船舶結(jié)構(gòu)與設(shè)備_舵設(shè)備PPT課件

1、第五章 舵設(shè)備 第一節(jié) 舵設(shè)備的作用及其組成 第二節(jié) 舵的類(lèi)型和結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 操舵裝置 第四節(jié) 操舵裝置的控制系統(tǒng) 第五節(jié) 自動(dòng)舵、自適應(yīng)舵與自動(dòng)駕駛儀 第六節(jié) 操舵要領(lǐng)及注意事項(xiàng) 第七節(jié) 舵設(shè)備的檢查保養(yǎng)與試驗(yàn) 1、作用：船舶在航行中按駕駛?cè)藛T的意圖保持和改變航向、旋回 運(yùn)動(dòng)的工具。 2、組成： （1）舵裝置：舵葉、舵桿、舵承 （2）操舵裝置：舵機(jī)及轉(zhuǎn)舵裝置： （3）操舵裝置的控制裝置： （4）附屬裝置。 第一節(jié) 舵設(shè)備的作用及其組成 3、舵力分析 右舵，左側(cè)流速加快，右側(cè)的 流速減慢，產(chǎn)生壓力差P，加 上摩擦阻力r，其合力為舵力R。 結(jié)論：舵力的大小與舵角、舵 葉面積、舵速、舵斷面積形狀、

2、 船舶浮態(tài)及水深等因素有關(guān)。 對(duì)于海船來(lái)說(shuō)，3235度為極 限舵角。 半平衡舵 不平衡舵 三支點(diǎn)平衡舵 穿心舵軸平衡舵 半懸掛舵 懸掛舵 多支承舵 雙支承舵 第二節(jié) 舵的類(lèi)型和結(jié)構(gòu) 3、按舵葉的剖面形狀 分類(lèi) 1） 平板舵 2）流線(xiàn)型舵 優(yōu)點(diǎn)：水動(dòng)力性能好， 舵的升力系數(shù)高，阻力 系數(shù)低，即舵效高。 4、特種舵 可減少舵葉兩端的繞流損失，進(jìn)一步改善舵的流體 的動(dòng)力性能 二、舵的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 操作簡(jiǎn)便， 工作可靠， 適用于中 小型船舶。 一、電動(dòng)操舵裝置 往復(fù)式液壓舵機(jī) 滑式轉(zhuǎn)舵裝置 滾輪式轉(zhuǎn)舵裝置 擺缸式轉(zhuǎn)舵裝置 轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī) l二、液壓操舵裝置 五、舵角限位器 l四、輔助操舵裝置

3、 l 共用舵柄和舵扇 1、對(duì)一艘船舶應(yīng)滿(mǎn)足 如果設(shè)置一個(gè)主操舵裝置和一個(gè)輔助操舵裝置，對(duì)主輔操舵裝置 的布置，應(yīng)滿(mǎn)足當(dāng)它們中的一個(gè)失效時(shí)應(yīng)不致使另一個(gè)失效。 2、主操舵裝置和舵桿應(yīng)能滿(mǎn)足 1）具有足夠的強(qiáng)度并能在最大營(yíng)運(yùn)前進(jìn)航速時(shí)進(jìn)行操舵，使舵自 任一舷的35度轉(zhuǎn)至另一舷的30度所需的時(shí)間不超過(guò)28秒。 2）為了滿(mǎn)足上款的要求，當(dāng)舵柄處的舵桿直徑（不包括航行冰區(qū) 的加強(qiáng)）大于120毫米時(shí)，該操舵裝置應(yīng)為動(dòng)力操作。 3）設(shè)計(jì)成船舶最大后退速度（指船舶的最大航海吃水情況下用設(shè) 計(jì)的最大后退功率估計(jì)能達(dá)到的速度）時(shí)不致?lián)p壞。但這一設(shè)計(jì) 要求不需要在試航中的最大后退速度和最大舵角進(jìn)行驗(yàn)證。 六、.操舵

4、裝置的基本要求 1）具有足夠的強(qiáng)度和足以在可駕駛的航速下操縱船舶， 并能在緊急時(shí)迅速投入工作。 2）能在最大營(yíng)運(yùn)前進(jìn)航速的一半但不小于7節(jié)時(shí)進(jìn)行 操舵，使舵自任一舷的15度轉(zhuǎn)至另一舷的15度，且 所需的時(shí)間不超過(guò)60秒。 3）為了滿(mǎn)足上款的要求，在任何情況下，當(dāng)舵柄處的 舵桿直徑（不包括航行冰區(qū)的加強(qiáng)）大于230毫米 時(shí)，該操舵裝置應(yīng)為動(dòng)力操作。 4）人力操舵裝置只有當(dāng)其操作力在正常情況下不超過(guò) 160N時(shí)方允許裝船使用。 4、主、輔操舵裝置動(dòng)力設(shè)備的布置應(yīng)能滿(mǎn)足 1）當(dāng)動(dòng)力源發(fā)生故障失效后又恢復(fù)輸送時(shí)，能自動(dòng)再 啟動(dòng)。 3、輔助操舵裝置應(yīng)能滿(mǎn)足 3）任一臺(tái)操舵裝置動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)力源發(fā)生故障時(shí)，

5、應(yīng) 在駕駛室發(fā)出聲、光警報(bào)。 4）如主操舵裝置具有兩臺(tái)或幾臺(tái)相同的動(dòng)力設(shè)備，則 在下列條件下可不設(shè)輔助操舵裝置： （1）對(duì)于客船，當(dāng)任一臺(tái)動(dòng)力設(shè)備不工作時(shí)，主操舵 裝置仍能按上2 1）的規(guī)定進(jìn)行操舵。 （2）對(duì)于貨船，當(dāng)所有動(dòng)力設(shè)備都工作時(shí)，主操舵 裝置仍能按上2 1）的規(guī)定進(jìn)行操舵。 （3）主操舵裝置應(yīng)布置成當(dāng)其管系或一臺(tái)動(dòng)力設(shè)備發(fā) 生單項(xiàng)故障時(shí)，此缺陷能被隔離，使操舵能力能 夠保持或迅速恢復(fù)。 2）能在駕駛室使其投入工作 第四節(jié) 操舵裝置的控制系統(tǒng) 一、液壓控制系統(tǒng) 通過(guò)一組充滿(mǎn)甘油和水液體的連通器，將駕駛臺(tái)的操舵動(dòng)作傳到舵機(jī)室的受動(dòng)器。 液壓控制系統(tǒng)示意圖： 二、電力控制系統(tǒng)（海船上普遍

6、使用） 優(yōu)點(diǎn)：輕便靈敏，線(xiàn)路易于布置，對(duì)船體變形和溫度變化可不受影 響，工作可靠，維修方便，并有利于操舵自動(dòng)化。 1、 隨動(dòng)操舵系統(tǒng) （ 有舵角反饋發(fā)送器） 三、應(yīng)急操舵 （3個(gè)月一次） 2、手柄控制系統(tǒng) （沒(méi)有舵角反饋發(fā)送器，手柄或撳鈕直接 控制） 舵機(jī)間應(yīng)急操舵手柄 1）對(duì)主操舵裝置，應(yīng)在駕駛室和舵機(jī)室兩處都設(shè)有控制器。 2）對(duì)主操舵裝置是由兩臺(tái)或幾臺(tái)相同的動(dòng)力設(shè)備組成 不設(shè)輔助操舵 裝置時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，且每個(gè)系統(tǒng)均應(yīng)能在駕駛室控 制。 3）對(duì)于輔助操舵裝置應(yīng)在舵機(jī)室進(jìn)行控制。若輔助操 舵裝置是用動(dòng) 力操縱的，則也應(yīng)能在駕駛室進(jìn)行控 制，并應(yīng)獨(dú)立于主操舵裝置的控 制系統(tǒng)。 4

7、）能從駕駛室操作的主、輔操舵裝置的控制系統(tǒng)應(yīng)符 合下列要求。 1、操舵裝置控制系統(tǒng)的布置 l四、操舵控制系統(tǒng)的要求 6）駕駛室與舵機(jī)室之間應(yīng)備用通信設(shè)施。 7）舵角位置應(yīng)在駕駛室及舵機(jī)室顯示。舵角指示應(yīng)與操舵裝置控制 系統(tǒng)獨(dú)立。 8）駕駛室和舵機(jī)室應(yīng)固定展示帶有原理框圖的適當(dāng)操作說(shuō)明。此說(shuō) 明表明操舵裝置控制系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)舵系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換程序。 5） 當(dāng)控制系統(tǒng)的電源供應(yīng)發(fā)生故障后，應(yīng)能在駕駛室發(fā)出能視聽(tīng)的報(bào) 警。 （1）在舵機(jī)室應(yīng)設(shè)有能將駕駛室操作的控制系統(tǒng)與其 所服務(wù)的操舵裝 置脫開(kāi)的設(shè)施。 （2）此控制系統(tǒng)應(yīng)能在駕駛室某一位置被投入操。 第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)舵、自適應(yīng)舵與自動(dòng)駕駛自動(dòng)舵、自適應(yīng)舵

8、與自動(dòng)駕駛 儀儀 l優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)糾正偏航角，減輕人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，航向精 度高，提高航速，減少燃料消耗，縮短航程。 一、一般自動(dòng)舵： （一）自動(dòng)舵的基本工作原理 （二）自動(dòng)舵的種類(lèi) 1、按船舶偏航角來(lái)操舵的自動(dòng)舵 2、按船舶偏航角和偏航角速度來(lái)操舵的自動(dòng)舵。 克服船舶慣性。 3、按偏航角、偏航角速度、及偏航角積分來(lái)操 舵的自動(dòng)舵。 )( 21 dt d KK 1 K )(321dtK dt d KK （三）自動(dòng)舵的使用操作程序 1、隨動(dòng)操舵 2、自動(dòng)操舵 3、應(yīng)急操舵 1、靈敏度調(diào)節(jié) (天氣調(diào)節(jié)) (航擺角調(diào)節(jié)) 2、舵角調(diào)節(jié) (比例調(diào)節(jié)) 3、反舵角調(diào)節(jié) 4、壓舵調(diào)節(jié) 5、航向改變調(diào)節(jié) 6、零位

9、修正調(diào)節(jié) （三）自動(dòng)舵的調(diào)節(jié) 操舵調(diào)節(jié) 多功能操舵儀 能適應(yīng)船舶運(yùn)動(dòng)特性和海況的變化，自動(dòng)確定各項(xiàng)系數(shù)，得到最佳控制，減少操舵次數(shù)，減小舵角等。 組成: 1、一般自動(dòng)舵; 2、數(shù)學(xué)模型;計(jì)算、比較、鑒別 3、辨識(shí)裝置： 4、卡爾曼濾波器 5、最佳控制器：發(fā)出最佳舵令。 6、增益調(diào)節(jié)器 二、 自適應(yīng)自動(dòng)舵 三、 航跡舵 轉(zhuǎn)舵原理 航跡舵中的微處理機(jī)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析與處理，給出一連串的變化的指標(biāo)航向，而使船舶自動(dòng)航行 在規(guī)定的舷跡帶內(nèi)，并按指標(biāo)航向自動(dòng)轉(zhuǎn)向； 數(shù)據(jù)的獲得和處理 航跡使用注意事項(xiàng) 一、檢查保養(yǎng) 1、日常檢查保養(yǎng) 1）平時(shí) 2）開(kāi)航前 對(duì)舵方法 3）航行中 4）?？亢?l 第六

10、節(jié)第六節(jié) 舵設(shè)備的檢查保養(yǎng)與試驗(yàn)舵設(shè)備的檢查保養(yǎng)與試驗(yàn) 2、定期檢查保養(yǎng) 每3個(gè)月應(yīng)對(duì)舵進(jìn)行一次全面的檢查和保養(yǎng)。 1）查看舵桿、舵葉各部分磨損及損壞情況，做好記錄。 2）檢查電操舵裝置的絕緣和觸點(diǎn)情況，用不帶毛頭的細(xì)布清潔，做好 記錄。液壓式舵角要檢查泄漏情況及油的質(zhì)量，以及時(shí)修復(fù)并充液。 二、試驗(yàn) 1、系泊試驗(yàn) 2）主操舵裝置的強(qiáng)度 3）舵角極位限制器的正確性 4）轉(zhuǎn)舵周期 5）船舶主、輔操舵裝置的布置應(yīng)合理和實(shí)際可行 6）檢查舵制動(dòng)裝置的工作可靠性。 2、航行試驗(yàn) 系泊試驗(yàn)合格后才可進(jìn)行航行試驗(yàn)。其試驗(yàn)內(nèi)容如下： 1）全速前進(jìn)中轉(zhuǎn)舵周期是否符合規(guī)定（同系泊試） 2）舵角指示器的誤差不超過(guò)

11、規(guī)定。 3）記錄在全速后退時(shí)向兩舷轉(zhuǎn)舵的速度和工作可靠性。 4）主、輔操舵裝置間的轉(zhuǎn)換是否符合要求。 5）人力操舵的速度和工作的可靠性。 6）記錄自動(dòng)操作裝置靈敏度和航向超出允許偏差時(shí)自動(dòng)報(bào)警的可靠性。 7）舵制動(dòng)裝置的可靠性。 8）記錄“ Z”字試驗(yàn)中舵角、旋回角速度、航向變化等曲線(xiàn)。 9）主駕駛室和應(yīng)急駕駛室間通信聯(lián)絡(luò)的可靠性。 一、操舵要領(lǐng) 1、 操舵要求 2、掌握羅經(jīng)基線(xiàn)與船舶航行方向的關(guān)系。 3、按航向操舵 4、壓舵 5、不用急舵 6、按導(dǎo)標(biāo)操舵 二、操舵注意事項(xiàng) l第七節(jié)第七節(jié) 操舵要領(lǐng)及注意事項(xiàng)操舵要領(lǐng)及注意事項(xiàng) 特點(diǎn) 第八節(jié) 舵令及操 舵基本方法 標(biāo)準(zhǔn)舵令：見(jiàn)p125 3、舵力

12、分析 右舵，左側(cè)流速加快，右側(cè)的 流速減慢，產(chǎn)生壓力差P，加 上摩擦阻力r，其合力為舵力R。 結(jié)論：舵力的大小與舵角、舵 葉面積、舵速、舵斷面積形狀、 船舶浮態(tài)及水深等因素有關(guān)。 對(duì)于海船來(lái)說(shuō)，3235度為極 限舵角。 半平衡舵 不平衡舵 三支點(diǎn)平衡舵 穿心舵軸平衡舵 半懸掛舵 懸掛舵 多支承舵 雙支承舵 第二節(jié) 舵的類(lèi)型和結(jié)構(gòu) 能適應(yīng)船舶運(yùn)動(dòng)特性和海況的變化，自動(dòng)確定各項(xiàng)系數(shù)，得到最佳控制，減少操舵次數(shù)，減小舵角等。 組成: 1、一般自動(dòng)舵; 2、數(shù)學(xué)模型;計(jì)算、比較、鑒別 3、辨識(shí)裝置： 4、卡爾曼濾波器 5、最佳控制器：發(fā)出最佳舵令。 6、增益調(diào)節(jié)器 二、 自適應(yīng)自動(dòng)舵 2、航行試驗(yàn) 系泊試驗(yàn)合格后才可進(jìn)行航行試驗(yàn)。其試驗(yàn)內(nèi)容如下： 1）全速前進(jìn)中轉(zhuǎn)舵周期是否