjimams, mechaniniam kaiščio tolerancijai ir visapusiškam paviršiaus pasyvavimui.
Siekdami išsaugoti veikimo patikimumą ir užkirsti kelią techninės įrangos ar denio gedimams jūroje, laivų operatoriai ir techninės priežiūros įmonės į įprastinius sezoninius grafikus turėtų įtraukti šiuos patikros punktus:
Andy Marine bendradarbiauja su laivų statytojais, laivyno architektais ir jūrų platintojais kurdamas OEM/ODM nerūdijančio plieno denio techninės įrangos sprendimus.
Nuo projektavimo pagal gamybą (DFM) įvertinimų ir įrankių kūrimo iki tikslaus liejimo, CNC apdirbimo ir paviršiaus pasyvavimo – mūsų techninė komanda dirba kartu su jūsų inžinerijos skyriumi, kad palaikytų praktinius montavimo ir naudojimo trukmės reikalavimus.
Susisiekite su mūsų inžinierių komanda ir aptarkite savo projekto specifikacijas.