船舶结构与设备 舵设备
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目前大型船一般只设上舵承
2、舵杆
第五章 舵设备
• 第三节 操舵装置 • 一、操舵装置的设置 • 1、操舵装置：提供转舵动力 • 2、主操舵装置
正常航行时控制船舶所需的机械、转舵机构、 动力设备及其附属设备。和向舵杆施加转矩的部 件。
一、操舵装置的设置
• 3、辅助操舵装置：主操舵装置失效时控制 船舶。
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
一、舵的类型
3、按舵叶的剖面形状分：
• 平 板 舵 (single plate rudder);
– 失速早，阻力大，舵效差
• 流 线 型 舵 (streamlined rudder gear) （复合舵或复
板舵）：应用广泛。 – 水动力性能好、舵效高（升力系
数高、阻力系数低）
– 舵承压力小（叶体空心） – 强度高 – 构造较复杂。
船舶结构与设备
• 第五章 舵设备 • 本章要求： • 1、掌握舵设备的组成，舵的分类和各种舵
的特点；
• 2、掌握舵机和操舵装置控制系统的种类、 工作原理和特点；
• 3、掌握自动舵的种类、工作原理、特点； • 4、掌握操舵方法和应急操舵的方法。
第五章 舵设备
• 作业：
• 1、简述舵的分类及各种舵的特点； • 2、流线型平衡舵的特点； • 3、一般自动舵有哪几种，自动舵面板上各旋纽的
• V-舵速
• Joessel公式 • P（δ0＝.19150+70..23305ＳsinRδ）Ｖ R2sinδ/
• 舵力转船力矩：
MS
FL
lL
FL
( LBP 2
xg
x cos )
1 2 FL LBP
第五章 舵设备
• 第二节 舵的类型和结构
• 一、舵的类型 • 1、按舵杆轴线位置分：
–不平衡舵(single plate rudder); –平衡舵(balance rudder)：部分舵叶在舵杆轴
作用和调节依据；
• 4、船舶操舵方式有哪几种？如何进行应急操舵？
第五章 舵设备
• 学时：6h • 课堂和作业中所反映的主要问题：
• 1、学生对舵设备的设置情况和应急操舵的 程序不很清楚；
• 2、学生感到本章内容较抽象，较难掌握。
第五章 舵设备
• 第一节 舵设备的作用及组成 • 1、作用：控制船首向 • 2、组成
交流舵机1# 交流舵机2# 直流舵机3#
1#，2#泵机可单独或 同时工作，并互为备 用。其中一台意外停 止后，另一台能自动 启动。
当船舶交流失电后， 直流泵机可自动启动 并投入运行。
第三节 操舵装置
• 二、舵机 stearing gear
• 1、电动舵机 1）电动舵机的组
成和传动原理
2）缓冲弹簧的作 用
二、舵机
• 2、液压舵机(hydraulic stearing gear) • 1）、液压舵机的组成、特点
（1）组成：电动机、油泵、管路、转舵 机构。
（2）特点：传动平稳、无噪声、操作方 便能实现无级调速、可靠性高、尺寸小、 重量轻、布置紧凑。
２）充气试验 Ｐ=0.005d+0.025(N/mm2)、保持
15min ，用肥皂水查漏。
ห้องสมุดไป่ตู้c、试验合格，内灌沥青，防止内部锈蚀。
二、舵的结构
• 2、舵杆(rudder stock) – 上舵杆、下舵杆 上舵杆下端与与舵叶连接， 连接方式：
垂直嵌接、水平法兰、垂直法兰
多数通过水平法兰与舵叶连接，水平法兰一 般用六只螺栓，螺母朝下，搪水泥包。
一、舵的类型
一、舵的类型
• 特种舵
–1 ） 整 流 帽 舵
(bulb
type
rudder)：
–舵叶正对螺旋浆
处设整流帽。改
善排出流的状态，
提高推进效率和 减小振动。
一、舵的类型
• 2）主动舵active rudder：
舵叶随边设带导 流管的小螺旋浆。 提高转船力矩， 低速或停车时能 提供转船力矩。
1）舵装置 rudder：舵叶、舵杆、舵承 2）操舵装置：舵机(steering gear)及转 舵机构，位于舵机房（舵机间） 3) 操舵控制系统(steering system)
舵设备的组成
第一节 舵设备的作用及组成
• 3、舵的工作原理
• Pa-舵力 • 理论公式： • Pa=Ca0.5ρSV2 • C舵a叶-舵形力状系有数关。，与舵角，
二、舵的结构
• 3、舵承rudder bearing(carrier) • 作用：支持舵杆、支承舵的重量
保证船体水密 将作用在舵上的水动力传递给船体 • 上舵承(upper bearing)：装在舵机甲板上 –止推滚珠轴承，承受轴向力 –垂直滑动轴承，承受径向力 • 下舵承(lower bearing)：装在舵杆筒口或舵杆筒内 –垂直滑动轴承，承受径向力
一、舵的类型
• 3）襟翼舵flap type rudder：
主舵后加襟翼。 可相对主舵产 生转角，提高 舵效
一、舵的类型
•4 ） 反 应 舵 reaction rudder：
舵叶上下各 向左右扭曲，以迎 合排出流。可减小 阻力
一、舵的类型
• 5）组合舵：
舵叶 上下各装一块制 流板。减少绕流 损失。
第二节 舵的类型和结构
• 二、舵的结构 • 流线型平衡舵由舵叶、舵
杆、舵承组成。
• 1、舵叶 • 由水平隔板和竖直隔板按
线型组成骨架，加舵叶板 焊制而成水密结构。
• 舵叶焊制或修理后在涂油 漆或敷设其他材料之前应 进行密性试验
密性试验
每个密封部分进行密性试验：
１）灌水试验 Ｈ=1.2d+V2/60(m)、保持15min以 上 ，不得变形和渗漏
线前方，所需转舵力矩、舵机马力均小。 –半平衡舵(semi-balance rudder)
• 平衡比（平衡比度，平衡系数）： 舵的平衡部分面积与舵面积之比，平衡舵平衡比度值
在0.2～0.3之间。
2、按舵叶支承情况分：
• 双支承舵（double bearing rudder）两个支 承点。
– 上支承点：舵承 – 下支承点：舵托 • 多支承舵(multi-pintle rudder) • 悬挂舵(spade rudder) • 半悬挂舵(semi-spade rudder)
2、舵杆
第五章 舵设备
• 第三节 操舵装置 • 一、操舵装置的设置 • 1、操舵装置：提供转舵动力 • 2、主操舵装置
正常航行时控制船舶所需的机械、转舵机构、 动力设备及其附属设备。和向舵杆施加转矩的部 件。
一、操舵装置的设置
• 3、辅助操舵装置：主操舵装置失效时控制 船舶。
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
一、舵的类型
3、按舵叶的剖面形状分：
• 平 板 舵 (single plate rudder);
– 失速早，阻力大，舵效差
• 流 线 型 舵 (streamlined rudder gear) （复合舵或复
板舵）：应用广泛。 – 水动力性能好、舵效高（升力系
数高、阻力系数低）
– 舵承压力小（叶体空心） – 强度高 – 构造较复杂。
船舶结构与设备
• 第五章 舵设备 • 本章要求： • 1、掌握舵设备的组成，舵的分类和各种舵
的特点；
• 2、掌握舵机和操舵装置控制系统的种类、 工作原理和特点；
• 3、掌握自动舵的种类、工作原理、特点； • 4、掌握操舵方法和应急操舵的方法。
第五章 舵设备
• 作业：
• 1、简述舵的分类及各种舵的特点； • 2、流线型平衡舵的特点； • 3、一般自动舵有哪几种，自动舵面板上各旋纽的
• V-舵速
• Joessel公式 • P（δ0＝.19150+70..23305ＳsinRδ）Ｖ R2sinδ/
• 舵力转船力矩：
MS
FL
lL
FL
( LBP 2
xg
x cos )
1 2 FL LBP
第五章 舵设备
• 第二节 舵的类型和结构
• 一、舵的类型 • 1、按舵杆轴线位置分：
–不平衡舵(single plate rudder); –平衡舵(balance rudder)：部分舵叶在舵杆轴
作用和调节依据；
• 4、船舶操舵方式有哪几种？如何进行应急操舵？
第五章 舵设备
• 学时：6h • 课堂和作业中所反映的主要问题：
• 1、学生对舵设备的设置情况和应急操舵的 程序不很清楚；
• 2、学生感到本章内容较抽象，较难掌握。
第五章 舵设备
• 第一节 舵设备的作用及组成 • 1、作用：控制船首向 • 2、组成
交流舵机1# 交流舵机2# 直流舵机3#
1#，2#泵机可单独或 同时工作，并互为备 用。其中一台意外停 止后，另一台能自动 启动。
当船舶交流失电后， 直流泵机可自动启动 并投入运行。
第三节 操舵装置
• 二、舵机 stearing gear
• 1、电动舵机 1）电动舵机的组
成和传动原理
2）缓冲弹簧的作 用
二、舵机
• 2、液压舵机(hydraulic stearing gear) • 1）、液压舵机的组成、特点
（1）组成：电动机、油泵、管路、转舵 机构。
（2）特点：传动平稳、无噪声、操作方 便能实现无级调速、可靠性高、尺寸小、 重量轻、布置紧凑。
２）充气试验 Ｐ=0.005d+0.025(N/mm2)、保持
15min ，用肥皂水查漏。
ห้องสมุดไป่ตู้c、试验合格，内灌沥青，防止内部锈蚀。
二、舵的结构
• 2、舵杆(rudder stock) – 上舵杆、下舵杆 上舵杆下端与与舵叶连接， 连接方式：
垂直嵌接、水平法兰、垂直法兰
多数通过水平法兰与舵叶连接，水平法兰一 般用六只螺栓，螺母朝下，搪水泥包。
一、舵的类型
一、舵的类型
• 特种舵
–1 ） 整 流 帽 舵
(bulb
type
rudder)：
–舵叶正对螺旋浆
处设整流帽。改
善排出流的状态，
提高推进效率和 减小振动。
一、舵的类型
• 2）主动舵active rudder：
舵叶随边设带导 流管的小螺旋浆。 提高转船力矩， 低速或停车时能 提供转船力矩。
1）舵装置 rudder：舵叶、舵杆、舵承 2）操舵装置：舵机(steering gear)及转 舵机构，位于舵机房（舵机间） 3) 操舵控制系统(steering system)
舵设备的组成
第一节 舵设备的作用及组成
• 3、舵的工作原理
• Pa-舵力 • 理论公式： • Pa=Ca0.5ρSV2 • C舵a叶-舵形力状系有数关。，与舵角，
二、舵的结构
• 3、舵承rudder bearing(carrier) • 作用：支持舵杆、支承舵的重量
保证船体水密 将作用在舵上的水动力传递给船体 • 上舵承(upper bearing)：装在舵机甲板上 –止推滚珠轴承，承受轴向力 –垂直滑动轴承，承受径向力 • 下舵承(lower bearing)：装在舵杆筒口或舵杆筒内 –垂直滑动轴承，承受径向力
一、舵的类型
• 3）襟翼舵flap type rudder：
主舵后加襟翼。 可相对主舵产 生转角，提高 舵效
一、舵的类型
•4 ） 反 应 舵 reaction rudder：
舵叶上下各 向左右扭曲，以迎 合排出流。可减小 阻力
一、舵的类型
• 5）组合舵：
舵叶 上下各装一块制 流板。减少绕流 损失。
第二节 舵的类型和结构
• 二、舵的结构 • 流线型平衡舵由舵叶、舵
杆、舵承组成。
• 1、舵叶 • 由水平隔板和竖直隔板按
线型组成骨架，加舵叶板 焊制而成水密结构。
• 舵叶焊制或修理后在涂油 漆或敷设其他材料之前应 进行密性试验
密性试验
每个密封部分进行密性试验：
１）灌水试验 Ｈ=1.2d+V2/60(m)、保持15min以 上 ，不得变形和渗漏
线前方，所需转舵力矩、舵机马力均小。 –半平衡舵(semi-balance rudder)
• 平衡比（平衡比度，平衡系数）： 舵的平衡部分面积与舵面积之比，平衡舵平衡比度值
在0.2～0.3之间。
2、按舵叶支承情况分：
• 双支承舵（double bearing rudder）两个支 承点。
– 上支承点：舵承 – 下支承点：舵托 • 多支承舵(multi-pintle rudder) • 悬挂舵(spade rudder) • 半悬挂舵(semi-spade rudder)