舵设备详解

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动力和转舵机构

(2-2)转舵装置
(2-3)止舵装置 (3)舵装置
舵柄、舵扇

限位开关、止舵器



第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类


第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类


第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的组成:
舵:舵是承受水动力以产生转船力矩的构件。




4.辅助操舵装置:
1)具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船舶,并能在应急情 况下投入工作; 2)应能在船舶最大航海吃水和以最大营运前进航速的一半但不小于7kn 时进行操舵,使舵自一舷15°转至另一舷15°,且所需时间不超过 60s; 3)当舵柄处的舵杆直径(不包括航行冰区的加强)大于230mm时,操舵 装置应为动力操纵。 人力操舵装置允许装船使用的条件是:操舵力不超过160N,且其结构 不致对操舵手轮产生破坏性的反冲作用。
(1) 通常安置在船尾; (2) 承受水流的作用,提供较大的转船力矩,保持所需的航向。
舵机及其转舵装置:
(1) 安置在尾尖舱甲板平台的舵机舱内;
(2) 舵机为转舵的动力源,传递力矩,带动舵叶转动;
(3) 二者统称为操舵装置。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的组成:


第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的种类:
按舵杆轴线位置分:
(1)不平衡舵:又称普通舵,
只适用于小船。
特点:① 舵钮支点较多,舵杆强度容易得到保证;
② 转舵时需要较大的转舵力矩。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的种类:
按舵杆轴线位置分:
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7)侧推器(首、尾);舵和螺旋桨功能合二为一的螺旋桨舵及可转动双螺旋 桨舵等。
侧推器 尾侧推器 舵、桨合一的螺旋桨舵
←可转动双螺旋桨舵
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第三节 操 舵 装 置
一、操舵装置分类
1.按动力源分类:分电动操舵装置和液压操舵装置; 2.按公约和规范分类:分主操舵装置和辅助操舵装置。 主操舵装置:系指在正常情况下为驾驶船舶而使舵产 生动作所必需的机械、转舵机构、舵机装置动力设备 (如设有)以及附属设备和向舵杆施加转矩的设施(如舵 柄或舵扇)。主操舵装置应在驾驶室和舵机室都设有 控制器。 辅助操舵装置:系指在主操舵装置失效时,为驾驶船 舶所必需的设备。这些设备不应属于主操舵装置的任 何部分,但可共用其中的舵柄、舵扇或作同样用途的 部件。

第三章 舵设备
“万物生长靠太阳,大海航行靠舵手”——《大海航行靠舵手》。


第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备是操纵船舶的主要设备,其作用是:航向稳定性和回转性。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成
(1)操舵装置控制系统 (2-1)舵机
操舵器、舵角指示器、传动装置
(1)支承舵:分为多支承舵和双支承舵广泛使用。 多支承舵:舵与船体尾柱连接有三个及以上支承点的舵。 其支撑点可分为舵承、舵钮和舵托。 舵的重量主要由船体内的支撑和舵托来支承。 双支承舵:指除上支承之外,在舵根处还设有一个下支承 的舵。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类



五、操舵装置的基本性能和要求
1.应配备满意的主、辅助操舵装置。其布置应使两者之一
在发生故障时,不致导致另一装置不能工作。


2.监控与供电要求:
1)应在驾驶室和适当的主机控制位置装设指示其电动机正 在运转的设备。 2)供电独立,其中之一可以由应急配电板供电。
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3.主操舵装置和舵杆:
舵设备的种类:
按舵的支撑方式分:
(2)悬挂舵:分这种舵只有上支承而无下支承,
其舵叶全部悬挂在船体外的舵杆上。
(3)半悬挂舵:指下支承的位置设在舵叶中间的舵。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的种类:
特种舵:
(1)特点:①增加舵效;, ②提高推进效率 ③减小旋回圈直径 ④改善大型船舶在低速时操纵。
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2)主动舵 ①结构特点: ②作用:在转舵的同时螺旋桨随之转动并发出推力,从而增加了转船力 矩。即使在低速甚至主机停车的情况下,这种舵也能获得转船力矩,大 大提高了船舶的操纵性。 3)整流帽舵 ①结构特点:在流线型舵正对螺旋桨轴线部位,装设一个圆锥形的流线 型体,俗称整流帽。 ②作用:改善螺旋桨排出流的乱流状态,从而提高螺旋桨的推力,改善 船尾的振动情况。




2)转叶式液压舵机
转叶式液压舵机由转舵机构和动力源两大部分组成。 ①转舵机构:由油缸、回转体组成。回转体键套在舵杆上。 ②动力源:由电动机、主油泵、辅油泵和安全控制阀箱等组成。
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四、舵角限位器
1.作用:防止操舵时实际舵角超过最大有效舵角。 2.种类:有机械、电动和角铁架式等几种。 3.位置:机械舵角限位器一般设在舵叶上侧、下舵杆与舵 柱的上部、舵柄两侧极限舵角位置处。 4.限制角:流线型舵一般为32°,平板舵为35°。
主动舵→
整流帽舵→
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4)襟翼舵 ①结构特点: ②作用:所产生的流体动力更大,提高了转船力矩和舵效。广泛采用。 ③优缺点:所需的转舵力矩较小,可相应减小舵机功率。但结构较复杂。


5)科特导流管舵 ①结构特点:在螺旋桨外围套装导流管并在其后端处装一舵叶。有两种 形式,一种是导流管固定焊接在船尾骨架上,舵叶可以转动;另一种导 流管与舵叶可在允许角度内一起转动。 ②作用:增加推进效率,保护螺旋桨,防止绳索缠入。
(2)平衡舵:海船上广泛使用。 特点:① 舵杆轴线位于舵叶的前后缘之间; ② 在舵杆轴线之前的舵叶起平衡作用,转舵这部 分面积与舵叶全部面积之比,称为平衡比度或平衡系数, 一般在0.2~0.3之间。 ③ 所需的转舵力矩减小,可相应减少舵机功率。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的种类:
按舵叶的剖面形状分:
(2)流线型舵:又称复板舵, 特点:① 舵叶剖面呈流线,强度高; ② 水动力性能好,升力系数大, 阻力小,舵效高(舵力大); ③ 构造比较复杂; ④ 在海船广泛使用。
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2、流线型舵(又称复板舵):海船广泛采用。 特点:①舵叶剖面呈流线型,强度高; ②因内部空心和水密,从而产生一定浮力,减少了舵承上的压力; ③水动力性能好,舵的升力系数大,阻力小,舵效高(舵力大); ④舵的构造比较复杂。



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5.主操舵装置和辅助操舵装置动力设备的布置应:
1)当动力源发生故障失效后又恢复输送时,能自动再起动; 2)能从驾驶室控制使其投入工作; 3)任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时,应在驾驶室里发出 声、光警报。
6.当主操舵装置具有2台或2台以上相同的动力设 备时,则可不必设置辅助操舵装置。 7.操舵装置控制系统的布置:
固定式导流管舵 ↓
转动式导流管舵 ↓
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6)组合舵(又称希林舵或工字型舵) ①结构特点:在流线型舵叶的上下两端各安装一块制流板。舵的剖面设 计成象鱼的形状,肥大部分占20%弦长。为能控制更多的尾流,舵杆中 心线通常在距导边 40%弦长的位置处。 舵角可在±75°范 围内使用。 ②作用:减少舵叶 上下两端的绕流损 失,提高舵压力, 进一步改善舵的流 体性能。 ③特点:具有低速 时操纵性好,浅水 中舵效无显著下降 的优点。
舵设备的种类:
按舵杆轴线位置分:
(3)半平衡舵:下半部为平衡舵,上半部为不平衡舵。,
一般用于尾柱形状比较复杂的船舶。
特点:①下半部为平衡舵,上半部为不平衡舵。 ;
②平衡比度介于平衡舵和不平衡舵之间; 。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵设备的种类:
按舵的支撑方式分:
(2)种类: 反应舵、主动舵、整流帽舵、襟叶舵、 导流管舵、组合舵、首舵和首推进器等。
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2.舵角



1)影响舵力大小的因素:舵力的大小与舵角、舵叶浸水面 积、舵相对水流的前进速度和舵的断面形状等因素有关。 2)最大有效舵角:舵的进速增大,舵力也就明显增大;当 舵速一定时,转船力矩则随舵角而变,当海船舵角达35° 时(满舵) ,转船力矩也达最大值。若继续增大舵角,转船 力矩反而开始下降。 舵角处于25°~32°之间时,舵效最好。一般船舶的最大 有效舵角在32°~35°之间,把35°舵角称为使用极限 舵角,超大型船舶的使用极限舵角一般在35°~40°之间。 3)几何舵角:船舶的几何极限舵角一般在35°~38°之间。
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第五章 舵设备
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四、特种舵
1、一般(总)特点:①增加舵效;②提高推进效率;③减小旋回圈直径; ④改善大型船舶在低速时操纵 性能。 2、种类:特种舵有:反应舵、 主动舵、整流帽舵、襟叶舵、 导流管舵、组合舵、首舵和 首推进器等。 1)反应舵(又称迎流舵) ①结构特点:舵叶前缘以螺旋 桨轴线为界分别向相反方向扭 曲一定角度,使其迎着螺旋桨 排出的旋状水流。 ②作用:使尾流中的轴向诱导 反应舵 速度增大,减少了阻力,增加 了推力。


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1)柱塞式液压舵机
柱塞式液压舵机也称往复式液压舵机,有二缸柱塞式和四缸柱塞式。一 般由动力源、转舵机构和操纵追随机构三大部分组成。 ①动力源: ②转舵机构: 将柱塞的直线运动转变成 舵柄绕舵杆作旋转运动的 装置有:滑式(十字头)、 滚轮式及摇摆式三种,大 型船均使用滑式。 ③操纵追随机构:由减速 器、螺杆、滑块、操纵杆、 连杆(也称浮动杆)、反馈 杆(也称追随杆)等一系列 拉杆组成,主要作用是控 制主油泵的工作状态。




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三、液压操舵装置
1.一般原理:液压操舵 装置主要是指液压舵机, 液压舵机也称电动液压 舵机或电液舵机。 2.特点与应用:噪声小、 体积小、重量轻、转矩 大、传动平稳,能实现 无级调速,易于遥控和 容易管理,操作方便, 在操舵次数频繁时仍有 较高可靠性等优点。广 泛采用。 3.种类:有柱塞式和转 叶式两大类。
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二、电动操舵装置
1.组成:舵扇松套、舵柄键套在舵杆上。 2.基本原理: 3.主要组成部分的作用: 1)蜗杆蜗轮:减速比大,转 矩大;其机械传动中的自锁 作用,可防止舵叶在受外界 冲击作用下发生逆转现象, 从而起到保护电动机的作用。 2)缓冲弹簧:刚性大,正常 情况下可顺利地传递转舵力 矩。当舵叶受到外界巨大冲 击力作用时,能吸收冲击能 量,起保护舵机的作用。 4.特点与应用:结构简单、 操作方便、传动可靠、维修 方便,噪声大、占用面积大。 较广泛地应用于中小型船。
1)具有足够强度,并能在船舶最大航海吃水和最大营运前进航速时进 行操舵,能使舵自任一舷35°转至另一舷35°,并且于相同条件下在 自一舷的35°转至另一舷30°所需的时间不超过28s; 2)当舵柄处的舵杆直径(不包括航行冰区的加强)大于120mm时,操舵 装置应为动力操纵; 3)在最大后退航速时不致损坏,但不需验证。
操舵装置控制系统:将指令由驾驶室传至舵机动力装置之间的一系列设备。
百度文库(1)主要部件设于驾驶室; (2)传递舵令,以控制舵机动作。
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第三章 舵设备
第1节 舵设备的组成和舵的种类
舵的种类:
按舵叶的剖面形状分:
(1)平板舵:也称单板舵, 仅用于非自航船、帆船 或小艇上。
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1)主操舵装置,应在驾驶室和舵机室两处都设有控制器; 2)主操舵装置应设置两套独立的控制系统,且每套系统均应能在驾驶 室控制。但不要求设双套操舵手轮或手柄。如控制系统是由液压遥 控传动装置组成,则除10000总吨及以上的油船、化学品船或气体运 输船外,不必设置第二套独立控制系统; 3)对辅助操舵装置为动力操纵的,则也应能在驾驶室和舵机室进行控 制,并应独立于主操舵装置的控制系统。
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