舵设备

第三章舵设备第一节舵设备的作用及其组成1、作用：船舶在航行中保持和改变航向、旋回运动的工具。2、组成：（1）舵装置（2）转舵装置、（3）舵机、（4）操舵装置的控制装置。•3、舵力分析•右舵，左侧流速加快，右侧的流速减慢，产生压力差P，加上摩擦阻力r,,得出舵力R。舵力的大小与舵角、舵叶面积、舵速、和舵断面积形状等•因素有关。第二节舵力转船力矩及极限舵角船产生转头的力就是舵力。根据乔塞尔普通舵实验时P的近似公式分析舵力、舵力矩与哪些因素有关。对于海船来说，35度为极限舵角。第三节舵的类型和结构•一、舵的类型•1、.按舵杆的轴线位置分类（舵叶S）•1）不平衡舵2）平衡舵3）半平衡舵•2、按舵叶的支承情况分类•1）双支承舵2）多支承舵•3）悬挂舵4）半悬挂舵半平衡舵不平衡舵三支点平衡舵穿心舵轴平衡舵半悬挂舵悬挂舵多支承舵双支承舵3、按舵叶的剖面形状分类1）平板舵2）流线型舵优点：水动力性能好，舵的升力系数高，阻力系数低，即舵效高。4、特种舵可减少舵叶两端的绕流损失，进一步改善舵的流体的动力性能1、舵叶水平和垂直隔板按线形构成骨架,进行灌水和冲气的密性试验.各应该能保持15分钟以上。合格后，灌上沥青防内部锈蚀，为此，在舵叶上下部开有小孔，配有黄铜制成的栓塞。•二、舵的结构2、舵杆舵叶转动的轴，并用以承受和传递作用在舵叶上的力及舵给予转舵装置的力。下部与舵叶连接，上部与转舵装置连接。上下舵杆用法兰接头连接(a)垂直嵌接(b)水平法兰（c〕垂直法兰舵装置示意图：1、电动舵机2、舵扇3、上舵承4、舵杆5、舵杆套筒6、下舵承3、舵承是用来支持舵杆、支承舵的重量及保证船体水密的设备。按其位置可分上舵承和下舵承两种。上舵承装在舵机甲板上。下舵承装在舵杆筒口或舵杆筒内。第四节操舵装置一般多设于尾尖舱平台甲板上，分为主操舵装置和辅助操舵装置。主操舵装置指在正常情况下使舵产生动作所必须的机械、转舵机构、舵机装置动力设备及其附属设备和向舵杆施加转矩的部件（如舵柄及舵扇）。辅助操舵装置指在主操舵装置失效时，为驾驶船舶所必须的设备。一、电动操舵装置。由电动机、传动齿轮、舵扇和舵柄等组成特点：结构简单，操作简便，工作可靠，适用于中小型船舶。二、液压操舵装置由电动机、油泵、管路、转舵机械等组成。特点是具有转动平稳、无噪音、操作方便、易于遥控、能实现无级调速，比电动操舵装置具有较高的可靠性。可分为往复式液压舵机和转叶式液压舵机三、辅助操舵装置共用舵柄和舵扇四、舵角限位器航行中船舶使用的最大舵角，流线型舵为32度，平板舵为35度。舵角限位器设在舵叶上或下舵杆与舵柱的上部。•1、对一艘船舶应满足•如果设置一个主操舵装置和一个辅助操舵装置，对主辅操舵装置的布置，应满足当它们中的一个失效时应不致使另一个失效。•2、主操舵装置和舵杆应能满足•1）具有足够的强度并能在最大营运前进航速时进行操舵，使舵自任一舷的35度转至另一舷的30度所需的时间不超过28秒。•2）为了满足上款的要求，当舵柄处的舵杆直径（不包括航行冰区的加强）大于120毫米时，该操舵装置应为动力操作。•3）设计成船舶最大后退速度（指船舶的最大航海吃水情况下用设计的最大后退功率估计能达到的速度）时不致损坏。但这一设计要求不需要在试航中的最大后退速度和最大舵角进行验证。五、.操舵装置的基本要求•1）具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船舶，•并能在紧急时迅速投入工作。•2）能在最大营运前进航速的一半但不小于7节时进行•操舵，使舵自任一舷的15度转至另一舷的15度，且•所需的时间不超过60秒。•3）为了满足上款的要求，在任何情况下，当舵柄处的•舵杆直径（不包括航行冰区的加强）大于230毫米•时，该操舵装置应为动力操作。•4）人力操舵装置只有当其操作力在正常情况下不超过•160N时方允许装船使用。•4、主、辅操舵装置动力设备的布置应能满足•1）当动力源发生故障失效后又恢复输送时，能自动再•启动。3、辅助操舵装置应能满足•3）任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应•在驾驶室发出声、光警报。•4）如主操舵装置具有两台或几台相同的动力设备，则•在下列条件下可不设辅助操舵装置：•（1）对于客船，当任一台动力设备不工作时，主操舵•装置仍能按上21）的规定进行操舵。•（2）对于货船，当所有动力设备都工作时，主操舵•装置仍能按上21）的规定进行操舵。•（3）主操舵装置应布置成当其管系或一台动力设备发•生单项故障时，此缺陷能被隔离，使操舵能力能•够保持或迅速恢复。2）能在驾驶室使其投入工作第五节操舵装置的控制系统•是指用以将舵令由驾驶室传至舵机装置动力设备之间的一系列设备。•一、液压控制系统•二、电力控制系统（海船上普遍使用）•1、随动操舵系统（有舵角反馈发送器）•三、应急操舵（3个月一次）•四、操舵控制系统的要求2、手柄控制系统（没有舵角反馈发送器）•1）对主操舵装置，应在驾驶室和舵机室两处都设有控•制器。•2）对主操舵装置是由两台或几台相同的动力设备组成•不设辅助操舵装置时，应设置两个独立的控制系统，•且每个系统均应能在驾驶室控制。•3）对于辅助操舵装置应在舵机室进行控制。若辅助操•舵装置是用动力操纵的，则也应能在驾驶室进行控•制，并应独立于主操舵装置的控制系统。•4）能从驾驶室操作的主、辅操舵装置的控制系统应符•合下列要求。•（1）在舵机室应设有能将驾驶室操作的控制系统与其•所服务的操舵装置脱开的设施。•（2）此控制系统应能在驾驶室某一位置被投入操作。1、操舵装置控制系统的布置•6）驾驶室与舵机室之间应备用通信设施。•7）舵角位置应在驾驶室及舵机室显示。舵角•指示应与操舵装置控制系统独立。•8）驾驶室和舵机室应固定展示带有原理框图•的适当操作说明。此说明表明操舵装置控•制系统和动力转舵系统的转换程序。5）当控制系统的电源供应发生故障后，应能在驾驶室发出能视听的报警。第六节自动舵•优点：自动纠正偏航角，减轻人员的劳动强度，航向精度高，提高航速，减少燃料消耗，缩短航程。•一、自动舵的基本工作原理•二、自动舵的种类•1、按船舶偏航角来操舵的自动舵•2、按船舶偏航角和偏航角速度来操舵•的自动舵。克服船舶惯性。3、按偏航角、偏航角速度、及偏航角积分来操舵的自动舵。克服了因风流或螺旋桨不对称等原因产生的恒值干扰。•1、灵敏度调节(天气调节)(航摆角调节)•良好海况下，灵敏度调高些，偏舵角可用得小。•2、舵角调节(比例调节)•海况恶劣，空载，舵叶浸水面积小应选高档。•3、反舵角调节•大船、重载、旋回半径大时微分调大，反之，调小•海况恶劣，微分作用要调小或调至0。•4、压舵调节•用一个固定信号使舵叶偏转一个固定角度，以抵销•单侧偏航的作用。•5、航向改变调节•6、零位修正调节•用来修正自动舵中航向指示刻度盘与陀螺罗经的同•步误差。二、自动舵的调节•四、自动舵的使用操•作程序•1、随动操舵•2、自动操舵•3、应急操舵•能适应船舶运动特性和海况的变化，自动确定各项系数，得到最佳控制，减少操舵次数，减小舵角等•第八节航迹舵•与GPS、雷达、罗经、计程仪等相连•使用航迹舵的注意事项•1、不能使用自动舵的地方，也不要使用航迹舵。第七节自适应自动舵•3、确认定位仪所给出的船位，如不可靠应立即•转为其它的操作。•4、在利用航迹舵自动转向时，驾驶员必须对周•围的海域船位与所采用的航迹带的宽度、对转•向前后的海面状况均了解清楚（包括对转向后•的转向点的确认）。只有在确认安全的情况下，•才指令航迹舵自动转向。若在转向点附近有•岛屿或浅滩时，一定要借助于雷达和物标定位•来确认,保持安全的正横距离,才可以自动转向,•否则不要用自动转向。2、进行操船避让时，应中止使用航迹舵重新启动航迹舵时，需要谨慎。•6、当在自动校正风流压影响及航向修正•量过大（例如大于10度）时，应同时•发出报警指示。•第九节操舵要领及注意事项•一、操舵要领•1、操舵要求5、航迹带宽度应根据航行区域与海况确定。•3、按航向操舵•4、压舵•5、不用急舵•6、按导标操舵•二、操舵注意事项•1、操舵时要有高度的工作责任感。注•意力集中，时刻注意罗经航向，始•终保持船舶驾驶在指定航向上。2、掌握罗经基线与船舶航行方向的关系。•空载和满载、强风与急流、浅水与波•浪、顶流与顺流、快车与慢车等情况•下舵来得快与慢，偏转惯性大与小。•4、熟悉本船操舵装置的转换开关，能•迅速转换各种操舵方式。2、严格遵照舵令操舵，未得到舵令不得任意改变航向。驾驶人员与操舵人员要密切配合，有疑问及时互相提醒，以防发错或听错舵令乃至操错舵角。还必须及时复述和报告执行情况。3、努力掌握本船的舵性，如左舵与右舵，•第十节舵设备的检查保养与试验•一、检查保养•1、日常检查保养•1）平时：平时舵机间不准放置杂物，•应保持清洁干燥，切忌电机受潮；•卸货后利用干舷高的条件查看舵叶5、注意随动舵与应急舵的不同。前者是有舵角反馈，后者没有，操舵方法是不一样的。•舵杆和连接法兰的情况。经过大风浪或冰区航行、•搁浅或其它海事后更要仔细查看，特别要注意法兰•上水泥包是否完好。对其各个部位要经常保持清洁，•有锈要除锈涂漆，活动部分要加油润滑。•2）开航前：每次开航前，驾驶员应会同轮机长和电机•员对操舵装置的工作情况进行校核。轮机部要先做•好对舵的准备，启动舵机，使油泵工作。驾驶部要•派人检查舵叶周围有无障碍物，核对主罗经与分罗•经误差和舵轮与舵角指示器的一致性，然后会同进•行检查和对舵。•（1）检查内容•操舵装置的完好和现场有无杂物；驾驶台和舵机间•通信是否良好；舵角指示器读数的准确性。启动每•部操舵装置，分别进行各种角度的对舵。•（2）对舵方法：•驾驶员用电话或无线电话与舵机室取得联系。让•操舵人员在驾驶室扳动舵轮或手柄，先使舵角指•示器的指针指零度，看舵机室的舵角是不是正舵，•再慢慢将舵轮往左（右）转到满舵后，校对舵轮•座上的舵角指示器与船尾舵杆上的指示刻度是否•一致，接着用同样的方法向右（左）满舵进行一•次，再快速活舵一次，然后操舵人员听令，分别•连续作左（右）5度、15度、25度、35度操舵和•回舵，最后进行从一舷满舵到另一舷满舵、回舵•的试验，以判断遥控机构、追随机构、工作系统•和舵角指示器的可靠性、准确性、运转速度及平•稳性。舵角指示器在最大舵角时的指示误差，机•械的应不超过正负2度，电动的应不超过正负1度，•正舵位置应无误差。••3）航行中•值班驾驶员应经常经常油压、电源和操舵情况是否正常，切忌跑舵。遇大风浪时，应检查舵机间可移动物体是否绑扎好。使用自动舵时，每个班次最少都要进行自动操舵和随动操舵的转换，以观察转换指针是否灵活可靠，工作是否正常。另外，在不影响航行安全的情况下，还要对应急舵进行定期的试操。•4）停靠后•关闭电源或打开油压操舵器的旁通阀，防止无关人员随便扳动舵轮及操舵仪上的各种开关旋钮，并将舵机阀上锁。•2、定期检查保养•每3个月应对舵进行一次全面的检查和保养。•1）查看舵杆、舵叶各部分磨损及损坏情况，做好记录。舵杆一般在下舵承处的轴颈应大于非工作部分的轴颈，否则应进行修理或换新。•2）检查电操舵装置的绝缘和触点情况，用不带毛头的细布清洁，做好记录。液压式舵角要检查泄漏情况及油的质量，以及时修复并充液。•每6个月检查备用操舵装置的活络部分，加以润滑，除锈涂油，并做转换操舵试验，保证其性能良好。液压操舵系统每年或检修后应将整个系统彻底清洗一次，清除锈垢等，以免影响效用。结合坞内检验时，将舵轴或舵销及舵承的磨损及腐蚀情况，测量舵承间隙及舵的下沉量，检查舵杆、舵轴法兰盘及其连接螺栓与螺母，检查舵销螺母的止动装置。•对舵叶进行外部检验，检查舵叶损坏腐蚀和裂缝，必要时对舵叶进行测厚检查，对舵叶水密性有怀疑时或修理后，应进行冲气或水密性试验。•二、试验•舵设备安装或修理后，一般要经下列试验•1、系泊试验•1）设备的可靠性：对于电动或电动液压舵机，舵机的•每套电动机组至少连续进行半小时的操舵试验。•2）主操舵装置的强度：主操舵装置应具有足够能力足•以在最大营运航速前进时进