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第12章：船舶舵系的检修
Chapter 12 船舶舵系的检修
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，包括固定件——舵杆舵承（上、下舵承）、舵销轴承、舵轴等和运动件——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。

§12-1 舵系的检修
1 舵的分类
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。图12-1a）为平衡舵。
（2）半平衡舵：仅舵的下半部起平衡作用，如图12-1b）。
（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12-1c）。
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。它只用于小船或非自航船。
（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）按舵与船体的连接形式分类
（1）悬挂舵（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，其舵杆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承连接，如图12-1c），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12-1a）。
（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12-2。

2 舵系结构
较为广泛应用的是穿心舵轴平衡舵。结构如图12-2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。舵杆支承在位于船体内部舵机房的上舵承1，使其承受部分舵叶的重量和舵杆的径向、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个铁梨木舵承以支承包有铜套的穿心舵轴，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。

3 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，转舵也就不准。
（4）操舵轻松，但航向失去控制。可能是舵杆折断或舵杆与舵叶连接法兰螺栓脱落使舵叶落水丢失等原因引起。
（5）舵系振动。主要是由于舵系安装不正，舵承间隙过大，舵系安装部位的船体强度、刚度不足，上舵承底座强度不够等造成。
（6）舵系密封装置损坏产生漏泄。

4 舵系检修
船舶进坞后，在舵系拆卸前应进行全面勘验，以确定修理内容和范围，并作为修后验收的依据。
4.1 舵系拆卸前的勘验
1）外观检查
（1）人站在船尾，目测舵角零位舵叶是否居中；
（2）目测检验舵叶和舵杆有无弯扭等变形；
（3）小船可用手转动舵叶检验其舵灵活性；
（4）检查密封装置损坏情况。
2）测量
用塞尺测量检查各配合件的间隙，以确定舵系的技术状态和确定修理方案。
（1）测量舵杆与舵承的配合间隙和舵轴与铁梨木舵承间隙。测量并记录舵位于左满舵、右满舵和中央3个位置时在轴承前、后、左、右的间隙。当结构限制无法用塞尺测量时，可用千斤顶顶动舵叶，用百分表测量舵叶的移动来求得配合间隙。
（2）测量舵销与舵销承间隙、舵叶舵钮与尾柱舵钮平面间隙。舵叶上的舵钮与尾柱上的舵钮用舵销连接（尾柱舵钮与铜衬套构成舵销承），舵叶下部有舵底托支承。测量舵销与舵销承配合间隙、舵叶舵钮与尾柱舵钮平面间隙并与标准比较。
4.2 舵杆的检修
舵杆是舵系的重要零件。舵杆结构形式如图12-3所示。
1）检测
（1）舵杆工作轴颈的磨损检测：测量工作轴颈的直径并计算其圆度、圆柱度误差。
（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的腐蚀和裂纹情况。
（3）在车床或支架上检测舵杆的弯曲变形。
2）舵杆的修理
（1）舵杆工作轴颈锈蚀面积超过总面积的25％时应进行光车、补焊或堆焊不锈钢，光车后轴径减小值不得超过公称直径的10％，个别残留斑痕深度不超过0.5mm。
2）舵杆工作轴颈装保护套时，磨损后光车修理，护套极限壁厚应符合规定。
（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；大于2mm／m进行热校直，加热温度不超过650℃。
4.3 舵承的检修
（1）上舵承的检修：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）其它滑动轴承检修：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。

§12-2 舵系校中
新造船舶安装舵系前应首先确定舵系中心线，通常这项工作是在轴系理论中心线确定时同时进行。
营运船舶由于海损事故或其它原因造成舵系失中，如舵轴与舵底承之间的间隙过大，且首尾方向间隙大于左右方向间隙就表明舵系中心线不正，因此应检查舵系中心线的状态。
以上舵承和舵底承孔中心线为基准拉钢丝线。一般拉线用钢丝线直径不大于0.8mm，如图12-4所示。

1 舵系校中技术要求
1.1 舵系固定件校中技术要求
（1）舵系固定件中心线与船舶基线垂直度偏差不大于1mm／m。
（2）新造或营运的单桨单舵船舶，要求舵系中心线与轴系中心线应相交，其相对位置偏差δ（如图12-5）不得超过下式计算值：
δ＝0.001 L1/3 m
式中：L——船长，m。
（3）固定件各舵承孔中心同轴度允许偏差不大于舵承安装间隙值的0.7倍。
（4）恢复性修理的双桨双舵船舶的两条舵系中心线前后定位偏差、相互位置偏差不得大于5mm～10mm；舵系中心线与轴系中心线位置偏差δ的要求同上。但两舵的偏差δ不允许在同侧。两舵偏移方向相反船舶航行时偏舵作用可以使之相互抵消。
1.2 舵系运动件校中技术要求
舵杆与舵叶在车间组装以便校准舵杆中心线与舵叶轴承孔中心线同轴。刮磨法兰平面、铰削紧配螺栓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最少有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
2.1 舵系固定件同轴度检验
舵系固定件中心线的钢丝线拉好后，测量各舵承孔至钢丝线前、后、左、右的距离，以判断各轴承孔与舵系中心线的偏差：
当偏差过大时，可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。偏心镗削舵承衬套后，衬套最小厚度应在新制衬套厚度的75％以内，并要可靠定位以防衬套转动。
2.2 舵系运动件同轴度检验
舵杆与舵叶在车间平台组装后，先将舵杆调整使与平台平行，用划针测量舵杆中心距平台的高度，再用划针测量舵叶轴承孔中心至平台高度或舵叶下端销轴中心至平台高度。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900，重复测量。两次测量之差不大于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。
2.3 舵系中心线与轴系中心线位置度检验
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。

§12-3 舵系修理验收要求与提交文件
船舶舵系在船厂修理后应进行舵系性能试验，检验舵系修理质量，且船厂应提交船东修理技术文件以作为验收的依据。
1 舵系修后的验收要求
（1）舵系修后，在全舵角范围内转动灵活、平稳、可靠，无卡阻与振动现象；
2）舵叶实际位置与舵角指示器指示位置应一致，00位置无偏差，其他位置偏差不得超过0.50；
（3）舵机与舵系脱开时，若舵杆直径小于360mm，可用人力推动舵叶转动；舵杆直径大于360mm时，用辅助操舵装置推动舵叶转动进行转舵试验；
（4）转舵试验时，如发现转舵较重，依具体情况允许通过系泊或航行试验检查；
（5）舵系填料箱不允许漏水。
2 舵系修后应提交的文件
（1）舵杆、舵承、舵销修换前、后的安装间隙等测量记录；
（2）舵系固定件和运动件校中修理前与校中安装的记录；
（3）换新舵杆等主要零件的材料化学成分与机械性能报告及加工尺寸检验合格证明文件；
（4）舵杆校调记录；
（5）舵系性能试验记录；
（6）舵叶等密封试验和测厚检验报告。

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