BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
oOo
NGUYỄN THÀNH DƯƠNG
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ PHẦN VỎ TÀU
DỊCH VỤ HÀNG HẢI PTSC – SÀI GÒN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐÓNG TÀU THỦY
Nha Trang, ngày … tháng … năm 2012
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên) 2
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thành Dương Lớp: 50KTTT1
ĐIỂM CHUNG
Bằng chữ Bằng số
Nha Trang, ngày … tháng … năm 2012
Cán bộ phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nha Trang, ngày … tháng … năm 2012
Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên) 3MỤC LỤC
MỤC LỤC 3
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 8
1.1. Lý do chọn đề tài 8
1.2. Tổng quan về quy trình công nghệ chế tạo tàu vỏ thép hiện nay tại Việt
Nam 9
1.3. Đối tượng, mục tiêu, phương pháp và giới hạn phạm vi nghiên cứu của đề
tài 10
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài. 10
4
2.2. Dựng kết cấu trong ShipConstructor……………………………………28
2.2.1. Đưa file vào Shipconstructor………………………………………….28
2.2.2. Tạo thư viện………………………………………………………… 29
2.2.3. Dựng kết cấu………………………………………………………… 29
2.3. Xuất Nest cắt CNC…………………………………………………… 30
2.3.1. Xuất Nest………………………………………………………………30
2.3.2. Xuất CNC…………………………………………………………… 31
III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP TỔNG ĐOẠN U4…………… 32
A - GIỚI THIỆU…………………………………………………………… 32
1. Mô tả chung 32
2. Phân tích đặc điểm hệ thống kết cấu……………………………………32
3. Phương án công nghệ……………………….………………………….34
B - CHUẨN BỊ………………………………………………………………35
1. Nhà máy………………………………………………………………….35
2. Thiết kế………………………………………………………………… 35
3. Nhân sự …… 35
C - LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT TRONG
TỔNG ĐOẠN U4………………… ……………………………………… 36
1- Cắt bằng máy CNC………………………………………………………36
1.1 Xuất Nest…………………………………………………………….36
1.2 Xuất CNC………………………………………………………… 38
2 - Chế tạo chi tiết bằng phương pháp cắt bằng tay và tạo hình chi tiết 39
3 - Chế tạo bệ khuôn……………………………………………………….40
D – LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP TỔNG ĐOẠN U4 41
1.1- Quy trình công nghệ lắp ráp phân đoạn A1 41
1.1.1.Chuẩn bị………………………………………………………… 41
1.1.2. Chế tạo chi tiết…………………………………………………… 41
1.2.2- Chế tạo block 79
1.2.3- Đấu đà 79
1.3- Định mức 79
1.3.1- Định mức gia công kết cấu thân tàu(áp dụng cho hạ liệu, chế tạo block,
đấu đà) 79
1.3.2- Định mức nhân công phụ áp dụng cho chế tạo block và đấu đà 82
1.3.3- Định mức nhân công phần hỏa công, dưỡng mẫu 83
1.3.4 Công thức tính định mức nhân công (ĐM
nc
) 85
1.4. Hỏa công tôn vỏ 86
1.4.1. chiều dày tôn ≤ 10mm cong một chiều 86
1.4.2. Chiều dày 14≤ t ≤ 20 cong một chiều 87
1.4.3. Chiều dày ≥ 20 cong theo một chiều 87
1.5. Hỏa công thép hình 87
1.6. Định mức nhân công phụ áp dụng cho chế tạo block và đấu đà 87
1.7. Định mức nguyên vật liệu 87
1.7.1. Vất liệu hàn, bép hàn và khí CO
2
87
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90
4.1. Kết quả. 195
4.2. Kết luận. 90
4.3. Đề xuất. 91
Tài liệu tham khảo
Phụ Lục
7LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta là một quốc gia có biển lớn trong vùng Biển Đông với chỉ số
chiều dài bờ biển trên diện tích đất liền khoảng 0,01; gấp 6 lần giá trị trung bình
của thế giới. Biển Việt Nam dài và đẹp, lại chứa đựng nhiều nguồn tài nguyên
phong phú và đa dạng với trữ lượng, quy mô thuộc loại khá, cho phép phát triển
nhiều lĩnh vực kinh tế biển quan trọng. Kinh tế biển đã và đang đóng góp một
phần rất lớn cho nền kinh tế nước nhà.
Theo ước tính, quy mô kinh tế (GDP) biển và vùng ven biển Việt Nam
bình quân đạt khoảng 47- 48% GDP cả nước. Trong các ngành kinh tế biển,
đóng góp của các ngành kinh tế diễn ra trên biển chiếm tới 98%, chủ yếu là khai
thác dầu khí, hải sản, hàng hải (vận tải biển và dịch vụ cảng biển), du lịch biển.
Các ngành kinh tế có liên quan trực tiếp tới khai thác biển như đóng và sửa chữa
tàu biển, chế biến dầu khí, chế biến thủy hải sản, thông tin liên lạc, bước đầu
phát triển, nhưng hiện tại quy mô còn rất nhỏ bé (chỉ chiếm khoảng 2% kinh tế
biển và 0,4% tổng GDP cả nước), song trong tương lai sẽ có mức gia tăng
1.1 Lý do chọn đề tài:
Ngày nay việc ứng dụng thông tin trong lĩnh vực cơ khí rất phổ biến. Nó
đã và đang tạo ra nhứng sản phẩm đòi hỏi có độ chính xác cao và nhanh chóng.
Trong lĩnh vực đóng tàu việc ứng dụng công nghệ thông tin đã đem lại nhứng
hiệu quả to lớn, công nghệ thông tin đã giả quyết thành công nhiều bài toán khó
và phức tạp.
Ở Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng các hệ thống CAD/CAM trong lĩnh
vực đóng tàu không phải là điều mới mẻ. Chúng ta đang sử dụng nhiều phần
mềm trong hệ thống CAD/CAM chuyên dụng phục vụ công tác thiết kế và đóng
tàu như : Napa, AutoShip, ShipContructor, Nupas Cadamic, Tribol Những
phần mềm này đang hỗ trợ chúng ta hết sức đắc lực trong thiết kế và đóng tàu
đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật đáng kể.
Đặc biệt quy trình thiết kế công nghệ phần vỏ tàu thủy là công việc phức
tạp đặc biệt là phóng dạng – khai triển nếu công việc khai triển được tiến hành
tự động, đảm bảo độ chính xác cần thiết thì sẽ giảm bớt được một số vấn đề cơ
bản như số lượng nhân công, giảm thời gian lao động, tiết kiệm được nguyên
vật liệu. Và quan trọng hơn là giá thành của con tàu giảm đi trong khi chất
lượng của sản phẩm ngày được nâng cao.
Trong các phần mềm chuyên dụng để thiết kế thi công trong ngành đóng
tàu thì bộ phần mềm ShipContructor của Canada được coi là phần mềm khá
thông dụng và hiện đang sử dụng khá phổ biến tại các nhà máy đóng tàu của
nước ta hiện nay, ngay cả thành quả lớn nhất của ngành đóng tàu quân sự của
nước ta là sự ra đời của chiếc tàu tuần tra TTTP-400 được công ty đóng tàu
Hồng Hà (còn gọi là nhà máy Z173, TP Hải Phòng) đóng cũng được thiết kế
công nghệ bằng phần mềm Shipconstructor.
Vì vậy chúng tôi đã chọn phần mềm ShipContructor để giải quyết đề tài
“Thiết kế công nghệ phần vỏ của tàu dịch vụ hàng hải PTSC – Sài Gòn”.
hơn 20000 tấn.
Đối với vấn đề thiết kế công nghệ của những nước đóng tàu phát triển
trên thế giới như Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Hà Lan… thì thiết kế công nghệ được
thực hiện cùng bởi công ty thiết kế kỹ thuật được áp dụng cho một nhà máy cụ
thể cộng với trang thiết bị hiện đại và đội ngũ kỹ sư được đào tạo chuyên sâu
nên tính chuyên môn hóa rất cao. Thời gian hoàn thiện một con tàu cũng nhanh
hơn.
Từ những vấn đề đã nêu ở trên cho thấy ngành thiết kế tàu của chúng ta
vẫn chưa phát triển tương xứng với khả năng của chúng ta. Trong những năm
tiếp theo chúng ta cần phát triển và hoàn thiện vấn đề thiết kế để có thể tự chủ
làm ra được một con tàu, thu về được nhiều ngoại tệ hơn, không phải mua thiết
kế của nước ngoài nữa. 10
1.3 Đối tượng, mục tiêu, phương pháp và giới hạn phạm vi nghiên cứu
của đề tài
1.3.1 Đối tượng nghiên cứu của đề tài
11
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY
Công ty cổ phần đóng mới và sửa chữa phương tiện nổi PTSC
( PTSC Shipyard).
PTSC Shipyard hoạt động theo mô hình công ty cổ phần với 03 cổ đông
sáng lập là PTSC, PVFC và PV-EIC.
Các ngành nghề kinh doanh cụ thể của PTSC Shipyard được cấp theo
Giấy phép kinh doanh bao gồm:
- Đóng tàu và cấu kiện nổi.
- Kiểm tra và phân tích kỹ thuật.
- Bán buôn máy móc, thiết bị và phụ tùng máy khác.
- Hoạt động dịch vụ hỗ trợ khác liên quan đến vận tải.
- Hoạt động dịch vụ hỗ trợ trực tiếp cho vận tải đường thủy.
- Sửa chữa và bảo dưỡng phương tiện vận tải (trừ ô tô, mô tô,
xe máy và xe có động cơ khác).
- Thiết kế tàu biển.
………
Địa chỉ công ty: Ấp 3, xã Phước Khánh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai. II. HỒ SƠ KỸ THUẬT TÀU
1. Thông số kỹ thuật cơ bản của tàu:
3.1 Giới thiệu về phần mềm ShipConstructor
3.1.1 Đặc điểm chung
Shipconstructor là bộ phần mềm chuyên dụng về thiết kế thi công tàu thủy và
các công trình nổi của hãng Albacore Research Ltd (ARL) Canada.
Các đặc điểm chủ yếu của Shipconstructor như sau:
- Đây là bộ phần mềm ngay từ khi khởi đầu (1990) đã chuyên dụng cho
thiết kế thi công tàu. Do đó ngay từ đầu, các tính năng tiện ích dành cho thiết kế
thi công được tập trung phát triển và cải tiến, bổ sung không ngừng.
- Shipcconstructor chạy trên nền AutoCAD. Do đó tận dụng được những
kĩ năng về AutoCAD của các kĩ sư nên thời gian đào tạo sử dụng cho kĩ sư
ngắn.
- Chương trình Shipconstructor quản lý dữ liệu trong cơ sở dữ liệu sử
dụng SQL Server.
- Hiện nay nhóm dùng phiên bản Shipconstructor 2005 để hoàn thiện đề
tài của mình.
3.1.2 Giới thiệu các module chính và chức năng của chúng
3.1.2.1 Module ShipCAM
Module ShipCAM là một module chạy độc lập không ứng dụng trên nền
AutoCad. Module ShipCAM gồm 8 module con dưới đây:
1. Loft Space: Là module dùng để thực hiện các công việc chung về
phóng dạng đường hình tàu trước khi thực hiện các công việc tiếp theo.
Hình 2.1 Giao diện của LoftSpace
6. Inversebend: Dùng để tạo và vẽ các đường cong uốn ngược cho các
loại chi tiết kết cấu cong bằng thép hình. Thay cho việc chế tạo các dưỡng phức
tạp và đắt tiền để uốn thép hình, module này vẽ một đường cong lên bản bụng
của thanh thép thẳng lúc chưa uốn. Sau đó ta chỉ uốn các thanh thép này sao cho
đường cong nói trên trở thành đường thẳng là lúc đó thanh thép hình đã cong
theo đúng yêu cầu. Đường cong uốn ngược dùng được cho các sườn, kết cấu
dọc, kể cả các kết cấu bị xoắn.
7. PinJigs: Module Pinjigs dùng để tính các thông số cần thiết để dựng bệ
khuôn. Kết quả được đưa ra dưới dạng bản vẽ bệ khuôn và bản chiều cao chân
bệ, góc giữa pháp tuyến giữa mặt bệ và chân bệ.
8. PrintOffsets: Là module dùng để in ra tất cả các số liệu về vỏ.
Trong quá trình thực hiện các công việc thiết kế thì dữ liệu được trao đổi giữa
các module được thực hiện một cách dễ dàng.
ShipCAM tổ chức các dữ liệu thành các đề án phóng dạng. Một đề án bao gồm
tất cả các dữ liệu phóng dạng vỏ của một tàu. Tất cả các file dữ liệu của một đề
án được lưu trong một thư mục, trong đó có một file lưu các thiết lập chung của
đề án như đơn vị phóng dạng, đơn vị trong CAD
15
3.1.2.2 Module Structure
Module Structure dùng để vẽ kết cấu tàu trong không gian 3 chiều (3D),
tạo các bản vẽ lắp ráp, bản vẽ thi công của chi tiết kết cấu
Bản vẽ chi tiết sườn:
Hình2.7: Bản vẽ chi tiết sườn
3.1.2.3 Module Nest và AutoNest
Hạ liệu tôn là quá trình sắp xếp các chi tiết tấm lên các tờ tôn để chuẩn bị
xử lý trên máy cắt tôn theo chương trình số hoặc cắt bằng tay. Các máy cắt tôn
CNC không chỉ có bộ phận cắt tôn mà còn có bộ phận vạch dấu trên chi tiết và
viết các chữ, ký hiệu trên chi tiết giúp cho việc lắp ráp được nhanh và chính xác.
Chương trình ShipConstructor có module Nest và AutoNest dùng cho hạ
17
liệu. Module Nest dùng hạ liệu bằng tay, có các chức năng tự động đặt khoảng
cách giữa các chi tiết và khoảng cách với mép tờ tôn. AutoNest dùng để hạ liệu
tự động.
Hạ liệu là một quá trình phức tạp và khó. Khi đặt một chi tiết cụ thể trên một
tờ tôn cụ thể cần phải xét đến nhiều yếu tố khác nhau. Một số trường hợp chỉ có
những người có kinh nghiệm mới có thể quyết định được phụ thuộc vào thực tế
sản xuất của nhà máy.
3.1.2.4 Module Pipe
Module Pipe dùng để vẽ các bản vẽ đi ống trong không gian 3 chiều, tạo
các bản vẽ đi ống và các bản vẽ thi công ống.
Gia công các hệ thống ống thủy lực, ống thông gió cấp nhiệt ngay sau khi
thiết kế thi công, lắp ráp của hệ thống ống ngay khi lắp ráp phân tổng đoạn (áp
dụng trong đáy đôi). Do đó rút ngắn đáng kể thời gian đóng tàu.
+ Hoặc nhập (import) các mặt cong vỏ thiết kế từ các chương trình thiết kế
kỹ thuật tàu thủy như: Autoship, Napa, Fastship, MultiSurf,
- Xuất tuyến hình ra đuôi .frm ở module LoftSpace.
- Đưa vào Shipconstructor dựng sườn, cắt dọc phần mềm sẽ tự dựng
lên 3 chiều.
- Xuất bản vẽ lắp ráp ở module Assembly.
- Xuất ra chi tiết và cắt CNC ở module NC-Pyros.
- Loft tôn vỏ ở module PlateExpand.
3.3. Hiệu quả sử dụng của phầm mềm ShipConstructor(SC) trong thiết kế
thi công tàu thủy
ShipConstructor thuộc loại phần mềm cỡ trung bình với tổng chi phí mua
bản quyền đầy đủ nhất khoảng 1 tỷ VND, có tính năng và giá phù hợp với các
nhà máy đóng tàu lớn tại việt nam hiện nay. ShipConstructor cũng có các
phương án giá linh hoặt cỡ vài trăm triệu VND cho các nhà máy đóng tàu cở
nhỏ hơn và giá đặc biệt cho các cơ sở đào tạo.
Với quy mô một phòng kỷ thuật khoảng 30-40 người, Shipconstructor có thể
sử dụng để thiết kế công nghệ cho 3 dự án đồng thời. Về mặt kinh tế, giá
Shipconstructor không cao hơn các phần mềm đóng tàu ngang cấp khác, và chỉ
bằng 6% giá của phần mềm Tribol.
Tuy nhiên do điều kiện trang thiết bị phục vụ cho gia công lắp ráp của các
đơn vị sản xuất nên chưa tận dụng được được hết chức năng của các modole
trong phần mêm.
VD: Trong modole NC-Pyros đưa ra các bản vẽ gia công với đầy đủ các
đường vạch dấu công nghệ, nhưng các máy CNC của nhà máy không có chức
năng này nên không thực hiện được
1920
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
CHẾ TẠO TÀU DỊCH VỤ HÀNG HẢI PTSC – SÀI GÒN.
I PHÓNG DẠNG
Hạn chế:
Do thời gian tiếp cận phần mềm ShipConstructor quá ngắn nên việc tìm
hiểu về phần mềm này con nhiều hạn chế đặc biệt là Module ShipCAM nên tôi
chọn phần mềm AutoShip để thực hiện quá trình phóng dạng đường hình.
1.1 Giới thiệu Autoship.
Autoship là một hệ thống phần mềm thiết kế và triển khai công nghệ
đóng tàu thủy do Công ty Autoship Systems Coporation (ASC) của Mỹ xây
dựng và phát triển từ năm 1980. Autoship là một chương trình thiết kế tàu thủy
rất mạnh về xử lý đồ họa dưới dạng 2D và 3D, chạy trong môi trường Windows
trên các máy tính cá nhân hoặc trên máy tính nối mạng. Autoship là tên gọi
chung nhưng thực tế chỉ là một module thiết kế tuyến hình trong hệ thống gồm
các module khác của bộ phần mềm này.
Như vậy module Autoship là một cơ sở để tạo và chuyển cơ sở dữ liệu
đến các module khác trong hệ thống, có nhiệm vụ thiết kế đường hình, kiến trúc
thượng tầng cả mô hình 3D hình dáng con tàu. Ví dụ thiết kế đường hình dáng
con tàu đảm bảo các thông số hình học cho trước dùng khi thiết kế mới, hoặc
thiết kế đường hình theo mẫu tàu có sẵn trong thư viện tàu mẫu của chương
Hiệu chỉnh mũi tàu theo đúng tuyến hình mẫu.
Bước 4: Dựng đuôi tàu.
Hiệu chỉnh đuôi tàu và các đường gãy góc phía bên mạn tàu theo đúng
tuyến hình mẫu.
Bước 5: Xuất dữ liệu.
Bước 6: Kiểm tra độ chính xác của tuyến hình mới so với tuyến hình
mẫu.
1.2.1. Nhập tọa độ tuyến hình vào AutoShip.
Nhập tọa độ đường hình lý thuyết vào phần mềm AutoShip. Hình 3.1. Tuyến hình sau khi nhập vào AutoShip.
22 1.2.2. Dựng lại bề mặt vỏ tàu và tiến hành chỉnh trơn bề mặt vỏ tàu.
Trong tuyến hình đã được import từ Autocad vào Autoship thì ta đã có
biên dạng sườn của tàu mẫu .Ta sẽ tạo môt mặt Loft qua các sườn của tàu mẫu.
Ta thực hiện các bước sau: Từ giao diện của Autoship
Chuyển sang Create Mode.
Nhấp Create Surface.
Hộp thoại Create Surface xuất hiện.
Trong hộp thoại Create Surface, chọn Loft tab, ta Add các sườn theo thứ
Với sự hỗ trợ của chức năng contuors thì việc chỉnh trơn tuyến hình tàu
mới theo tuyến hình tàu mẫu thực sự dễ dàng và nhanh chóng.
Như vậy ta đã tạo và chỉnh trơn bề mặt thân tàu PTSC SG theo tuyến
hình tàu mẫu. Ta tiếp tục tạo các đường gãy góc trên phần thân tàu để hoàn
thiện việc mô hình lạ bề mặt thân tàu trên Autoship.
Hình 3.6. Vỏ tàu PTSC – Sai gon được dựng trong Autoship.
Copyright: Tài liệu đại học ©