Технология погрузки (выгрузки) и транспортирования тяжеловесных сборочно-монтажных единиц судового оборудования на предприятиях с ограниченным технологическим оснащением

Одним из направлений, обеспечивающих поддержание установленной мобилизационной готовности государства в современных условиях является разработка комплекса первоочередных мероприятий, обеспечивающих техническую готовность транспортных средств, осуществляемых в случае возникновения и нарастания угрозы агрессии. Согласно Положению о военно-транспортной обязанности, военно-транспортная обязанность организаций является составной частью мобилизационной подготовки и мобилизации в Российской Федерации, и заключается в заблаговременной подготовке транспортных средств к использованию в интересах Вооруженных Сил [1].

В данном Положении под транспортными средствами понимаются все виды транспорта, в том числе водный транспорт, промысловые и специальные суда, планируемые к передаче в состав ВМФ, к использованию в интересах Вооруженных Сил и к осуществлению производственной деятельности в военное время.

Несмотря на государственную значимость [2] и очевидную актуальность вопросов совершенствования мобилизационной готовности, существующая организация и технология поддержания и восстановления технической готовности гражданских судов, а также судов специального назначения и судов обеспечения ВМФ не в полной мере отвечает современным требованиям мобилизационной подготовки средств водного транспорта.

В научных трудах, в которых исследуются вопросы развития системы мобилизационной подготовки средств водного транспорта, особо выделяется противоречие между высокими требованиями к качеству мобилизационных ресурсов и низким реальным техническим состоянием мобилизационно-предназначенных средств водного транспорта, большинство из которых — это устаревшие морально и физически гражданские морские и речные суда.

Низкий уровень технического состояния отечественного мобилизационного судового ресурса, обуславливает необходимость восстановления его до приемлемых значений и потребует значительных по объему и времени выполнения сопутствующих ремонтных работ в исполнительный период [3] [4].

Недостаточная обеспеченность современным технологическим оборудованием судоремонтных предприятий, запасных баз судоремонта не позволяет, например, осуществлять выгрузку и погрузку крупного тяжеловесного судового оборудования, подлежащего ремонту. Ряд предприятий не имеют стационарных причалов, подъездных путей к пирсам и средств для транспортирования тяжеловесного судового оборудования в ремонтные цехи и обратно. В таких условиях своевременный и качественный ремонт судового оборудования без новых технологий и средств технологического оснащения (СТО) становится проблематичным.

Следовательно, для обеспечения безопасности и обороны государства, разработка обоснованных мероприятий по ускоренному восстановлению ресурса военно-морской техники и технической готовности гражданских судов в условиях ограниченной технологической оснащенности ряда судостроительных предприятий является одним из актуальных направлений в научных исследованиях.

Реально, как показали учения, и военный опыт, процесс подготовки гражданских судов в интересах Вооруженных Сил, а также подготовка судов к осуществлению производственной деятельности в военное время будет включать не только детерминированные работы по реализации специальных проектов, но и сопутствующие работы по восстановлению технической готовности.

Объемы, характер и продолжительность выполнения специальных и сопутствующих ремонтных работ во многом зависят от организации эксплуатации судов и на момент подготовки производства к их выполнению являются неопределенными и в ряде случаев не могут быть реализованы известными традиционными технологическими методами и приемами.

С учетом исключительной важности строгого соблюдения временных параметров при выполнении мобилизационных заданий по восстановлению технической готовности судов возникает актуальная научная задача, связанная с исследованием прогрессивных технологий, средств технологического оборудования в судоремонте и обоснованием возможности их адаптации (применения) в чрезвычайных условиях на предприятиях с ограниченным технологическим оснащением.

Такая задача представляется актуальной не только исходя из отечественного опыта, но также в связи с результатами анализа зарубежных информационных источников, изложенного в [4] [5] [6].

Таким образом, выявленное противоречие и научные предположения о направлениях его разрешения определили актуальность темы диссертационного исследования и его основные исходные параметры.

Объектом исследования являются гражданские суда, корабли и суда обеспечения ВМФ.

Предметом исследования является технология и средства оснащения для ремонта кораблей и судов на предприятиях с ограниченным технологическим оснащением.

Цель исследования состоит в обеспечении своевременного восстановления ресурса военно-морской техники и выполнения сопутствующего ремонта при переоборудовании мобилизационно-предназначенных судов на предприятиях с ограниченным технологическим оснащением.

Диссертационное исследование выполнялось в соответствии с пунктом 2.5 паспорта научной специальности 05.08.04 — «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства».

Степень разработанности темы и теоретическая база исследования определяется научными работами следующих ученых: Богданова В. П., Герасимова Н. И., Григорьева A.M., Крупнова Ю. А., Кудрявцева Ф. А., Путвинской Е. И. и других.

По проблемам технологии судоремонта имеется значительное количество исследований. Однако конкретные исследования особенностей и способов применения оригинальных технологий ремонта судов в чрезвычайных условиях на предприятиях с ограниченным технологическим оснащением, судя по публикациям, не проводились. Следовательно, настоящая работа отвечает требованиям новизны.

Цель исследования в настоящей работе достигалась за счет последовательного решения следующих задач.

1. Анализ существующей судоремонтной базы, оценка технического состояния мобилизационного судового ресурса и обоснование необходимости восстановления его технической готовности в исполнительный период.

2. Исследование влияния упругих деформаций и технологических погрешностей изготовления и монтажа опорных конструкций каткового устройства автоматического поддержания заданных нагрузок в силовых подвесках на его работоспособность.

3. Исследование и определение зависимостей грузоподъемности и упругой деформации от параметров и применяемых материалов компенсатора нагрузок.

4. Исследование влияния упругой деформации транспортировочных балок на перераспределение нагрузок на ролики дорожек и в целом на их работоспособность. Определение основных параметров транспортировочных путей.

5. Исследование напряженного состояния ледового покрытия от упругой деформации транспортировочных путей и резинового компенсатора при перемещении тяжеловесного изделия. Определение основных параметров транспортировочных путей.

6. Разработка и внедрение методики расчета основных параметров технологического оснащения и руководящего документа по обеспечению ускоренного восстановления ресурса военно-морской техники и сопутствующих ремонтов при переоборудовании судов гражданского флота в исполнительный период.

Перечисленные задачи исследования и в целом актуальная научная задача в ходе диссертационного исследования решены, цель исследования достигнута. Получены соответствующие научные результаты.

1. Впервые определены и обоснованы наиболее эффективные методы и средства технологического оснащения для выполнения операций выгрузки (погрузки) тяжеловесных сборочно-монтажных единиц (СМЕ), и их транспортирования.

2. Впервые установлены зависимости чувствительности катковой саморегулирующейся системы от жесткости технологических балок, углов и местонахождения наклонных опор при работе с симметричными и несимметричными СМЕ энергетического оборудования.

3. Впервые выполнено математическое описание зависимости упругой деформации и грузоподъемности компенсатора перегрузок от основных параметров комплекта упруго-силовых элементов — пустотелых цилиндров.

4. Определена функциональная зависимость влияния упругой деформации транспортировочных путей на распределение нагрузок на элементы качения — пустотелые ролики дорожек и грузонесущую их способность.

5. Впервые разработана математическая модель совместного силового взаимодействия композитной транспортировочной балки, включающей в свой состав ледовое покрытие, с упругой опорой, состоящей из демпфирующей прокладки и металлических листов (траков).

6. Разработаны два отраслевых руководящих документа: «Суда обеспечения ВМФ и гражданского назначения в период нарастания военной угрозы. Основные положения технологии замены и ремонта судового энергетического оборудования». ГКЛИ.1702 — 030 — 2011; «Суда обеспечения ВМФ и гражданского назначения в период нарастания военной угрозы. Правила и нормы проектирования средств технологического оснащения». ГКЛИ.1702 — 031 -2011.

Из полученных научных результатов выделены следующие научные положения и результаты, которые выносятся на защиту.

1. Научно обоснованные методы перемещения и погрузки судового оборудования.

2. Основные положения технологии замены и ремонта судового энергетического оборудования для судов обеспечения ВМФ и гражданского назначения в период нарастания военной угрозы. Руководящий документ. ГКЛИ.1702−030−2011.

3. Правила и нормы проектирования средств технологического оснащения для судов обеспечения ВМФ и гражданского назначения в период нарастания военной угрозы. Руководящий документ. ГКЛИ.1702 — 031 — 2011.

4. Научно обоснованные технические решения в части создания средств технологического оснащения для транспортирования и вертикальных перемещений СМЕ.

Методологическую основу исследования составляют теоретические положения классической механики, теории упругости, а также апробированные научные методы исследований: системный подход, анализ, методы математической статистики, теории вероятности и другие.

Эмпирическую основу исследования составили требования законодательных актов, ведомственных руководящих документов технического и мобилизационного характера, данные о зарубежном и отечественном опыте по исследуемой теме, данные о ремонтах кораблей и судов.

Научная значимость работы состоит в том, что полученные научные результаты являются вкладом в науку, изучающую технологию судостроения, судоремонта и организацию судостроительного и судоремонтного производства, дополняют и развивают теоретические знания о технологических процессах замены (ремонта) и транспортирования тяжеловесных СМЕ судового оборудования.

Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что их внедрение позволило создать новые эффективные технологические процессы и средства технического оснащения, обеспечивающие ускоренный ремонт кораблей и судов на предприятиях с ограниченным технологическим оснащением.

Апробация работы. Результаты исследований прошли апробацию на ряде предприятиях судостроительной промышленности (ОАО «ПО «Северное машиностроительное предприятие», ОАО «Центр судоремонта «Звездочка», ОАО «Зеленодольский завод имени A.M. Горького», ОАО «Завод «Красное Сормово» и др.). Материалы диссертации использовались для подготовки двух руководящих документов, а также в ходе выполнения НИР «Разработка и обоснование технико-экономических критериев, системы требований мобилизационного характера к гражданским судам, определение механизма реализации этих требований на стадиях проектирования, постройки и эксплуатации судов в обеспечение наращивания военно-экономического потенциала». Основные положения работы докладывались на семинаре-совещании специалистов судостроительной отрасли 28. 06. 2011 г.

Структура работы представлена ведением, основной частью, заключением и приложением. Основная часть, включает пять глав:

Выводы по пятой главе.

Разработанные технологические процессы и их технико-экономическое обоснование показали:

1. Техническую и экономическую целесообразность широкого внедрения на судостроительных и судоремонтных предприятиях со слаборазвитой технической структурой.

2. Все предлагаемые технологические процессы и средства технологического оснащения в большей части отработаны и реализованы, обеспечивают высокую надежность и безопасность в эксплуатации, обеспечивают в короткие сроки выполнение значительных объемов операций по перемещению крупного судового оборудования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На основании выполненного анализа существующих технологий и средств технологического оснащения, используемых в судостроении и судоремонте при монтаже и демонтаже судового энергетического оборудования, проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований, автором получены следующие научные и практические результаты.

1. Определены наиболее эффективные методы и средства технологического оснащения для выполнения операций выгрузки и погрузки тяжеловесных СМЕ, межцехового транспортирования, а также от судна к цеху и обратно.

2. Установлены и экспериментально подтверждены зависимости чувствительности катковой саморегулирующейся системы от жесткости технологических балок, углов и местонахождения наклонных опор при работе с симметричными и несимметричными сборочно-монтажными единицами энергетического оборудования.

3. Установлена и экспериментально подтверждена зависимость упругой деформации и грузоподъемности компенсатора перегрузок от основных параметров (количества и размеров, используемых материалов) комплекта упруго-силовых элементов — пустотелых цилиндров.

4. Определена функциональная зависимость влияния упругой деформации транспортировочных путей на распределение нагрузок на элементы качения — пустотелые ролики дорожек и грузонесущую их способность, что позволяет обоснованно назначать основные размеры грузонесущих транспортировочных балок и роликовых дорожек.

5. Определена и экспериментально проверена на модели функциональная зависимость напряженного состояния и размеров ледового массива и демпфирующих прокладок от жесткости транспортировочных путей, на основании которой представляется возможным рассчитать и выбрать параметры силовых балок и упругой прокладки (технической резины), размеры и место расположения ледового массива.

6. По результатам научных исследований разработаны и внедрены на предприятиях отрасли два руководящих документа:

— Суда обеспечения ВМФ и гражданского назначения в период нарастания военной угрозы. Основные положения технологии замены и ремонта судового энергетического оборудования. Руководящий документ ГКЛИ.1702 — 030 — 2011 [103].

— Суда обеспечения ВМФ и гражданского назначения в период нарастания военной угрозы. Правила и нормы проектирования средств технологического оснащения. ГКЛИ.1702 — 031 -2011 [104].

— Новизна научно-технических решений подтверждена двумя патентами на полезные модели:

— Устройство для перемещения тяжеловесного оборудования. Патент на полезную модель. № 99 475 с приоритетом от 28.06.201 Ог [110].

— Устройство для измерения усилия натяжения каната грузоподъемного механизма. Патент на полезную модель № 2 010 117 722/11 с приоритетом от 04.05.2010 г. [105].

Задачи исследования и в целом актуальная научная задача в ходе диссертационного исследования решены, цель исследования достигнута.