第11章船舶舵系的修理及安裝重點(diǎn)

1船舶機(jī)械修理工藝學(xué)第11章船舶舵系的修理及安裝丁彰雄武漢理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院

2013.72024/9/82第11章船舶舵系的修理及安裝重點(diǎn)：舵系的結(jié)構(gòu)，舵桿修復(fù)方案的確定，舵的裝配與安裝。。難點(diǎn)：舵系校中?！?1-1舵的結(jié)構(gòu)形式

舵的類型很多，按其結(jié)構(gòu)可分為三支點(diǎn)舵、兩支點(diǎn)舵等。1.三支點(diǎn)舵圖11.1所示為典型的三支點(diǎn)舵。它由上舵桿1和舵葉19兩部分組成，并被支承在上、中、下3個(gè)舵承上。另一種形式的舵如圖11.2所示，舵葉以其內(nèi)部設(shè)置的兩個(gè)軸承支承在舵柱上。其結(jié)構(gòu)雖與前述的有所不同，但亦可歸入三支點(diǎn)舵一類。2024/9/83圖11.1三支點(diǎn)舵1-上舵桿;2-舵柄;3-壓蓋;4-承壓環(huán);5-套環(huán)承;6-滾動(dòng)軸承;7-上舵承體；8-墊板;9-墊片;10-上舵承座;11-中舵桿;12-中舵承體;13-中舵承襯套;14-密封圈;15-壓蓋;16銷軸;17-下舵承襯套;18-蓋板;19-舵葉2024/9/8

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圖11.2穿心舵軸1-舵柄;2-壓緊環(huán);3-套環(huán);4-承壓環(huán);5-壓蓋;6-滾動(dòng)軸承;7、15-壓板;8-上舵承體;9-墊片;10-襯環(huán);11-密封圈;12-襯套;13-上舵桿;14-舵柱；16-外襯套;17-鐵梨木;18-內(nèi)襯套;19-舵葉;20-上摩擦片;21-下摩擦片;22-舵軸襯套;23-墊圈;24-止動(dòng)板;25-舵斗;26-下封板2024/9/852.兩支點(diǎn)舵（懸掛舵）圖11.3所示為兩支點(diǎn)舵的典型結(jié)構(gòu)。它由舵桿15和舵葉1兩部分組成，并被支承在上、下2個(gè)舵承上。3.多支點(diǎn)舵圖11.4所示為舵承多于三個(gè)的多舵銷舵。它由舵桿、舵葉、舵銷等部分組成。舵除了支承在上、下舵承上外，舵葉上的舵紐還通過(guò)舵銷支承在尾柱的舵承上。2024/9/86圖11.3懸掛舵1-舵葉;2-舵柄;3-檔圈;4-上壓蓋;5-套環(huán);6-承壓環(huán);7-滾動(dòng)軸承;8-擋油圈;9-上舵承體;10-下壓蓋;11-填料;12-墊片;13-上舵承座;14-襯套;15-舵桿;16-下舵承鋼套;17-襯套;18-下舵承體;19-鍵;20-墊圈;21-止退墊圈2024/9/87圖11.4多舵銷舵1-舵柄;2-檔圈;3-兩半式承壓環(huán);4-上舵承座;5-墊片;6-上舵桿;7-舵葉;8-上舵銷;9-襯套;10-中間舵銷;11-舵紐；12-蓋板；13-下舵銷;14-舵托2024/9/8811.2舵系的修理一、

舵系故障1.舵沉重，轉(zhuǎn)舵不靈敏，轉(zhuǎn)滿舵需較長(zhǎng)時(shí)間。原因：舵葉進(jìn)水使轉(zhuǎn)舵負(fù)荷增加；舵桿彎曲或扭曲變形，使各舵承受負(fù)荷不均，摩擦力增加；舵承損壞；舵系安裝不正使某些配合件單面卡緊等原因造成。2.轉(zhuǎn)舵時(shí)聲音異常，有嚴(yán)重的撞擊現(xiàn)象。原因：主要是舵承與舵桿、舵軸、舵銷等的配合間隙過(guò)大、轉(zhuǎn)舵時(shí)舵葉忽左忽右產(chǎn)生撞擊，或上舵承滾珠碎裂、護(hù)圈松動(dòng)，轉(zhuǎn)舵沉重并產(chǎn)生敲擊。3.轉(zhuǎn)舵不準(zhǔn)確，舵角不正，正舵時(shí)舵角不在零位。原因：舵桿扭曲變形，舵葉方向隨之變化；安裝舵時(shí)舵角沒對(duì)準(zhǔn)零位。當(dāng)舵角指示器發(fā)生故障時(shí)，轉(zhuǎn)舵也不準(zhǔn)確。2024/9/894.操舵輕松，航向失控。原因：可能是發(fā)生舵桿折斷，或舵桿與舵葉法蘭連接螺栓脫落造成舵葉丟失等導(dǎo)致。5.舵系振動(dòng)。原因：主要由于舵系安裝不正；舵承間隙過(guò)大；舵系安裝部位的船體剛度、強(qiáng)度不足，上舵承座強(qiáng)度差等造成。此外，還可能產(chǎn)生舵系密封裝置損壞，造成海水漏入舵機(jī)房的事故。2024/9/810二、舵系維修1．拆卸前的檢查1)外觀檢查(1)自船尾部向船頭目測(cè)舵角指在零位時(shí)舵葉是否居中；(2)觀察舵葉和舵桿有無(wú)彎曲、扭轉(zhuǎn)變形；(3)對(duì)于小船，可用手轉(zhuǎn)動(dòng)舵葉檢驗(yàn)其靈活性；(4)檢查密封裝置有無(wú)損壞。2)測(cè)量用塞尺測(cè)量各配合件的間隙并與標(biāo)準(zhǔn)比較，以確定舵系的技術(shù)狀態(tài)。(1)測(cè)量舵桿與上舵承、舵軸與鐵梨木舵承的配合間隙；(2)測(cè)量舵銷軸與舵銷承的間隙；(3)測(cè)量舵葉舵鈕與艉柱舵鈕的平面間隙。2024/9/8112．舵桿的檢修由于舵桿在航行時(shí)承受巨大扭矩和彎矩作用以及偶然的外力作用，舵桿與舵承有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，承受摩擦磨損。舵桿結(jié)構(gòu)形式如圖11.5所示：

圖11.5舵桿的結(jié)構(gòu)形式2024/9/8121)檢測(cè)(1)舵桿的磨損檢測(cè)：測(cè)量工作軸頸的直徑和計(jì)算其圓度、圓柱度誤差，并與標(biāo)準(zhǔn)比較；(2)舵桿表面腐蝕、裂紋檢測(cè)：采用滲透探傷、磁粉探傷或超聲波探傷檢測(cè)舵桿表面和內(nèi)部缺陷情況；(2)舵桿彎曲變形檢測(cè)。2)舵桿修理(1)舵桿過(guò)度磨損可采用堆焊及熱噴涂等技術(shù)修復(fù)。(2)銹蝕面積超過(guò)總面積的25％時(shí)應(yīng)進(jìn)行光車、焊補(bǔ)、熱噴涂或堆焊修復(fù)。軸頸光車后直徑減小值不得超過(guò)公稱直徑的10％，個(gè)別殘留痕跡深度不得超過(guò)0.5mm。

(3)舵桿裂紋修理。舵桿上有2~3條細(xì)小縱向裂紋時(shí)，可用手工修理；縱向裂紋長(zhǎng)度不超過(guò)1／4公稱直徑，數(shù)量不超過(guò)3條且不在同一母線上，裂紋深度不超過(guò)5％公稱直徑時(shí)，可進(jìn)行焊補(bǔ)修理，舵桿上不允許有橫向裂紋。(4)舵桿彎曲變形時(shí)，直線度不大于2mm／m允許冷校直；大干2mm／m進(jìn)行熱校直，加熱溫度不超過(guò)650℃。2024/9/8133．舵承的檢修1)舵承的檢修。上舵承大多為滾動(dòng)軸承，當(dāng)軸承發(fā)生銹蝕、剝蝕、護(hù)圈破裂、滾珠(滾柱)嚴(yán)重磨損或破碎、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活時(shí)，均應(yīng)于以換新。2)其他滑動(dòng)軸承檢修，白合金或鐵梨木滑動(dòng)軸承磨損嚴(yán)重時(shí)，分別采用重澆白合金或更換鐵梨木進(jìn)行修理。2024/9/81411.3舵系校中新造船舶安裝舵系前應(yīng)首先確定舵系中心線，通常舵系中心線與軸系理論中心線同時(shí)進(jìn)行確定。在拉好軸系理論中心線和舵系中心線后，按校中技術(shù)要求進(jìn)行校中測(cè)量和安裝舵系。營(yíng)運(yùn)船舶由于海損事故或其他原因造成舵系失時(shí)．應(yīng)檢查舵系中心線的狀態(tài)。與新造船舶—樣，也是采用拉線法進(jìn)行校中測(cè)量，以上舵承和舵底承孔中心為基準(zhǔn)拉鋼絲線，一般拉線用鋼絲線直徑不大干0.8mm，如圖11.6所示。2024/9/815（a）穿心舵軸平衡舵舵系中心線1-上定心板;2-上舵承;3-下舵承;4-舵系中心線;

5-艉柱底骨或舵斗;6-下定心板（b）多支承不平衡舵舵系中心線1-上定心支架;2-上舵承;3-舵系中心線;4-艉柱舵鈕；5-下定心支架圖11.6拉舵系固定件中心線的鋼絲線2024/9/8161.舵系校中技術(shù)要求1）固定件校中技術(shù)(1)舵系固定件中心線與船舶基線垂直垂直度偏差不大于1mm／m。(2)新造或營(yíng)運(yùn)的單槳單舵船舶舵系中心線與軸系中心線相交，如11.7所示．其位置度偏差

不得超過(guò)以下公式的計(jì)算值:(3)固定件各舵承孔中心線同軸度允許偏差不大于舵承安裝間隙的0.7倍。

(4)恢復(fù)性修理的雙槳雙舵船舶的兩條舵系中心線的前后定位偏差、相互位置偏差均不得大于5~10mm；舵系中心線與軸系中心線位置度偏差δ要求同上，且兩舵的δ不允許在同側(cè)。圖11.7舵系中心線與軸系中心線的相互位置2024/9/8172）舵系運(yùn)動(dòng)件校中技術(shù)要求

校中前，在車間將舵桿與舵葉組裝在一起，以便校準(zhǔn)舵桿中心線與舵葉軸承孔中心線同軸。通過(guò)刮研法蘭平面、鉸削緊配螺栓孔等以使相對(duì)位置固定。（1）采用組裝拉線校中時(shí)，舵系運(yùn)動(dòng)件法蘭連接螺栓中至少應(yīng)有4個(gè)緊配螺栓，法蘭結(jié)合面應(yīng)緊貼；（2）舵葉軸承孔與舵桿軸須同軸度偏差不得大于舵承安裝間隙的0.7倍。2024/9/8182.舵系校中檢驗(yàn)（1）舵系固定件同軸度檢驗(yàn)拉出舵系固定件中心線的鋼絲線后．測(cè)量各舵承孔至鋼絲線前、后、左、右的距離，以確定軸承孔與舵系中心線的偏差度，即各舵承孔的同軸度偏差。當(dāng)偏差過(guò)大時(shí)，可以偏心鏜削舵承孔襯套，或用膠粘劑使舵承襯套在舵承孔內(nèi)偏心固定。鏜削后舵承襯套最小厚度應(yīng)不小于新制襯套厚度值的75％，并應(yīng)可靠固定，防止襯套轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）舵系運(yùn)動(dòng)件同軸度檢驗(yàn)舵桿與舵葉在車間平臺(tái)組裝后將其平放于平臺(tái)支承上．先調(diào)整舵桿使與平臺(tái)平行，用劃針測(cè)量舵桿中心距平臺(tái)的高度和用劃針測(cè)量舵葉軸承孔中心至平臺(tái)高度。二者相差值，即同軸度偏差應(yīng)符合規(guī)定。將舵桿與舵葉一起繞舵桿軸線轉(zhuǎn)90°,重復(fù)測(cè)量，兩次測(cè)量之差應(yīng)小于0.5mm。偏差過(guò)大時(shí)，可研磨舵桿與舵葉連接法蘭平面予以糾正。（3）舵系中心線與軸承中心線位置度檢驗(yàn)測(cè)量舵系中心線與軸系中心線之間的距離δ，并與計(jì)算值比較。2024/9/81911.4普通三支點(diǎn)舵的裝配與安裝1.上舵承座的安裝1）根舵線初步確定上舵承的位置。2）檢查其上平面與舵線的垂直度，如圖11.8所示。3）測(cè)量軸系軸線至上舵承座上平面的距離，該距離數(shù)值大于規(guī)定數(shù)值的部分應(yīng)從上舵承座下部割去。4）將已割準(zhǔn)高度的上舵承座重新找正位置，點(diǎn)焊固定，復(fù)驗(yàn)無(wú)誤后，將上舵承座焊牢在舵機(jī)甲板上。

5）當(dāng)焊縫冷卻之后，根據(jù)舵線劃上舵承座內(nèi)孔的加工圓和檢驗(yàn)圓線。圖11.8上舵承座定位示意圖

1-上舵承座;2-舵線（鋼絲線）;

3-角尺;4-直尺2024/9/8202.舵承孔加工及“不鏜孔”工藝1）舵承孔一般都是用鏜排加工的，其鏜排結(jié)構(gòu)和鏜孔工藝與軸轂孔加工時(shí)相類同。2）當(dāng)上、中、下舵承孔和有關(guān)端面都加工好以后，再拉舵線,檢查三者的同軸度誤差以及實(shí)際舵線與軸系中線的不相交性和角度關(guān)系。3）采用所謂“不鏜孔”工藝是將舵承孔預(yù)先在車間按成品尺寸加工好。然后依舵線將舵承轂焊在規(guī)定位置上。4）舵承孔加工后，就可以將銅套裝入。銅套外徑是根據(jù)舵承孔的實(shí)際尺寸配制的。5）采用“不鏜孔”工藝后，上、中、下三舵承孔的同軸度，有時(shí)可能達(dá)不到要求，這時(shí)可用舵承銅套偏心的辦法，或在舵與舵桿都安裝后，用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑注入銅套與舵承轂孔之間，最后確定銅套在舵承轂孔內(nèi)的位置。2024/9/8213.上舵桿與舵葉的組裝目的：校準(zhǔn)上舵桿軸線與舵葉銷軸軸線的同軸度、刮磨法蘭連接平面、鉸緊配螺栓孔以及進(jìn)行鍵的研配，使校準(zhǔn)后的位置固定下來(lái)。校準(zhǔn)工作一般是在平臺(tái)上進(jìn)行，如舵桿、舵葉的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，亦可用拉線法（不在平臺(tái)上）進(jìn)行。1）上舵桿與舵葉的連接法蘭端面預(yù)先用平板刮磨，使色點(diǎn)分布均勻，要求每25x25mm2面積上有1～2個(gè)色點(diǎn)。2）連接法蘭端面刮配后，結(jié)合面周長(zhǎng)的85%以上應(yīng)插不進(jìn)0.05mm的塞尺，其余的部位用0.05mm塞尺插入的深度應(yīng)小于外緣至螺孔邊緣