本發(fā)明涉及船舶結構，特別是涉及一種船舶龍骨的結構以及制作龍骨的方法。

背景技術：

龍骨是在船體的基底中央連接船首柱和船尾柱的一個縱向構件，它位于船的底部，主要作用在于承重，特別是承受船體的縱向彎曲力矩，保證船舶結構強度，除此之外還有穩(wěn)定船體和提高船體在水中的并聯(lián)阻抗的作用。

現(xiàn)有的船舶，特別是風帆船的龍骨為箱形結構，設置于整船基線以下。為了提高船舶龍骨的承重能力和穩(wěn)定性，可以對船舶的龍骨進行灌鉛，但風帆船的結構較為細長，且灌鉛后的重量較高，導致龍骨制作的精度要求極高，同時，按照目前金屬的澆鑄方法進行灌鉛又難以保證灌鉛后龍骨的密實度，再者，灌鉛需要特定的熔鉛設備，這些設備復雜、大型而又極為昂貴。這些導致了龍骨灌鉛工作的難度高，質量卻又無法保證的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種船舶的龍骨結構以及制作龍骨的方法，以提高龍骨的制作精度和灌鉛密實度。

本發(fā)明所述的船舶龍骨結構，包括多段首尾連接的龍骨分段，每段龍骨分段均包括上部的頂板、底部的底板，以及中部的隔板和腹板，頂板和底板水平設置，兩者間間隔地裝有多塊隔板，隔板垂直設置且板面平面與龍骨分段的首尾方向相垂直，腹板同時垂直于頂板和隔板；頂板、底板、隔板和腹板圍成放置鉛塊的放置箱，龍骨分段的全部或部分放置箱內(nèi)設有鉛塊。

本發(fā)明所述的龍骨制作方法，包括以下步驟：

A、制作龍骨分段的骨架，龍骨分段包括上部的頂板、底部的底板，以及中部的隔板和腹板，頂板、底板、隔板和腹板圍成放置鉛塊的放置箱；

B、向龍骨分段的放置箱內(nèi)灌鉛；

C、將灌鉛后的龍骨分段按照順序進行分段合攏；

D、對合攏后的龍骨分段的合攏口進行灌鉛；

E、灌鉛完成后安裝側板。

本發(fā)明所述的船舶龍骨結構及龍骨制作方法，龍骨結構采用箱形龍骨，且為分段制作，其中頂板、底板、隔板和腹板圍成了一個可放置物品的箱體，即為放置箱，待龍骨的骨架完成后，再對放置箱內(nèi)灌鉛。通過該結構的龍骨和制作龍骨的方法，可以提高龍骨的制作精度和灌鉛密實度，同時保證前后分段龍骨的安裝對合精度，提高整船龍骨的直線度及精度，且有效保證后續(xù)較準確計算龍骨的重量重心，進而提高本船的航行穩(wěn)性。

附圖說明

圖1是船舶龍骨結構在船舶上的的安裝位置示意圖。

圖2是船舶龍骨結構的結構示意圖。

圖3是工裝架的結構示意圖。

圖4、5是龍骨分段焊接時的點焊順序示意圖。

圖6是龍骨分段灌鉛的操作示意圖。

具體實施方式

一種船舶龍骨結構，包括多段首尾連接的龍骨分段10，每段龍骨分段均包括上部的頂板1、底部的底板2，以及中部的隔板3和腹板4，頂板和底板水平設置，兩者間間隔地裝有多塊隔板，隔板垂直設置且板面平面與龍骨分段的首尾方向相垂直，腹板同時垂直于頂板和隔板；頂板、底板、隔板和腹板圍成放置鉛塊的放置箱6，龍骨分段的全部或部分放置箱內(nèi)設有鉛塊（未圖示）。通過該結構的龍骨和制作龍骨的方法，可以提高龍骨的制作精度和灌鉛密實度，同時保證前后分段龍骨的安裝對合精度，提高整船龍骨的直線度及精度，且有效保證后續(xù)較準確計算龍骨的重量重心，進而提高本船的航行穩(wěn)性。

所述的船舶龍骨結構，有垂直于頂板1設置的墊板5，墊板的板面中部與隔板3的外側邊相連接；有封閉龍骨分段10側面的側板（未圖示），側板的板面覆蓋于相鄰的墊板上，并將放置箱6以及其內(nèi)的鉛塊封蓋于其內(nèi)。墊板一方面可以用于進一步加強頂板、隔板和底板的連接強度，另一方面將其中部與隔板連接，使得墊板的兩側向放置箱開口的方向延伸，從而便于后續(xù)灌鉛的操作；而側板的設置則可以將鉛塊封蓋于放置箱內(nèi)部，保證結構強度。

所述的船舶龍骨結構，龍骨分段10朝向船艏一端的高度低于朝向船艉一端的高度；船舶龍骨中間的龍骨分段的所有放置箱6內(nèi)均設有鉛塊，艏艉兩側的龍骨分段的部分放置箱內(nèi)設有鉛塊。龍骨分段的首尾兩端可以一樣高，也可以按照船舶的實際需要而設置不同高度，而因為船舶一般都是船艏底部的高度較高，故而將該端的龍骨設置為高度低于船艉一端，可以更好地適應船舶結構；同樣地，龍骨內(nèi)若干放置箱內(nèi)可以視情況需要而設置鉛塊的數(shù)量，而適應不同船舶的使用需要。

一種龍骨制作方法，包括以下步驟：

A、制作龍骨分段的骨架，龍骨分段包括上部的頂板、底部的底板，以及中部的隔板和腹板，頂板、底板、隔板和腹板圍成放置鉛塊的放置箱；

B、向龍骨分段的放置箱內(nèi)灌鉛；

C、將灌鉛后的龍骨分段按照順序進行分段合攏；

D、對合攏后的龍骨分段的合攏口進行灌鉛；

E、灌鉛完成后安裝側板。

該種龍骨制作方法簡單易行，既可以提高龍骨的制作精度和灌鉛密實度，又可以提高分段龍骨的安裝對合精度和制作質量。

如圖3所示，所述的龍骨制作方法，在制作龍骨分段的骨架前，先制作用于制作龍骨分段的工裝架，該工裝架包括兩條平行放置的底梁7，底梁上間隔地設置有若干個門架，每個門架均包括兩條分別垂直設置于兩底梁上的立柱8，和連接兩條立柱頂部的橫梁9。工裝架結構簡單，易于制作，其上只有橫梁與龍骨分段的頂板或底板接觸，可便于工人進行操作。

所述的龍骨制作方法，步驟A包括以下步驟：

A1、將頂板放置并固定在工裝架上，具體為將頂板通過點焊固定于工裝架上；

A2、在頂板上焊接隔板、腹板和墊板，焊接前先進行點焊固定，點焊順序為先焊接隔板與腹板連接處的中部，然后焊接隔板、腹板和頂板的連接處，接著焊接隔板與頂板連接處的中部，再焊接隔板與墊板連接處的中部，最后焊接墊板與頂板連接處的外側，如圖4上的點A-E順序所示，待點焊固定完成后再進行焊接；

A3、隔板、腹板和墊板焊接完成后，對龍骨分段進行火工處理；火工位置為松骨處，即頂板與隔板、腹板和墊板連接處的背面；

A4、將頂板從工裝架上松開并取下，然后將底板放置在工裝架上，再將已與頂板焊接的隔板、腹板和墊板對應放置于底板上；

A5、將底板與隔板、腹板和墊板焊接固定，焊接前先進行點焊固定，點焊順序先焊接隔板、腹板和底板的連接處，然后焊接隔板與底板連接處的中部，再焊接墊板與底板連接處的外側，如圖5上的點F-H順序所示，待點焊固定完成后再進行焊接。

該方法為龍骨分段板材的焊接工程，在頂板放置上工裝架時，必須將其平直無線型的一面朝上，以保證龍骨質量和后續(xù)的焊接工作；而在焊接板材時則需要先進行點焊定位，以保證安裝精度，此過程中還需要調整各板材的水平度和連接精度，并確保頂板或底板與工裝架嚴格貼合；點焊時，按照先立角焊再平角焊的原則，形成圖示的A-H焊點；隔板、腹板和墊板焊接完成后，還需要進行火工處理，以釋放焊接應力；在焊接完成后，還應該進行完整性檢驗，并檢查整體的直線度。通過該方法，可以制作出高精度的龍骨結構，且其操作過程方便、準確，易于控制。

所述的龍骨制作方法，龍骨分段的焊接采用分段退焊，并由雙數(shù)焊工在龍骨分段的兩側進行同時操作的對稱焊接。因板材的焊縫較長，故而一方面采用分段退焊，一方面采用對稱焊接，從而有效減少焊接變形，提高焊接質量。

所述的龍骨制作方法，在對龍骨分段進行灌鉛時，包括以下步驟：

B1、將龍骨分段側向放置，使放置箱朝向；

B2、對龍骨分段從底部進行預熱，如圖6所示，箭頭所示為加熱效果；預熱溫度為100℃；

B3、對龍骨分段的多個放置箱進行灌鉛；灌鉛時先對部分間隔的放置箱進行灌鉛，然后再對已灌的放置箱之間的放置箱進行灌鉛，如圖6所示，依次對附圖標號①、②的放置箱進行灌鉛；灌鉛前，需要先將鉛加熱至360℃，然后進行排渣處理，接著在355℃出爐，再在340℃時進行灌鉛操作；另外，灌鉛過程從開始到結束采用由快到慢逐步減緩灌鉛速度；

B4、鉛液澆鑄至焊接墊板平齊時，停止?jié)茶T并清理液面的浮渣；

B5、通過保溫使鉛液的冷卻由下往上的順序進行，鉛液溫度降到310℃時補充鉛液進行補縮，補充鉛液過程中，補充鉛液在氧化層下面進行；

B6、待龍骨分段的一面灌鉛完成后，反身再對另一面進行灌鉛，灌鉛過程重復上述B2-B5步驟。

第一，為了防止龍骨變形，灌鉛前需對工件進行預熱，預熱至100℃左右之后，再對龍骨結構逐格地進行灌鉛，灌鉛時不宜超過焊接墊板上沿，以防止無法蓋側板；同時，均勻預熱可以避免龍骨在灌鉛過程中由于溫度變化不均導致的較大撓曲變形；灌鉛過程中應盡量避免鉛水溫度下降過快而導致灌鉛不均勻。第二，鉛加熱熔化溫度到達360℃左右進行排渣，355℃出爐，340℃左右進行灌鉛，澆鑄過程適當控制流量，先快后慢，邊澆鑄邊清理氧化渣及雜質由于鉛冷卻過程中收縮系數(shù)比較大，灌鉛過程中要不斷進行補縮。第三，鉛液需要進行保溫與補縮：鉛液澆鑄至焊接墊板平齊時，停止?jié)茶T迅速清理液面的浮渣。通過保溫使鉛液的冷卻由下往上的順序進行，鉛液溫度降到310℃左右及時開始不斷補充鉛液補縮；補充鉛液過程中，為了使?jié)茶T面的平整，液面上形成的氧化層不要破壞，補充鉛液在氧化層下面進行，保證最終鉛面平整以及鉛體的密實度。第四，龍骨的一面澆鑄完成后，反身再對另一面進行預熱至約100℃后再對龍骨結構每隔一檔交替地進行澆鑄灌鉛。第五，箱形龍骨結構灌鉛后的整體線型數(shù)據(jù)以±6mm的偏差為標準 值，并做好龍骨撓度與中心線偏差數(shù)據(jù)記錄。由此提高龍骨的制作精度和灌鉛密實度。

所述的龍骨制作方法，在對龍骨分段的合攏口進行灌鉛時，預先按照合攏口的尺寸澆鑄制作鉛塊；待龍骨分段合攏連接后，再將預先制作的鉛塊放入合攏口內(nèi)固定。由于龍骨分段合攏一般都是在工廠內(nèi)進行，而灌鉛并不在分段合攏場地，因此合攏口處的龍骨一段無法澆鑄，故而需在鑄造廠車間內(nèi)按照合攏口的實際尺寸先澆鑄成鉛塊，然后在運至現(xiàn)場吊裝到位。鉛塊的兩側可以多鑄一個小吊耳，合攏口處的龍骨頂板、底板、腹板先安裝焊接，待鉛模安裝完成后再蓋兩側板，鉛模安裝出現(xiàn)偏差時采用火烤對鉛模進行微調重塑再安裝。該方法可以提高龍骨制作的便利性，以更適應制作場地的限制和現(xiàn)場制作需求。