9-8第八节 舵系的检修

第八节舵系的检修

船舶舵系是实现船舶转向、调头、直航等操纵的船舶航向控制装置，是船舶航行的重要设备。舵系是由那些将舵机动力传递到舵叶产生舵效的部件和构件组成的，包括固定件——舵杆舵承(上、下舵承)、舵销轴承、舵轴等，及运动件一一舵杆、舵叶和舵销等。不包括舵机及其操纵系统。

舵系安装在船舶尾部螺旋桨的正后方，有单、双舵系之分。一般远洋及近海商船为单桨、单舵；客船、军舰及有的内河船舶为双桨、双舵。舵叶浸在水中，转动舵叶时，舵叶水动力对船舶产生力矩，迫使船舶改变航向或保持直线航行。

一、舵系结构和舵的种类

1．舵系结构

舵系结构类型很多，随船舶类型、大小和舵系布置等的不同有不同的舵系结构。较为广泛应用的是穿心舵轴平衡舵，其结构如图9-37所示。舵叶在舵杆转动轴线两侧非对称分布，舵叶上端面与舵杆6用法兰连接。舵轴7穿过舵叶，其中心线与舵杆中心线重合。舵叶随舵杆左右转动。舵杆支承是位于船体内部舵机房的上舵承l ，使其承受舵叶的部分重量和舵杆的径向、轴向负荷。上舵承为滚动止推轴承。舵轴上端与尾柱用法兰连接，舵叶内设有2个铁梨木舵承，用以支承包有钢套的穿心舵轴。舵轴的下端锥体置于舵底托支承中(下舵承)。穿心舵轴平衡舵属于三支点舵，具有结构简单、舵效高和便于修造等特点。

2．舵的种类

舵的种类很多，主要有以下几种：

1)按舵的旋转轴线位置分为平衡舵、半平衡舵和不平衡舵

(1)平衡舵转动轴线在舵叶的中间，把舵叶分为两部分。舵叶转动时两部分均承受水压产生力矩。此二力矩方向相反，使转舵力矩降低，在某一舵角时为零，达到完全平衡。平衡舵所需舵机功率较小。如图9-38(a)所示。

(2)半平衡舵仅舵的下半部起平衡作用，如图9-38(b)所示。

(3)不平衡舵舵的旋转轴线在舵叶的一边，即舵杆一侧有舵叶，对转舵力矩不起平衡作用，如图9-38(c)所示。

2）按舵叶截面形状分为平板型舵和流线型舵

(1)平板型舵一般用钢板或木板制成，两侧表面可适当加固。具有便于修造，成本低和舵效差的特点。可作成平衡舵、半平衡舵或不平衡舵。它只用于小型或非自航船。

(2)流线型舵舵叶横截面呈机翼形，用钢板焊制，内部呈空心状并用钢板加强以增加舵叶刚性。流线型舵产生的水动力大、阻力小、强度高，但结构复杂，制造成本高。常作为平衡舵或半平衡舵，为大多数船舶采用。

3)按舵与船体的连接方式分类

(1)悬挂舵又称吊舵，多数是平衡舵，完全由船体上的上舵承支承，中部通过下舵承，而下部整个舵叶悬空。

(2)半悬挂舵多数是半平衡舵，其舵秆支承在船体上的上舵承，而舵叶支承在船尾支架上。

(3)多支承舵该舵有两个以上的支承点，通过舵销将舵叶上的舵钮与船体尾柱上的舵钮连接，如图9-38（c）所示，舵叶下部有舵底托支承。

(4)双支承舵舵杆通过上、下舵承及舵底托支承，如图9-38(a)所示。

(5)穿心舵轴平衡舵除舵杆外，该舵还装有舵轴，它穿过舵叶并固定在船体尾柱上。舵杆与舵轴的轴线重合，转舵时，舵叶绕舵轴回转，如图9-37所示。

二、舵系故障及检修

1．舵系故障

舵系除因海损事故需要进行修理外，一般情况下很少修理，具有较长的使用期。舵系检修可随同轴系检修进行。

舵系修理的内容和范围根据船舶航行中发现的问题和船舶进坞后的实际勘验而定。舵系在实际运转中一般会产生以下故障：

(1)舵沉重，转舵不灵敏，转满舵需较长时间舵机功能正常情况下，可能是舵叶进水使转舵负荷增加；舵杆弯曲或扭曲变形，使各舵承负荷不均，摩擦力增加；舵承损坏；舵系安装不正使某些配合件单面卡紧等原因造成。

(2)转舵时声音异常，有严重的撞击现象主要是舵承与舵杆、舵轴、舵销等的配合间隙过大、转舵时舵叶忽左忽右产生撞击，或上舵承滚珠碎裂，护圈松动，转舵沉重并产生撞击。

(3)转舵不准确，舵角不正，正舵时舵角不在零位舵角指示器正常时，主要是以下原因造成，舵杆扭曲变形，舵叶方向随之变化；安装舵时舵角没对准零位。当舵角指示器发生故障指示错误时，转舵也不准确。

(4)操舵轻松，航向失控可能是发生舵杆折断，或舵杆与舵叶法兰连接螺栓脱落造成舵叶丢失等导致。

(5)舵系振动主要由于舵系安装不正；舵承间隙过大；舵系安装部位的船体刚度、强度不足，上舵承座强度差等造成。

此外，还可能产生舵系密封装置损坏，造成海水漏入舵机房的事故。

2．舵系检修

船舶进坞后，舵系拆卸前应先进行全面勘验，以确定舵系损坏情况、修理内容和范围，并作为最后验收的依据。

1)拆卸前的检查

(1)外观检查

a)自船尾面向船头目测舵角指在零位时舵叶是否居中；

b)观察舵叶和舵杆有无弯曲、扭转变形；

c)对于小船，可用手转动舵叶检验其灵活性；

d)检查密封装置有无损坏。

(2)测量

用塞尺测量各配合件的间隙并与标准比较，以确定舵系的技术状态。

a)测量舵杆与上舵承、舵轴与铁梨木舵承的配合间隙；

b)测量舵销轴与舵销承的间隙；

c)测量舵叶舵钮与尾柱舵钮的平面间隙。

2)舵杆的检修

舵杆是舵系的重要零件。转舵时，借助来自舵机的扭矩带动舵叶转动。由于舵杆在航行时承受巨大扭矩和弯矩作用以及偶然的外力作用，舵杆与舵承有相对运动，承受摩擦磨损。舵杆结构形式如图9-39所示。

(1)检测

a)舵杆的磨损检测:测量工作轴颈的直径和计算其圆度、圆柱度误差，并与标准比较；

b)舵杆表面腐蚀、裂纹检测，采用渗透探伤、磁粉探伤或超声波探伤检测舵杆表面和

内部缺陷情况；

c)舵杆弯曲变形检测。

(2)舵杆修理

a)舵杆过度磨损可采用堆焊金属，光车后继续使用。

b)锈蚀面积超过总面积的25%时应进行光车、焊补或堆焊修复。轴颈光车后直径减

小值不得超过公称直径的10%，个别残留痕迹深度不得超过0.5mm。

c)舵杆裂纹修理。舵杆上有2～3条细小纵向裂纹时，可用手工修理；纵向裂纹长度

不超过1/4公称直径，数量不超过3条且不在同一母线上，裂纹深度不超过5%公

称直径时，可进行焊补修理。舵杆上不允许有横向裂纹。

d)舵杆弯曲变形时，直线度不大于2mm/m允许冷校直；大于2mm/m进行热校直，

加热温度不超过650ºC。

3)舵承的检修

(1)舵承的检修上舵承大多为滚动轴承，当轴承发生锈蚀、剥蚀、护圈破裂、滚珠(滚柱)严重磨损或破碎、转动不灵活时，均应予以换新。

(2)其他滑动轴承检修白合金或铁梨木滑动轴承磨损严重时，分别采用重浇白合金或更换铁梨木进行修理。

三、舵系校中

新造船舶安装舵系前应首先确定舵系中心线，通常舵系中心线与轴系理论中心线同时进行确定。在拉好轴系理论中心线和舵系中心线后，按校中技术要求进行校中测量和安装舵系。

营运船舶由于海损事故或其他原因造成舵系失中时，应检查舵系中心线的状态。与新造船舶一样，是采用拉线法进行校中测量。

以上舵承和舵底承孔中心为基准钢丝线，一般拉线用钢丝线直径不大于0.8mm，如图9-40所示。

1．舵系校中技术要求

1)固定件校中技术要求

(l)舵系固定件中心线与船舶基线垂直，垂直度偏差不大于l mm/m。

(2)新造或营运的单桨单舵船舶，舵系中心线与轴系中心线相交，如图9-41所示，其位置度偏差δ不得超过以下公式的计算值δ计：

δ=

计

式中：L——船长，m。

(3)固定件各舵承孔中心线同轴度允许偏差不大于舵承安装间隙的0.7倍。

(4)恢复性修理的双桨双舵船舶的两条舵系中心线的前后定位偏差、相互位置偏差均不得大于5～10mm；舵系中心线与轴系中心线位置度偏差δ要求同上，且两舵的δ不允许在同侧。

2)舵系运动件校中技术要求

校中前，在车间将舵杆与舵叶组装在一起，以便校准舵杆中心线与舵叶轴承孔中心线同轴。通过刮研法兰平面、铰削紧配螺栓孔等以使相对位置固定。

(l)采用组装拉线校中时，舵系运动件法兰连接螺栓中至少应有4个紧配螺栓，法兰结合面应紧贴；

(2)舵叶轴承孔与舵杆轴颈同轴度偏差不得大于舵承安装间隙的0.7倍。

2．舵系校中

1）舵系固定件同轴度检验

拉出舵系固定件中心线的钢丝线后，测量各舵承孔至钢丝线前、后、左、右的距离，以确定轴承孔与舵系中心线的偏差度，即各舵承孔的同轴度偏差。

当偏差过大时，可以偏心镗削舵承孔衬套，或用胶粘剂使舵承衬套在舵承孔内偏心固定。镗削后舵承衬套最小厚度应不小于新制衬套厚度的75%，并应可靠固定，防止衬套转动。

2)舵系运动件同轴度检验