電氣鐵舾件及常用設(shè)備基座精細建模研究

夏冬梅，胡 波，金 松

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州 510715）

1 前言

SPD 是我司主要使用的船舶設(shè)計軟件之一，它提供了種類繁多的部件，允許設(shè)計人員直接調(diào)取部件庫里的部件進行設(shè)計工作；在設(shè)計工作結(jié)束后，選取統(tǒng)計輸出各個部件的型號規(guī)格和數(shù)量等信息，能完全取代人工統(tǒng)計的工作。因此SPD 給設(shè)計人員提供了高效便捷的設(shè)計平臺。

但由于SPD 部件庫不是我司創(chuàng)建的，它不能完全適用于我司的生產(chǎn)設(shè)計需要，主要體現(xiàn)在：（1）部件庫里的扁鐵、托架、基座沒有墊板，而我司的施工工藝要求在部分區(qū)域需加裝墊板；（2）部件庫里缺少部分我司常用的設(shè)備基座。因此，為了使SPD 更加適用于我司的生產(chǎn)設(shè)計，需要針對上述缺陷展開研究。

2 主要研究內(nèi)容

為了提高放樣的精度，盡最大可能地保證放樣模型的完整性，降低因模型不完整而造成的差錯率，需進行以下研究：（1）電纜緊固件支腿墊板建模；（2）小型設(shè)備基座支腿墊板建模；（3）常用設(shè)備基座建模。

2.1 電纜緊固件支腿墊板建模

2.1.1 扁鐵支架支腿墊板建模

《Q/HS J0228011-2016 船舶電纜敷設(shè)用扁鐵支架制作標準》，對帶墊板的DPA 型焊接式扁鐵支架的示意圖，見圖1。

圖1 帶墊板的DPA 型焊接式扁鐵支架

圖1 中：扁鐵帶的是圓型墊板，墊板的厚度t 不包括在扁鐵的腿高H 里。SPD 部件庫里原有的扁鐵支架沒有帶墊板的型式，需增加建立一個帶墊板的扁鐵支架。

現(xiàn)場施工部門反映扁鐵用圓形墊板太占地方，而且不夠美觀，于是我們修訂了企業(yè)標準（見圖2），并按此修改標準增加建立一個帶橢圓型墊板的扁鐵支架。

圖2 帶橢圓型墊板的DPA 型扁鐵支架

2.1.2 電纜托架支腿墊板

電纜托架的企業(yè)標準分別是：《J0228012-2019 船舶焊接式電纜托架及吊架制作要求》、《J0228013-2019船舶螺栓連接式電纜托架制作要求》、《J0228015-2016焊接__螺栓式電纜敷設(shè)支撐件選用標準》、《600HPS021焊接-螺栓式托架簡易規(guī)格說明》。其中，對托架墊板有說明的是《J0228013-2019 船舶螺栓連接式電纜托架制作要求》（見圖3）和《J0228015-2016 焊接__螺栓式電纜敷設(shè)支撐件選用標準》（見圖4）。

圖3 托架墊板一

圖4 托架墊板二

《J0228013-2019 船舶螺栓連接式電纜托架制作要求》內(nèi)托架的墊板有兩種型式：一種是三角形墊板，適用于支腿為角鋼的托架；另一種是圓形墊板，適用于支腿為扁鋼的托架。從托架代碼說明里可以看出：托架的腿高H 不包括墊板的厚度t，但沒有明確的示意圖；而《J0228015-2016 焊接__螺栓式電纜敷設(shè)支撐件選用標準》里，托架的墊板只有一種三角形墊板型式，托架的腿高H 包括墊板的厚度t。為了與扁鐵支架墊板在模型里保持一致，我們采用托架的腿高H 不包括墊板的厚度t 這種方式。目前，常用的托架支腿都是角鋼形式的，所以在部件庫里只增加建立了三角形墊板型式的托架。

根據(jù)托架托板型式的不同，分為角鋼型托板的托架和槽鋼型托板的托架；根據(jù)托架的層數(shù)不同，分為單層、雙層和三層的托架；根據(jù)托架的長度不同，分為單托和組合托架及可變長度的托架和不可變長度的托架。下面以單層組合式的托架為例（見圖5～7）進行介紹。

圖5 SPD 部件庫里原有的和我們建立的托板為角鋼的長度可變托架

圖6 SPD 部件庫里原有的和我們建立的托板為槽鋼的長度可變托架

圖7 SPD 部件庫里原有的和我們建立的托板為槽鋼的長度不可變托架

長度可變托架和不可變托架的區(qū)別在于：長度可變托架，允許在部件標準定義時設(shè)置托架的長度和吊腿對數(shù)；而長度不可變托架，則沒有這些參數(shù)，在部件模型里已把這兩項確定了。

2.2 小型設(shè)備基座支腿墊板建模

小型設(shè)備基座的支腿，有扁鋼型式和角鋼型式兩種：如果把這兩種型式的支腿直接焊在船體母板上，則船體母板的受力面積只為這兩種型式支腿的截面積；而在支腿加裝墊板的情況下，船體母板的受力面積就為墊板的面積，這樣能分攤單位面積里的受力，減少船體母板的變形；另外，在基座已經(jīng)焊在船體母板上后期需要修改的情況下，如果基座支腿加裝了墊板，就可以保留墊板直接把基座割下，這樣不會破壞到船體母板，為船體母板提供了一種隱形的保護。

在企業(yè)標準《Q/HS J0219019-2018 鋼質(zhì)墊板》里，對什么型式的支腿加裝什么型式的墊板有明確的規(guī)定：

A 型墊板（三角形）——適用于角鋼；

B 型墊板（圓形）——適用于方鋼、圓管和圓鋼；

C 型墊板（矩形）——適用于槽鋼和扁鐵。

三種形式的墊板，見圖8 所示。

圖8 三種形式的墊板

在SPD 部件庫里有數(shù)十種設(shè)備基座，沒必要對所有的基座都加裝墊板，只對其中24 種常用設(shè)備基座進行加裝墊板。

2.3 常用設(shè)備基座建模

天線、投光燈、VDR、羅經(jīng)等是每艘船必備的設(shè)備，SPD 部件庫里沒有這些設(shè)備的基座，我們增加了一些常用的設(shè)備基座：

（1）天線基座

常規(guī)的天線分為三種型式：鞭狀天線、蘑菇狀天線和罩式天線。鞭狀天線、蘑菇狀天線可以用鋼管式天線基座，這種基座分為外部進線和底部進線兩種，取決于天線電纜外徑的粗細和客戶的喜好；罩式天線通常為4 孔固定、底部進線型天線，所以其基座也為4 孔固定、底部進線型基座；由于中高頻發(fā)射天線帶有天調(diào)，所以還需要增加天調(diào)基座。三種型式天線基座和天調(diào)基座，見圖9。

圖9 天線基座和天調(diào)基座

（2）投光燈基座

常用的投光燈基座分為兩種：一種是立柱式基座，SPD 部件庫里已有；另一種是座板式基座，部件庫里沒有，需要增加建立，見圖10。

圖10 投光燈基座

（3）可變孔基座

在機艙或某些機械艙室會有一些水密插座或水密接線盒，為了方便集中操作及出于美觀考慮，通常會把這些設(shè)備集中布置排列成水平方向上的一排，于是我們建立了一種UFL 型可變孔數(shù)基座，見圖11。

圖11 UFL 型可變孔數(shù)基座

（4）吸壁艙頂燈基座

這個基座是隨設(shè)備自帶的，但需要在船體外板上開孔安裝，我們把它輸出在緊固件托盤表里，建立了一個虛的底座，方便設(shè)計人員放樣及統(tǒng)計，如圖12所示。

圖12 吸壁艙頂燈坐板

（5）其它基座

我們還建立了其它一些基座，就不一一列舉了。

3 建議

從上面建模的情況可以知道，還存在一半不足和需要改進的地方：

（1）我司關(guān)于托架的企業(yè)標準有多個，而且在扁鐵和托架墊板的厚度是否包含在支腿的高度里的定義不統(tǒng)一，會造成設(shè)計人員在選擇適用的標準上和對總腿高定義的理解上存在一定困難，能否形成統(tǒng)一的標準是后續(xù)需要改進的；

（2）小型設(shè)備基座的種類繁多，同一個設(shè)備不同設(shè)計人員可能會選配不同的基座，如何精減基座種類、制定優(yōu)選基座清單，也是后續(xù)需要改進的；

（3）現(xiàn)場施工單位默認我們下發(fā)的從SPD 里自動生成的基座制作圖和手工畫的基座圖為工種劃分的依據(jù)，而不是以基座的大小或重量來劃分。在SPD 里建立的部件越多就會導致劃分越混亂，如何理清現(xiàn)場施工工種的劃分依據(jù)，以此來優(yōu)化我們的出圖模式，是需要設(shè)計和施工部門協(xié)調(diào)一致的。