舵銷

舵銷是一種船體結構，由上舵銷、下舵銷組成。是船舶工程術語。在維修中經常會遇到舵銷間隙過大，超出船檢規範要求，實際上是舵銷狀況還好，而舵銷軸承磨損過大，導致要換新舵銷軸承。

基本介紹

• 中文名：舵銷
• 外文名：rudder pintle
• 組成：上舵銷、下舵銷。
• 套用：船體
• 套用學科：船舶工程

概念

舵銷是用以將舵連在舵柱或掛舵臂上的銷軸或螺柱。一般製成錐狀體，按其部位和作用不同，分別稱為上舵銷、下舵銷。

單舵銷掛舵臂支撐舵受力計算

研究背景

上海外高橋造船有限公司(SWS)建造的17.5萬噸散貨船、10.5萬噸原油船、17.7萬噸散貨船和10.8萬噸原油/成品油船，以及正在設計的31.6萬噸VLCC，採用的都是單舵銷掛舵臂支撐舵。

ABS規範和GL規範分別要求其剪力、彎矩和反力要做模型計算。GL規範和ABS提供的模型是相同的，只是GL規範同時還提供了彎矩圖和剪力圖的圖形特點，這對設計人員校核計算結果提供了幫助。

由於舵受力直接計算是舵系設計的必要條件，因此直接計算方法的獲得就顯得非常重要。研究的目的就是試圖根據規範提供的舵計算模型推導出直接計算的方法，並整理出自動計算程式。只要輸入模型中已知的參數，即可自動輸出舵各支撐點的反力、主舵銷B點的線位移、舵任意位置處截面內的彎矩和剪力。據此可以方便地畫出剪力圖和彎矩圖。自動計算程式可使計算工作量大大減輕，輸出數據也更可靠。

實際計算舉例

（1）將10.5/10.8萬噸油船、17.7萬噸散貨船和31.6萬噸VLCC的舵系的已知參數輸入到計算程式中，得到剪力、彎矩和支撐反力的計算結果。分別見表1、表2和表3來表示。其中除懸臂式掛舵臂在B點的彈性係數K_h為作者根據掛舵臂的實際尺寸和材料計算得到的以外，其餘輸入參數與送審的舵系計算書完全一致(這是因為在送審的舵系計算書中沒有引入該數值)。

圖1 舵的剪力圖和彎矩圖(典型)

（2）10.5/10.8萬噸油船、17.7萬噸散貨船和31.6萬噸VLCC的舵的剪力圖和彎矩圖分別以圖1表示(典型)。

研究結論

通過對實例船直接計算所獲得的計算結果與經船級社認可的舵系計算書中的數據進行比對，可以看出本文提出的直接計算方法是可行的，其結果可以為舵系設計所採用。值得一提的是，在ABS規範中對舵銷直徑設計時，提供了一個最小軸承反力，但同時指出該反力不能直接採用，必須與直接計算結果比較，取大者。從本文的計算結果可以看出，ABS推薦的R_Bmin是偏小的，而R_Dmin有時偏小有時偏大。GL規範I-1-1-14-E.4提供的舵的各軸承初步設計用軸承反力可以採用推薦的簡化計算公式。從本文計算結果可以看出，用該簡化計算公式得出的B₁反力和B₂反力都是偏安全的。為了進一步驗證本文提供的計算方法的正確性，本文的全部實例用清華大學袁駟主編的結構力學計算軟體“結構力學求解器V_2.02”進行了計算，所得結果與本文的計算結果完全相同。

塢修中舵銷軸承的修理

舵系的舵銷軸承狀況檢查

“發現”號輪於1998年在德國進過塢，在塢修中發現舵銷間隙過大，故而更換了新軸承(材料為青銅)。在這次我廠的塢檢中，發現舵銷左右間隙過大，超出船檢規範要求，需要換新舵銷軸承。

新舵銷軸承的選取

在新舵銷軸承的選取中，我們給船東提供了4種舵銷軸承材料，它們是：飛龍(FEROFORM)、賽龍(THORDON)、奧科(ORKOT)和青銅。因為上次換新的舵銷軸承材料是青銅，另外還因為鑄造時間比較長，滿足不了船東和船廠的要求而排除。在餘下的3種材料選取中，我們主要從手中的資料，在耐磨性能、送貨時間、價格差上比較，最後選取了飛龍T14作為新舵銷軸承(因為在一般情形下都選用飛龍作為舵銷軸承材料)。飛龍是一種無石棉的酚醛樹脂合成纖維，它具有如下優點。

(1)在同類產品中，獨具相對較低的損耗率及強大抗損耗能力。

(2)良好的形狀穩定性，即使浸沒在水中，仍具有良好的幾何尺寸穩定性。

(3)即使其周圍存在大量磨損粒子，仍具有強大抗磨損能力。

(4)超強彈性恢復性能，可承受強大震動衝擊及巨大負載。

(5)良好的彈性，即使軸線產生偏心，也不會損壞或產生裂紋。

舵銷軸承的換新及工藝

(1)填充物的選取

原填充物是一種類似貝爾佐納(BELZONA)的物質，經諮詢飛龍T14軸承和舵銷軸承座之間填充物可以用貝爾佐納，而且得到了船檢認可，所以填充物用貝爾佐納。

圖2舵銷軸承的換新工藝示意圖

(2)舵銷軸承的加工尺寸確定（外徑和內徑的確定）

①由於填充物用貝爾佐納，是在新舵銷軸承和舵銷軸承座之間填充，涉及到填充問題，故舵銷軸承外徑由貝爾佐納供應商決定，該輪的填充間隙是單邊6 mm，這樣外徑就確定了。

②該輪的舵銷還好，有0.20 mm的橢圓度，按船東要求上車床加工，消除了橢圓度，測量其外徑。

③把舵銷外徑交給飛龍的供應商，他根據舵銷軸承安裝好的工況(外面是貝爾佐納，下水後要吸水膨脹等等因素)，確定舵銷軸承的內徑。

④按照給定的舵銷軸承外徑和內徑加工尺寸進行加工。

(3)舵銷軸承的換新工藝（如圖2所示）

①由於填充物用貝爾佐納，為了保證貝爾佐納的填充性能，故在填充前要對舵銷軸承座徹底清潔，然後打砂使軸承座發白, 要防潮, 防止異物進入，交貝爾佐納供應商檢查合格。

②舵銷的安裝，按照常規的安裝程式進行，要打緊舵銷螺母。

③新舵銷軸承的安裝和定位：新舵銷軸承試裝，由於機加工的原因，軸承存在一定的橢圓度(機加工允許的範圍)，在未固定舵銷軸承前，用塞尺測量舵銷與軸承的間隙，得到一個最小和最大值，再用相當最小值厚度的塞尺沿圓周複測一次；新舵銷軸承的安裝和定位，選用4個相當最小值厚度的塞尺(或大0.05 mm)，其長度比軸承長10 mm，分別放在前後左右4個位置，調整好間隙，保證相等。另外再用4個比較合適的壓板，間隔90°壓緊新舵銷軸承即可；貝爾佐納的填充，由貝爾佐納供應商完成，注意要保護好舵銷與軸承的間隙，最好用膠布保護，防止貝爾佐納進入。填充好後，大概要過12 h才可以接觸海水；間隙覆核，在出塢前，對舵銷與軸承的間隙進行檢查，情況良好。