48.88M 货船《舵系计算书》

48.88M 货船标记 数量 修改单号 签字 日期 编制 翁方勇 校对 顾春荣 标检 审核 日期 2009.08 审定

技 术 设 计 JHC4048B-230-01JS

舵系计算书

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嘉兴金航船舶设计有限公司

《舵系计算书》一、概述：

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本船舵系按《钢质内河船舶建造规范》(2009)对A级航区船舶的有关要求进行校核计算， 本船设双支点平板舵1门。

二、船舶主要参数：总 长：Loa= 48.88 m 型 宽： B= 9.20 m 设 计 吃 水： d= 2.65 m 垂 线 间 长： Lpp = 46.90 m 型 深： D = 3.3 m 计 算 航 速： V = 16 km/h

三、舵要素：舵 面 积： A= 3.18 m 舵面积系数： u= 2.56 % 舵 宽： b= 1.70 m 展 舷 比： λ = 1.100 舵前缘距舵杆中心 a= 0.45 m 平 衡 比： e= 0.265 舵 型：双支点平板舵2

四、舵杆：1、由《规范》3.2.2.1 规定其下舵承处的舵杆直径应不小于 D= 73.25(KCnNAV2R/RM)1/3 mm 式中： A= 3.18 m2 V= 16 km/h RM = 450 N/mm2(#25钢) N= 1.0 K= 3.5 Cn= 0.604 (平板舵) 2 2 1/2 R=(0.0625h +0.9075r ) = 0.33 (其中:h= 1.15 m, r按下列两式计算所得之值取大者： r=|CP-e|b = 0.157 m 其中:CP= 0.357 (平板舵) e= 0.265 b= 1.70 m r = 0.1b = 0.17 m 实取r= 0.170 m) 则： D= 79.16 mm 实取下舵承处的舵杆直径 D = 100 mm 2、由《规范》3.2.2.3规定舵柄处的舵杆直径应不小于 D1= 69(KCnNAV2R2/RM)1/3 mm 式中：K、Cn、N、A、V、RM、 r与上式同， R2 = 1.1r = 0.187 则： D1= 61.70 mm 实取舵柄处的舵杆直径 D1= 80 mm

五、舵叶：1、由《规范》3.2.5.5规定平板舵的舵板厚度应不小于 t = 0.7(D)1/2 mm 式中： D= 79.16 mm 则： t= 6.23 mm 实取舵叶板厚度为： t = 10 mm 2、由《规范》3.2.5.6 规定平板舵舵叶上的水平加强筋在舵杆处的带板剖面模数W 2 2 3 应不小于 W = 0.4ab V cm 式中： a= 0.3 m b= 1.25 m V= 16 km/h 3 则： W= 48.00 cm 实取角钢 L100×100×8 双复作加强筋，其 W= 59.20 cm2

《舵系计算书》六、连接零件

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1、由《规范》3.2.8.2 规定 水平法兰的螺栓直径d2应不小于 d2= 0.65D/n1/2 mm 式中： D= 100 mm n= 6 则： d2= 26.54 mm 实取水平法兰的螺栓直径 d2= 30 mm 2、由《规范》3.2.8.3 规定法兰的连接螺栓应全部为紧配螺栓，所有螺栓的螺帽应有锁紧 装置。 3、由《规范》3.2.8.4 规定法兰厚度应不小于螺栓直径，螺栓中心至法兰边缘的距离应不 小于螺栓直径的1.2倍。 实取法兰厚度为t= 30 mm 螺栓中心至法兰边缘的距离为 40 mm

七、舵柄、舵柄毂1、舵柄 由《规范》3.2.10.1规定矩形舵柄在距离舵杆中心线1.5D1处的剖面对其垂直轴的剖面模数 应不小于 W=0.14(1- 1.5D1/R)D13 cm3 式中：D1= 8.0 cm R= 22 cm 则： W= 32.58 cm3 实际舵柄由舵机厂配，其W不小于 2、舵柄毂 由《规范》3.2.

10.1规定 舵柄毂的高度 h≥ 0.9D1 = 72 舵柄毂的外径 D0≥1.8D1 = 144 本舵柄毂实际高度 h= 75 mm 32.58 cm3

mm mm 外径 D0= 150 mm

八、舵机扭矩计算舵叶来流速度: 正航时, Vr = V= 4.44 m/s 倒航时, Vr'= 0.6(Vr)=2.67 m/s 2 A= 3.18 m a= 0.45 m b= 1.70 m α= 35 ° sinα = 0.573 舵上水压力Pn、舵上水压力中心距舵叶前缘的距离Xb、水压力对舵杆扭矩M: 正航计算： Pn = [20sinα /(0.2+0.3sinα )〕AVr2 kgf = 1936.2 kgf Xp = (0.195+0.305sinα )b m = 0.63 m M = 9.8Pn(Xp-a) N.m = 3392 N.m 倒航计算： Pn'= [20sinα /(0.2+0.3sinα )〕AVr'2 kgf = 697.03 kgf Xp'= Xp = 0.63 m M'= 9.8Pn'(b-a-Xp') N.m = 4243.6 N.m 舵机选择： 由正、倒航计算，舵杆最大扭矩 Mmax = 4244 N.m 选择舵机时的功率 M机= 1.5×Mmax = 6365.4 N.m ≈ 6.4 KN.m 本船实际选用舵机功率为 16 KN.m 的YDJ100-16 液压舵机，故满足要求。