第11章船舶舵系的修理及安装重点

1船舶机械修理工艺学第11章船舶舵系的修理及安装丁彰雄武汉理工大学能源与动力工程学院

2013.72024/9/82第11章船舶舵系的修理及安装重点：舵系的结构，舵杆修复方案的确定，舵的装配与安装。。难点：舵系校中。§11-1舵的结构形式

舵的类型很多，按其结构可分为三支点舵、两支点舵等。1.三支点舵图11.1所示为典型的三支点舵。它由上舵杆1和舵叶19两部分组成，并被支承在上、中、下3个舵承上。另一种形式的舵如图11.2所示，舵叶以其内部设置的两个轴承支承在舵柱上。其结构虽与前述的有所不同，但亦可归入三支点舵一类。2024/9/83图11.1三支点舵1-上舵杆;2-舵柄;3-压盖;4-承压环;5-套环承;6-滚动轴承;7-上舵承体；8-垫板;9-垫片;10-上舵承座;11-中舵杆;12-中舵承体;13-中舵承衬套;14-密封圈;15-压盖;16销轴;17-下舵承衬套;18-盖板;19-舵叶2024/9/8

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图11.2穿心舵轴1-舵柄;2-压紧环;3-套环;4-承压环;5-压盖;6-滚动轴承;7、15-压板;8-上舵承体;9-垫片;10-衬环;11-密封圈;12-衬套;13-上舵杆;14-舵柱；16-外衬套;17-铁梨木;18-内衬套;19-舵叶;20-上摩擦片;21-下摩擦片;22-舵轴衬套;23-垫圈;24-止动板;25-舵斗;26-下封板2024/9/852.两支点舵（悬挂舵）图11.3所示为两支点舵的典型结构。它由舵杆15和舵叶1两部分组成，并被支承在上、下2个舵承上。3.多支点舵图11.4所示为舵承多于三个的多舵销舵。它由舵杆、舵叶、舵销等部分组成。舵除了支承在上、下舵承上外，舵叶上的舵纽还通过舵销支承在尾柱的舵承上。2024/9/86图11.3悬挂舵1-舵叶;2-舵柄;3-档圈;4-上压盖;5-套环;6-承压环;7-滚动轴承;8-挡油圈;9-上舵承体;10-下压盖;11-填料;12-垫片;13-上舵承座;14-衬套;15-舵杆;16-下舵承钢套;17-衬套;18-下舵承体;19-键;20-垫圈;21-止退垫圈2024/9/87图11.4多舵销舵1-舵柄;2-档圈;3-两半式承压环;4-上舵承座;5-垫片;6-上舵杆;7-舵叶;8-上舵销;9-衬套;10-中间舵销;11-舵纽；12-盖板；13-下舵销;14-舵托2024/9/8811.2舵系的修理一、

舵系故障1.舵沉重，转舵不灵敏，转满舵需较长时间。原因：舵叶进水使转舵负荷增加；舵杆弯曲或扭曲变形，使各舵承受负荷不均，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。原因：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，转舵沉重并产生敲击。3.转舵不准确，舵角不正，正舵时舵角不在零位。原因：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时，转舵也不准确。2024/9/894.操舵轻松，航向失控。原因：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。原因：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。2024/9/810二、舵系维修1．拆卸前的检查1)外观检查(1)自船尾部向船头目测舵角指在零位时舵叶是否居中；(2)观察舵叶和舵杆有无弯曲、扭转变形；(3)对于小船，可用手转动舵叶检验其灵活性；(4)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。(1)测量舵杆与上舵承、舵轴与铁梨木舵承的配合间隙；(2)测量舵销轴与舵销承的间隙；(3)测量舵叶舵钮与艉柱舵钮的平面间隙。2024/9/8112．舵杆的检修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11.5所示：

图11.5舵杆的结构形式2024/9/8121)检测(1)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；(2)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；(2)舵杆弯曲变形检测。2)舵杆修理(1)舵杆过度磨损可采用堆焊及热喷涂等技术修复。(2)锈蚀面积超过总面积的25％时应进行光车、焊补、热喷涂或堆焊修复。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。

(3)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。(4)舵杆弯曲变形时，直线度不大于2mm／m允许冷校直；大干2mm／m进行热校直，加热温度不超过650℃。2024/9/8133．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，均应于以换新。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。2024/9/81411.3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时．应检查舵系中心线的状态。与新造船舶—样，也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拉钢丝线，一般拉线用钢丝线直径不大干0.8mm，如图11.6所示。2024/9/815（a）穿心舵轴平衡舵舵系中心线1-上定心板;2-上舵承;3-下舵承;4-舵系中心线;

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线1-上定心支架;2-上舵承;3-舵系中心线;4-艉柱舵钮；5-下定心支架图11.6拉舵系固定件中心线的钢丝线2024/9/8161.舵系校中技术要求1）固定件校中技术(1)舵系固定件中心线与船舶基线垂直垂直度偏差不大于1mm／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11.7所示．其位置度偏差

不得超过以下公式的计算值:(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。图11.7舵系中心线与轴系中心线的相互位置2024/9/8172）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。（1）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须同轴度偏差不得大于舵承安装间隙的0.7倍。2024/9/8182.舵系校中检验（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值的75％，并应可靠固定，防止衬套转动。（2）舵系运动件同轴度检验舵杆与舵叶在车间平台组装后将其平放于平台支承上．先调整舵杆使与平台平行，用划针测量舵杆中心距平台的高度和用划针测量舵叶轴承孔中心至平台高度。二者相差值，即同轴度偏差应符合规定。将舵杆与舵叶一起绕舵杆轴线转90°,重复测量，两次测量之差应小于0.5mm。偏差过大时，可研磨舵杆与舵叶连接法兰平面予以纠正。（3）舵系中心线与轴承中心线位置度检验测量舵系中心线与轴系中心线之间的距离δ，并与计算值比较。2024/9/81911.4普通三支点舵的装配与安装1.上舵承座的安装1）根舵线初步确定上舵承的位置。2）检查其上平面与舵线的垂直度，如图11.8所示。3）测量轴系轴线至上舵承座上平面的距离，该距离数值大于规定数值的部分应从上舵承座下部割去。4）将已割准高度的上舵承座重新找正位置，点焊固定，复验无误后，将上舵承座焊牢在舵机甲板上。

5）当焊缝冷却之后，根据舵线划上舵承座内孔的加工圆和检验圆线。图11.8上舵承座定位示意图

1-上舵承座;2-舵线（钢丝线）;

3-角尺;4-直尺2024/9/8202.舵承孔加工及“不镗孔”工艺1）舵承孔一般都是用镗排加工的，其镗排结构和镗孔工艺与轴毂孔加工时相类同。2）当上、中、下舵承孔和有关端面都加工好以后，再拉舵线,检查三者的同轴度误差以及实际舵线与轴系中线的不相交性和角度关系。3）采用所谓“不镗孔”工艺是将舵承孔预先在车间按成品尺寸加工好。然后依舵线将舵承毂焊在规定位置上。4）舵承孔加工后，就可以将铜套装入。铜套外径是根据舵承孔的实际尺寸配制的。5）采用“不镗孔”工艺后，上、中、下三舵承孔的同轴度，有时可能达不到要求，这时可用舵承铜套偏心的办法，或在舵与舵杆都安装后，用环氧树脂粘结剂注入铜套与舵承毂孔之间，最后确定铜套在舵承毂孔内的位置。2024/9/8213.上舵杆与舵叶的组装目的：校准上舵杆轴线与舵叶销轴轴线的同轴度、刮磨法兰连接平面、铰紧配螺栓孔以及进行键的研配，使校准后的位置固定下来。校准工作一般是在平台上进行，如舵杆、舵叶的长度较长，亦可用拉线法（不在平台上）进行。1）上舵杆与舵叶的连接法兰端面预先用平板刮磨，使色点分布均匀，要求每25x25mm2面积上有1～2个色点。2）连接法兰端面刮配后，结合面周长的85%以上应插不进0.05mm的塞尺，其余的部位用0.05mm塞尺插入的深度应小于外缘至螺孔边缘