舵系布置图设绘通则
舵的设计 1 船舶设备
舵的强度计算 估算舵机功率
的依据
1．水动力特性计算常按正车、倒车两种状态进 行，倒车一般起校核作用
三、舵的水动力特性计算
2．若已知各舵角所对应的 CL,CD,CP 值，则舵的 水动力计算为
合力系数 舵叶的合力 法向力系数 舵叶的法向力 舵叶的升力 对舵杆的力矩
C CL2 CD2
P
C
1 2
v2
AR
主要考虑： ➢最大厚度位置（有时要 考虑舵杆安装的要求 ） ➢舵的导边 ➢舵叶的强度 ➢舵叶的制造工艺
3.已知 b, tmax , t，就可得到舵叶剖面的线型
2.4平衡比e —影响舵机功率大小
1．对于一定形状和面积的舵叶，它是舵杆位置 的函数
2．选择的 e 目的，在于减小转舵力矩
思路：选择合适的 e ，适当地缩小舵杆
2.3舵叶剖面形状和厚度比 t
1．为了减小阻力和提高推进效率，几乎都采
用对称的流线型机翼剖面 美国的NACA翼型 ❖常用的有：P29图1-15： 苏联的HEЖ翼型
德国Jfs翼型
瑞典Nss翼型
❖选定了舵剖面的型式确定
b tmax
t
tmax b
2.3舵叶剖面形状和厚度比 t
2．t 对tCL,CP 的影响并不显著 P30图1-16 1-17 舵杆轴线位置不一定是最大厚度位置
❖单/双支承舵，常用于具有尾柱的海船（单桨单舵）
❖多支承舵，仅用于驳船或内河小船上且为平板舵
❖半悬挂舵，多用于双桨船上，近年来大型运输船 广泛采用
二、舵的参数确定（Ak , h,b, t ,e 等）
确定这些参数总的目标：
对既定的船体几何形状，使提供的
转船力矩大
转舵所需的 力矩小
2.1 舵面积 Ak
舵系计算书设绘通则
舵系计算书设绘通则前言本标准规定了“舵系计算书”的设绘通则。
本标准着重叙述了舵杆和舵叶的联接方式及其计算，特别是随着无键锥形联接方式日趋增多，关于这种联接方式的计算比较复杂，对整个舵系也影响较大。
本标准还着重叙述了舵叶结构的计算，因为在实际绘制舵叶结构图时，有时会发现舵叶结构的剖面模数不能满足规范所要求的抗弯要求，特别对那些具有切口的舵叶。
1 主题内容与适用范围1.1本标准规定了普通舵、悬挂式舵和半悬挂式半平衡舵等的“舵系计算书”编制的设绘依据、基本要求、内容要点、图面要求、注意事项、校审要点、质量要求以及附录（样图、相关标准等参考资料）。
1.2本标准适用于船舶舾装设计中，详细设计的设绘普通流线型舵的舵系计算书之用。
2 引用标准及设绘依据图纸2.1 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
a) CB/T743-1999船舶设计常用文字符号。
2.2 设绘依据图纸：a)设计任务书；b)船体说明书；c) 总布置图；c)艉部结构图。
3 基本要求3.1 舵系计算书是舵系设计的基本技术文件供设绘详细设计的舵系布置图、舵叶结构图及其零部件图之用，并作为供船东和船检审查的技术文件之一。
详细设计阶段的舵系计算书，应决定舵的类型、舵叶的几何参数、舵的支承型式及舵杆和舵叶的联接方式，计算舵的扭矩并决定舵机主要参数。
还应全面地对舵系所有的零部件、舵叶结构、舵杆和舵叶的联接方式，按相应的规范进行计算。
如果规范中没有相应的计算方法，则使用理论计算作补充，从安全、经济和便于施工等观点出发，决定各零部件的型式、尺寸和材料特性。
3.2 计算书应包括：a）满足船舶操纵性要求的舵的形式、舵叶的几何参数及其支承情况；b）进行舵的扭矩计算，并按相应的规范、本船的航区、设计任务书的要求及扭矩计算结果，决定舵机的主要参数；c）进行舵系各个主要零部件的计算，并决定其结构尺寸、相互关系和材料特性；d）决定舵杆和舵叶的联接形式（法兰联接、有键锥形联接或无键锥形联接），并进行联接计算，决定各个联接零部件的结构尺寸、相互关系、材料特性和联接参数；e）进行舵叶结构的强度计算，并决定组成舵叶箱型结构的各块钢板的厚度和材料特性。
舵的设计0410
M
1 N V0 L3 dC N 2
K ' CM ' T CI
AR L2 d ' K T Ld
'
I
1 4 L dCI 2
1 AR L ' ' T K
舵面积
1）如舵面积不变，则K‘的 增加将导致T’的增加；
2）增大舵面积可在T’不变 的情况下增大K‘，或在K‘不 变时，使T’变小； 3）对一般民船， K‘和T’之 间存在一个近似的线性惯性， 找到了其中一个，就可预估 出另一个。
2、悬挂舵：只有上支承而无下支承，其舵叶全部悬挂在船体外的舵杆 上。广泛应用。 3、半悬挂舵：指下支承的位置设在舵叶中间的舵。
三、按舵叶的剖面形状分
1、平板舵：也称单板舵， 仅用于小船。
2、流线型舵(又称复板舵)： 海船广泛采用。 除了部分非自航船外， 绝大数机动船都采用流线型
舵的分类
舵与船体、螺旋桨组成有机的整体，考虑它们的相互影响，力求 降低航向阻力，提高推进效率。
舵设计的内容
舵的数目和形式的选择 舵的尺度和形状的设计 舵力及舵杆扭矩计算和舵机功率估算。
舵的几何要素
舵面积AR：舵叶的侧投影面积（如有部分舵叶露出水面，舵面积
指设计水线以下的舵的侧投影面积）； 舵高（展长）h，舵杆轴线方向舵叶上下缘的垂直距离；
第二节 舵装置的分类
一、按舵杆轴线在舵叶宽度上的位置分
1、不平衡舵：又称普通舵，
适用于小船。 特点：舵叶全部位于舵杆 轴线之后，舵钮支点较多， 舵杆强度容易得到保证。 需要较大的转舵力矩。
2、平衡舵：海船广泛应用。
特点：①舵杆轴线位于舵叶的前后缘之间； ②舵杆轴线之前的舵叶起平衡作用，这部分的面积与舵叶全 部面积之比称为平衡比度或平衡系数，一般在0.2～0.3之间；
舵系安装工艺规范
舵系安装工艺规范Workmanship Standard for Rudder Installation前言舵系装置任务是船舶建造进程中十分重要的关键项目之一，由于它技术要求高、施工难度大、装置质量难以控制，因此，历年来备受船东船检的注重和关注。
为了确保该项施工的高质量，特制定本规范。
舵系装置工艺规范1范围本规范规则了舵系船上装置任务的前期预备、工装设计及其运用方法和舵系船上装置任务的相关工艺要求。
本规范适用于我公司建造的船舶舵系船上装置任务的工艺文件编制、施工进程的监控以及施工质量的评审。
2规范性援用文件以下文件中的条款经过本规范的援用而成为本规范的条款。
凡是注日期的援用文件，其随后一切的修正单〔不包括修订的内容〕或修订版均不适用于本规范，但是，鼓舞依据本规范达成协议的各方研讨能否可运用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的援用文件，其最新版本适用于本规范。
3 前期预备3.1 审阅相关图纸资料3.1.1 舵系布置图。
3.1.2 轴系布置图。
3.1.3舵机装置图。
3.1.4企业规范«船舶轮机装置质量要求»。
3.1.5挂舵臂加工图。
3.1.6其他资料。
3.2 主要工装3.2.1 舵叶法兰暂时拧紧螺栓。
3.2.2 舵叶法兰暂时定位螺栓。
3.2.3 法兰螺栓液氮冷装箱。
3.2.4 挂舵臂镗孔设备。
3.2.5 法兰螺栓螺母扳手。
3.3 其它预备钢线、基准点。
3.3.2 100t液压千斤顶。
3.3.3 常用量具。
4 舵系拉线与基准点的制造4.1 拉线的前提条件4.1.1 船体工事应到达的水平及相关要求，与轴系照光的要求相反。
4.1.2 舵系上下基点设置并交验终了。
4.1.3 舵系拉线做基准点任务必需与轴系照光任务同时停止。
4.2 拉线与检测4.2.1 经过舵系上下基点拉线。
4.2.2 配合轴系照光反省舵线与轴线的相交状况，两线允许偏离不大于6mm。
4.2.3 以钢线为基准检测挂舵臂内孔的偏中状况，做好记载。
舵系中心线
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（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
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3．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。
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11.3 舵系校中
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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。
图11.2 穿心舵轴
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2. 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。
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舵舵机舱布置图设绘通则
舵机舱布置图设绘通则1 主题内容与适用范围1.1 本标准规定了“舵机舱布置图”的设绘依据、基本要求、内容要点、图面要求、注意事项、校审要点、质量要求以及附录。
1.2 本标准适用于详细设计阶段“舵机舱布置图”的设绘。
2 引用标准及设绘依据图纸2.1 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
a)GB4457~4459-84 机械制图；b)GB4791-84船舶管路附件图形符号。
2.2设绘依据图纸a)设计任务书或技术规格书；b)总布置图；c)舵系布置图；d)船体尾部分段结构图（舵机舱部分）；e)舵机设备供应厂商提供的工作图和技术文件等资料；f)舵机电气控制设备技术资料。
3 基本要求3.1 “舵机舱布置图”是反映舵机、液压泵组、管路附件、储油箱及电控箱等设备在舵机舱内位置布置状况的图样，并应能满足送审图纸要求以及作为生产设计的依据。
本图旨在合理布局舵机舱内的设备，充分考虑维修保养空间和确保操作人员的安全性。
3.2 应满足设计任务书或技术规格书的要求。
3.3 应符合有关国家船级社和《国际海上人命安全公约》中有关条文的规定。
这些规定是：a) 舵机应以铰孔螺栓固紧于基座上，并应安装适当的挡块，基座应为强固的结构；b) 舵机舱应易于到达，并尽可能与机器处所分开；c) 舵机舱应布置适当，以保证能通到操舵机械及控制器的工作通道。
这些布置包括扶手栏杆和格栅或其他防滑地板，以保证如有液体泄漏时的适宜工作条件。
3.4 应与舵机液压系统原理图的设计原理相一致。
3.5 舵机舱内所有设备的布置应合理并突出本图所表现的主题。
4 内容要点本图样除主视图外，一般应有俯视图、侧视图、必要的局部视图、设备明细表和技术要求等组成。
4.1舵机舱布置图中，通常应包括以下内容：a）推舵装置；b）液压泵站；c）储油柜；d）手摇泵；e）液压管路；f）扶手栏杆；g）格栅或其他防滑地板；h）围油栏；i）电控箱；j）舵角指示器及其拉杆；k）应急操舵装置；l）取暖器；m）其他设备等。
2018-05舵设计
襟翼舵
转柱舵
船海系：邱磊
按支承情况可分为
《船舶操纵性与耐波性》课件
多支承的舵
半悬挂舵
双支承舵
与船体尾柱连 接有三个以上 的舵钮，
下支承的位置在舵 的半高处，
悬挂舵
整个舵叶挂 在舵杄上
除上支承外，只有 一个生在舵根的下 支承
船海系：邱磊
舵的类型(Rudder types)
《船舶操纵性与耐波性》课件
空泡现象：当舵的背流面压力下降至该温度下
的汽化压力时，在舵的背流面产生空泡现象， 使升力减小。 空气吸入现象：在舵叶表面吸入空气、产生涡 流而使舵力下降。
船海系：邱磊
影响舵力大小的因素
《船舶操纵性与耐波性》课件
6、舵的尺度、形状等因素对舵力的影响
临界舵角的大小与舵的展舷比（即高宽比、纵横比） 密切相关。展弦比越大，提高了小舵角的航向保持性。 但过大，将导致临界舵角变小，从而引起过早失速。 展弦比一般选择在1.4~1.9之间。
舵的鳍效应改善了船舶直线稳定性，也提高了操 舵后船舶进入新航向的跟从性。
船海系：邱磊
对舵力的简单分析
《船舶操纵性与耐波性》课件
δ——舵角（°）
PN PR PL
PL——升力（N） PD——阻力（N） PR——舵力（N）
PD
（ -）
PT
δ
（+）
PN——正压力（N） PT——摩擦力（N）
PN 576 .2 AR V sin
船海系：邱磊
舵的鳍效应(the stabilizer fin effect of rudder)
《船舶操纵性与耐波性》课件
舵作为附体，产生阻力，当船舶回转时，舵产生 回转阻尼力矩。若舵角为零，舵与呆木一样，起 固定式尾鳍的作用，对直线稳定性有利；当操了 一定的舵角，船舶进行回转运动时，随着水流的 偏转，舵的有效攻角小于实际舵角，减少了舵力 和转船力矩，这部分差额相当于被舵的回转阻尼 力矩抵消，该回转阻尼作用是舵阻尼，也可称为 舵的鳍效应。
轴系安装工艺规程
轴系安装⼯艺规程
轴系安装⼯艺规程
轴系安装⼯艺规程
⼀ . 主要图纸资料
1. 轴系布置图 DNS507-425-16001-00
2. 艉轴管总图 DNS507-425-16002-00
3. 艉球铸件图(加⼯图) DNS507-114-16001-2
4. 艉轴管图 DNS507-425-16002-08
5. 主机安装图 DNS507-420-16001-00
6. 螺旋桨图 DNS507-107-16001
7. 中间轴承安装图 DNS507-424-16004-00
⼆ . 轴系照光条件
1. B01段以下、机舱⼆平台以下、 53#⼤壁以后要求焊接结束,机舱甲板段及 301P 和 301S 吊装到位(403段除外)。
2. 在轴系布置区域内 , 艉部的舱室及油⽔柜等密性试验 (如果是⽔密试验 ) 结束 , ⽓密试验除外。
3. 轴系区域内主要辅机基座装焊完成 , ⼤型设备就位 .
4. 焊于 37#肋位及挂舵臂处的艏基点和艉基点必须牢固可靠 , 并交验合格 . 同时舵系的上、下基准点也交验合格并拉好舵线 .
5. 船体垫墩⽀柱合理牢固 , 不允许随意移动。
6. 艏、艉基点的设置如附图 1所⽰ :
上⼀页下⼀页。
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舵系布置图设绘通则
1 主题内容与适用范围
1.1本标准规定了普通流线型舵“舵系布置图”的设绘依据、基本要求、内容要点、图面要求、注意事项、校审要点、质量要求以及附录。
1.2本标准适用于详细设计阶段的"舵系布置图"设绘。
技术设计、施工设计亦可参照采用。
2 引用标准及设绘依据图纸
2.1 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
2.2 设绘依据图纸
a)设计任务书或技术规格书；
b)船体说明书；
c) 总布置图；
d) 型线图；
e) 尾部结构图；
f) 尾柱图；
g) 舵设备计算书；
h) 舵机图；
i) 舵机舱布置图。
3 基本要求
3.1 详细设计的舵系布置图，应按总布置图及舵设备计算书以及设计任务书对舵的数量及型式的要求绘制。
图上应明确地表示出舵叶的外形尺寸，舵杆的外形尺寸及连接方式(包括上、下舵承，上、下舵销等)，以及舵杆在舵机平台上的布置位置。
3.2 图纸还要画上舵杆与舵柄的联接方式，因为联接方式涉及零件舵杆图的设计。
3.3 图上还应标注出各零部件的外形尺寸及其装配关系，绘制出各联接部件的节点图，供设绘舵系另部件图之用，并作为供船东和船检审查的图样之一。
3.4 目前我院设计的大部分船舶舵的数量与螺旋桨数量相同(舵的型式大多采用悬挂式舵和挂舵臂舵，另外还有襟翼舵)。
3.5 舵与螺旋桨的纵向距离一般不应防碍螺旋桨拆装要求，纵向距离一般为1/4~1/2D(D—螺旋桨直径)。
舵叶中心大多与螺旋桨中心的垂向距离二者接近一致为佳，若有偏移在0.1D范围内。
3.6 舵设计时要考虑舵维修时舵杆与舵叶的拆装方便性，另外还要考虑保证舵叶的水密性。
4 内容要点
4.1 应绘制出整个舵系的布置位置，以装配图的形式表示出整个舵系的所有零部件，并进行编号列入材料表内，注明相应的图号或标准号，有特殊要求的场合应加以说明。
4.2应注明上述零件的配合尺寸，定位尺寸或主要外形尺寸。
4.3 为了清楚地表明舵机的相对位置以及与上述另部件的传动关系，本图中也可把舵机绘入，但需注意重量、安装位置、型号等不要与“舵机舱布置图”相违或重复。
5 图面要求
5.1 图纸幅面应符合GB4476-84金属船体制图的要求。
5.2 图中主要位置应绘出舵系的整个侧视图，绘制双舵时，建议增绘尾部舵杆中心线处的横剖面视图，以观察舵叶从一舷最大舵角转至另一舷最大舵角后，是否与船体外板相碰。
以及下舵承体是否与船体有效联接。
对上、下舵承、上、下舵销等重要部位设局部放大图。
布图时应注意图面布局的匀称和合理。
5.3 常用比例：一般采用1：10，1：20，1：25，1：5。
5.4 线条
凡属本图的零部件用粗实线表示，尾部船体轮廓、舵机甲板或平台、舱壁、尾柱、挂舵臂、舵踵等用细双点划线表示，船体中心线、基线及件号引出线用细实线表示。
5.5尺寸标注
图中各配合面应标注配合尺寸，如舵杆与上舵承和下舵承的公差及配合尺寸，以及舵销与舵叶铸钢件等的公差及配合尺寸。
重要的零
部件应标注定位尺寸，外形尺寸适当标注。
图上应标出舵杆中心线的肋位号，舵叶底部与船体基线的距离。
对两只以上的舵还需要标明舵杆中心线距船中心线的距离。
5.6零部件编号
零部件的编号次序应遵循下列原则：专用图-通用图-院标-CB标准-GB标准。
在上述排列原则下，尽量考虑编号沿顺时针(或逆时针)方向排列。
5.7材料明细表
材料明细表应填写完整，需注明一条船上所需之数量及重量。
并注意其准确性。
6 设绘注意事项
6.1 本图中主要零部件的位置、尺寸应与总布置图及舵设备计算书提供数据一致。
6.2 上下舵承、舵销、舵中心支承等受力部位应注意与船体结构很好配合。
6.3 应注意各零部件拆卸方便，加工工艺合理。
6.4 注意舵叶与船体、螺旋桨之间有良好的配合。
6.5 舵杆头部的键槽方向应与舵机厂提供的舵柄上键槽方向一致。
6.6 对于安装工艺、润滑、密封或材料表备注栏中容纳不下的说明等，可用“技术说明”或“技术要求”在图纸上予以标明。
6.7此外，在“技术要求”中还应提示有关标准、规范、公约、规则等的特定要求。
7 校审要点
7.1检查舵设备的连接是否满足相应的规范要求。
7.2各种配合是否合理。
7.3零件（特别是舵杆）的拆装是否方便。
7.4图中定位尺寸是否与零件图相适应（特别注意舵杆长度的准确性）。
7.5舵杆头部与舵机之舵柄的联接高度是否与舵机舱布置图一致。
7.6专业之间的配合，应贯彻会签制度。
8 质量要求与等级评定
等级的表达方式采用下表形式
9 参考资料见附录A
附录A
《舵系布置图》参考资料
A1 相关标准
a)CB*789-1987 滚子上舵承
b)CB*3282-1987 平面摩擦水密上舵承
c)JT/T251-1995 内河船上舵承
d)CB*790-1987 滑动水密下舵承
e)JT/T250-1995 内河船舶下舵承
f)CB/T254-1997 船底放泄螺塞
g)GB825-88 吊环螺钉
h)GB1095-79 平键和键槽的剖面尺寸
i) GB4476.1- 84金属船体制图的一般规定
A2 有关规范
a)钢质海船入级与建造规范1996
b)钢质海船入级与建造规范修改通报1998
c)钢质内河船舶入级与建造规范1996
d)需入国外船级的相应船级社规范
A3 有关文献
a)船舶设计实用手册总体分册第4篇第2章;
b)《船舶科技简明手册》5.2舵设备;
c）美国海岸警备队规则的防污染法。