船舶舵桿軸承高度計(jì)算式淺探

1、 船舶舵桿軸承高度計(jì)算式淺探 南寧船舶檢驗(yàn)處 阮曉寧 盧盛輝摘要：對鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范（2002）中舵桿滑動(dòng)軸承高度計(jì)算式進(jìn)行推導(dǎo)和分析，對船檢人員理解和執(zhí)行規(guī)范有一定的參考意義。關(guān)鍵詞：船舶 舵桿 高度船舶規(guī)范是船舶檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)所頒布的各種規(guī)范、規(guī)則、法規(guī)的總稱。是船舶構(gòu)造、性能、系統(tǒng)、裝置、設(shè)備和材料等涉及安全和質(zhì)量方面的綜合性技術(shù)規(guī)定，是船舶設(shè)計(jì)、建造、修理和檢驗(yàn)的重要依據(jù)。為做好檢驗(yàn)工作，把好船舶檢驗(yàn)質(zhì)量關(guān)，我們不僅應(yīng)熟悉船舶規(guī)范，更要做到知其所以然。現(xiàn)將學(xué)習(xí)鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級及建造規(guī)范（2002）（以下簡稱內(nèi)規(guī)）時(shí)對其中舵桿滑動(dòng)軸承高度計(jì)算式分析如下。舵桿支撐可以為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸

2、承，但不論采用何種軸承，顧名思義，其設(shè)置軸承的作用在于減小轉(zhuǎn)舵時(shí)的摩擦阻力和減少舵桿的磨耗。軸承不承受轉(zhuǎn)舵時(shí)所產(chǎn)生的彎矩和扭矩，其主要承受轉(zhuǎn)舵時(shí)作用在舵上水壓力的反作用力。為分析計(jì)算方便，設(shè)舵上水壓力的反作用力沿滑動(dòng)軸承套高度h上均勻分布。1 舵上水壓力pn分析計(jì)算根據(jù)船舶設(shè)計(jì)手冊，對平板舵而言，當(dāng)舵葉的展弦比約為1左右（=h/b,其中h為舵葉高度，b為舵葉寬度），采用蒲福喬賽爾公式計(jì)算，其結(jié)果是令人滿意的。kg式中：為舵的轉(zhuǎn)動(dòng)角度（ ）；A為舵面積（m2 ）；v為船舶最大計(jì)算航速，（m/s）。取轉(zhuǎn)舵角度35，則有：kg將船舶航速轉(zhuǎn)換為Km/h，并經(jīng)計(jì)量單位轉(zhuǎn)換，整理后有：N式中：v為船舶最大

3、計(jì)算航速（Km/h）。引入規(guī)范計(jì)入的計(jì)算系數(shù)Cn和N，并取規(guī)范規(guī)定的平板舵Cn0.604，則有：N上式即為舵上水壓力計(jì)算式。2 滑動(dòng)軸承套受力分析R1R2pnfh 圖1舵桿及滑動(dòng)軸承套受力情況如圖1所示：設(shè)下舵承處軸承套水壓力反力為R1，上舵承處水壓力反力為R2：根據(jù)材料力學(xué)，圖1中R1、R2作用力為：kNkN規(guī)范選用舵承計(jì)算反力R為：kN顯然，對懸掛式平板舵反力計(jì)算，上述分析是完全正確的。關(guān)于雙支點(diǎn)舵舵承計(jì)算反力，雙支點(diǎn)舵主要有半懸掛舵和設(shè)有舵托的雙支點(diǎn)舵，辦懸掛舵的舵面積有部份分布在下舵承的下部，即使是有舵托的雙支點(diǎn)舵，舵面積不一定為矩形形狀，舵面積形心至下舵承或上舵承的垂直距離也不一定相

4、等，而且內(nèi)河船舶采用舵托的雙支點(diǎn)舵較少，半懸掛舵略多。為此取舵面積形心至上舵承中點(diǎn)處距離為上舵承與下舵承中點(diǎn)平面間距離的3/4，故雙支點(diǎn)舵計(jì)算反力為：kN取kN3 舵桿滑動(dòng)軸承套的高度h計(jì)算分析滑動(dòng)軸承套接受通過舵桿傳遞來的反壓力的法向承受面積為SDh cm2根據(jù)規(guī)范，舵承材料允許壓力p按規(guī)范規(guī)定選取，即：經(jīng)單位換算得：cm式中：h為滑動(dòng)軸承套的高度（cm）；D為支承處舵桿直徑（cm）；p為舵承材料的允許壓力（MPa）；A為舵面積（m2）；v為船舶最大計(jì)算航速（km/h）；自航船應(yīng)不小于10 km/h，倒車舵取船舶最大計(jì)算航速的0.6倍，非自航船應(yīng)不小于8 km/h；R為舵承計(jì)算反壓力（kN）；對懸掛舵： kN對雙支點(diǎn)舵： kN其中：N為系數(shù)，平板舵，流線型舵取N1