一种襟翼舵系统的制作方法

本实用新型属于船舶操舵系统技术领域，具体涉及一种襟翼舵系统。

背景技术：

襟翼舵是指由主舵叶和襟翼组成舵叶的舵，也称为子母舵，襟翼接于主舵叶的随边并可由单独机构进行独立控制，襟翼转动方向可与主舵叶一致或相反，但角度大于舵叶转角。襟翼舵通过调整襟翼的角度来提高舵的拱度，从而增加了舵的升力。

当襟翼舵的主舵叶处于中位时，襟翼与主舵叶的轴线重合以保持于对称状态；当主舵叶向两舷转动时，襟翼在传动机构的作用下由中位对称状态逐渐变为非对称状态，直至达到所要求的拱度，从而产生需要的推力，为船舶提供较佳的机动性以及出色的航向。

襟翼舵系统使用中，在主舵的转动时，能够驱动副舵同时转动，这样就使舵角加大，舵力也对应加大，舵扭矩也随之提高，现有的襟翼舵系统中，主舵和作为襟翼的副舵之间回转角度小，回转过程不够灵活，船舶进行“z”型操作航行时，无法满足要求。

技术实现要素：

根据上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种具有较高灵活性的襟翼舵系统，能够保证主舵和副舵之间的转动力灵活流畅。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为，一种襟翼舵系统，包括主舵叶、副舵叶和呆舵，所述主舵叶与副舵叶通过襟翼舵销铰接，所述主舵叶通过舵杆与呆舵转动连接，呆舵是舵叶与船体的连接件，呆舵通过万向调节驱动装置连接副舵叶。

进一步地，所述万向调节驱动装置包括与副舵叶连接的导杆和与呆舵连接的万向节机构，所述万向节机构设置在导杆的端部，导杆以万向节机构为中心轴进行旋转、摆动。

进一步地，所述万向节机构包括垂直销和套装在垂直销外壁、与垂直销转动连接的球形铰链，所述垂直销连接在呆舵上，导杆与球形铰链的外沿固定连接，导杆与垂直销相互垂直设置，导杆以垂直销为中心轴进行旋转、摆动。

进一步地，所述垂直销的两端分别设置有垂直销上套和垂直销下套，垂直销上套和垂直销下套分别通过螺栓与呆舵固定连接，垂直销被限制在垂直销上套和垂直销下套内进行转动，垂直销外壁和垂直销上套内壁之间设置垂直销上衬套，垂直销外壁和垂直销下套内壁之间设置垂直销下衬套，球形铰链处于垂直销上套和垂直销下套之间。

进一步地，所述导杆套装有导杆套，导杆套内径与导杆外径之间设置有导杆衬套，导杆和导杆套沿水平方向滑动连接，所述导杆套与副舵叶焊接，导杆套的套孔轴心与副舵叶平行。

进一步地，所述襟翼舵销采用三销同轴的结构，主舵叶与副舵叶通过三个同轴设置的襟翼舵销铰接，所述襟翼舵销锥形液压装配。

进一步地，所述主舵叶和副舵叶均采用流线型结构。

进一步地，所述主舵叶与舵杆的下半部固定连接，呆舵与舵杆的上半部转动连接，舵杆的上半部与呆舵之间设置舵杆衬套和舵套筒；所述舵杆上设置o型密封圈，o型密封圈设置在主舵叶和呆舵之间。

进一步地，所述主舵叶和副舵叶远离呆舵的一端设置止流板，止流板的形状与主舵叶和副舵叶相配合，止流板连接主舵叶的部分与止流板连接副舵叶的部分铰接。

进一步地，所述主舵叶设置有主舵止跳块，副舵叶设置有副舵止跳块。

襟翼舵工作过程：主舵叶以舵杆为轴转动一定角度，副舵叶随主舵叶沿弧形轨迹运动，由于呆舵和万向节机构的水平位置固定，导杆随副舵叶转动过程中，导杆套与导杆之间产生滑动，导杆限制了导杆套的位移从而控制副舵叶的偏转角度。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的襟翼舵系统具有较高的灵活性，在船舶进行“z”型操作航行时，回转时间短，灵活高效，非常适用于频繁靠港、频繁过驳的船舶。

附图说明

图1为襟翼舵系统结构示意图；

图2为襟翼舵系统偏转示意图；

图3为万向调节驱动装置结构放大图；

图4为止流板示意图；

图中：1、主舵叶，2、副舵叶，3、呆舵，4、襟翼舵销，5、舵杆，6、万向调节驱动装置，601、导杆，602、垂直销，603、球形铰链，604、垂直销上套，605、垂直销下套，606、垂直销上衬套，607、垂直销下衬套，608、导杆套，609、导杆衬套，7、舵杆下液压螺母，8、舵杆衬套，9、舵套筒，10、止流板，11、主舵止跳块，12、副舵止跳块。

具体实施方式

为了使本实用新型的结构和功能更加清晰，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见附图1-4，一种襟翼舵系统，包括主舵叶1、副舵叶2和呆舵3，所述主舵叶1与副舵叶2通过襟翼舵销4铰接，所述主舵叶1通过舵杆5与呆舵3转动连接，呆舵3是舵叶与船体的连接件，呆舵3通过万向调节驱动装置6连接副舵叶2。所述万向调节驱动装置6包括与副舵叶2连接的导杆601和与呆舵3连接的万向节机构，所述万向节机构设置在设置在导杆601的端部，导杆以万向节机构为中心轴进行旋转、摆动。所述万向节机构包括垂直销602和套装在垂直销外壁、与垂直销转动连接的球形铰链603，所述垂直销602连接在呆舵3上，导杆601与球形铰链603的外沿固定连接，导杆601与垂直销602相互垂直设置，导杆601以垂直销为中心轴进行旋转、摆动。

优选的，所述导杆601的一端设置为扁平端，扁平端开设有内孔，球形铰链603由轴承球心和球型轴承组成，垂直销穿过轴承球心的中心孔并与轴承球心转动连接，球型轴承装在轴承球心外面，球型轴承装配在在导杆扁平端内孔里面，导杆扁平端与球型轴承通过压紧板和螺栓紧固。

基于上述技术方案，主舵叶1采用流线型，与舵杆5连接部位采用铸件，为保证强度，铸件外凸，平滑与舵叶板过渡。副舵叶2采用流线型，与襟翼舵销连接采用高强度锻件，半宽型值采用与主舵统一流线型值。保证水流光顺通过。减小航行阻力。万向调节驱动装置安装于“子母舵”的主舵叶和副舵叶顶部之间位置，起到在主舵叶转动一定角度时，带动副舵叶同时相应转动一定角度，使整体舵叶获得较大舵力，从而获得较大舵扭矩，使船舶回转灵活快捷，给船舶带来较高回转操纵性能。

进一步地，所述垂直销602的两端分别设置有垂直销上套604和垂直销下套605，垂直销上套604和垂直销下套605分别通过螺栓与呆舵3固定连接，垂直销602被限制在垂直销上套和垂直销下套内进行转动，垂直销外壁和垂直销上套内壁之间设置垂直销上衬套606，垂直销外壁和垂直销下套内壁之间设置垂直销下衬套607，球形铰链603处于垂直销上套和垂直销下套之间。

优选的，所述垂直销上套604的下端面设置有限制垂直销上衬套的挡圈和限位螺栓，垂直销下套605的下端面设置底部衬板，垂直销和底部衬板之间设有底部耐磨板。

进一步地，所述导杆601套装有导杆套608，导杆套内径与导杆外径之间设置有导杆衬套609，导杆601和导杆套608沿水平方向滑动连接，所述导杆套608与副舵叶2焊接，导杆套的套孔轴心与副舵叶平行。

优选的，所述导杆套608靠近球形铰链603的一端内径设置有阶梯型限位面，导杆套远离球形铰链的一端通过挡圈和限位螺栓紧固，导杆衬套609被限制在阶梯型限位面和挡圈之间，随导杆套608在导杆601上进行滑动。

基于上述技术方案，万向调节驱动装置由球形铰链603、垂直销602、导杆601及导杆套608组成。导杆601设计采用不锈钢材质，防止长期浸泡海水中而被海水腐蚀。导杆一端为扁圆，有配套内孔，垂直销从内孔穿过，导杆沿着垂直销左右回转，同时导杆本体沿水平方向在导杆套内可以滑动。球形铰链603由轴承球心和球型轴承组成，同样采用不锈钢材质，轴承球心套在垂直销602上，可以围绕垂直销回转，同时，球型轴承装在轴承球心外面，然后装在导杆内孔里面，使导杆601可以沿着垂直销602无限制沿上下左右各个方向旋转，从而达到万向作用，以确保适应副舵叶2在使用过程中产生各个方向的位移。采用球形铰链作为导杆回转结构，能够避免副舵叶在上下方向上产生位移时，导杆与垂直销产生偏斜卡死断裂现象，球形铰链具有万向旋转功能，以适应副舵左右回转及在上下方向有一定的位移。垂直销602安装于呆舵结构上的垂直销上套604和垂直销下套605之内，保证垂直销始终在垂直销套内沿固定的垂直轴线旋转，以确保导杆扁圆一端始终围绕此垂直销转动。导杆601具有一定的长度，导杆套608在导杆601上滑动，从而带动副舵叶2随主舵叶1同时回转。导杆套608采用锻钢材料，具有一定长度，确保导杆601始终在其内部滑动，安装在副舵叶2顶部，套孔轴心与副舵叶平行，导杆在其内孔中滑动，在导杆的作用下，将转动力矩传递给导杆套，再由导杆将转动力矩传递给副舵叶，从而带动副舵叶随主舵叶同时相应转动。当主舵叶1转动时，导杆601一端绕着垂直销602转动，由于垂直销602只能在固定于呆舵的垂直销套内转动，同时，导杆套焊接固定于副舵叶上部，导杆围绕垂直销转动，带动副舵叶转动，副舵的中线面始终平行于垂直销，这样实现主舵叶与副舵叶同时旋转，本实用新型主舵回转45°，副舵回转55°，达到舵效大大提高效果。具有万向调节驱动装置的襟翼舵，在主舵转动时能带动副舵转动，使舵力大大提高，从而提高舵扭矩，已达到船舶回转的快速性、灵活性。

进一步地，所述襟翼舵销采用三销同轴的结构，主舵叶与副舵叶通过三个同轴设置的襟翼舵销4铰接，所述襟翼舵销锥形液压装配。主舵与副舵之间采用高强度锻钢襟翼舵销连接，襟翼舵销与锻件设计为锥形液压装配安装，以确保三销同轴。

基于上述技术方案，襟翼舵销三个锥孔加工要求同轴度≤0.3mm，与cl船舯线面平面度≤0.3mm，加工后三组襟翼舵销的安装公差≤0.5mm，对此我们襟翼舵销采用锥形液压安装，锥孔采用人工研磨的成熟施工方法，因为襟翼舵销材质为普通锻钢，为常用施工材质，从材料上确保了现场施工可行性。人工研磨着色面积达到≥75%，这样襟翼舵三销同轴有充分的条件能够实现。

为了确保主舵叶与副舵叶同步回转，就要使三组襟翼舵销在同一垂直轴线上，三个锥形内孔加工需要同一刀杆一次加工成品。襟翼舵销设计采用普通锻钢加不锈钢轴套结构，因为锻钢屈服强度远远高于不锈钢，而且避免了不锈钢较软而与锥孔研磨困难，同时采购成本也相对较低，为了确保防腐性能，采用锻钢烘装不锈钢套压装密封圈设计，既保证强度和防腐性，又方便现场施工。要保证襟翼舵销三销同轴，首先就要保证三孔同轴，对此，在设计副舵叶时，将副舵叶锻件锥孔下面三组舵叶结构均设计成可拆散装结构，在机加工前均不安装，同时锻件加工锥孔部位水平方向均突出舵叶本体，以确保加工刀杆空间，为一刀成型成品加工创造条件。

进一步地，所述主舵叶1与舵杆5的下半部固定连接并设置舵杆下液压螺母7，呆舵3与舵杆5的上半部转动连接，舵杆的上半部与呆舵之间设置舵杆衬套8和舵套筒9；所述舵杆5上设置o型密封圈，o型密封圈设置在主舵叶1和呆舵3之间。

进一步地，所述主舵叶1和副舵叶2远离呆舵3的一端设置止流板10，止流板10的形状与主舵叶和副舵叶相配合，止流板连接主舵叶的部分与止流板连接副舵叶的部分铰接。止流板能够有效利用螺旋桨尾流，同时降低底板处空泡腐蚀。

进一步地，所述主舵叶1设置有主舵止跳块11，副舵叶2设置有副舵止跳块12。

襟翼舵工作过程：

初始状态下，主舵叶1和副舵叶2位于呆舵3下方，主舵叶1和副舵叶2之间水平展开，导杆套608位于导杆601上靠近垂直销602的极限位置；主舵叶1转动时，舵机通过舵杆5向主舵叶1传动力矩，主舵叶1以舵杆5为轴转动一定角度，副舵叶2具有随主舵叶以舵杆为轴沿弧形轨迹运动的趋势，由于舵杆5与呆舵3转动连接，呆舵3位置保持不变，与呆舵3连接的垂直销上套604和垂直销下套605的位置不变，保持在垂直销上套604和垂直销下套605内的垂直销602水平位置不变，只能发生转动，因此万向节机构的水平位置固定，副舵叶2带动导杆套608及导杆601进行转动，转动过程中，由于副舵叶2沿弧形轨迹运动，导杆套608与副舵叶2固定连接，因此导杆套608与导杆601之间产生滑动，导杆套608由靠近垂直销的位置向远离垂直销的位置活动，从而控制副舵叶2的偏转角度。

即副舵叶2在转动过程中，导杆套608既要以垂直销602为轴进行转动，又要以舵杆5为轴进行转动，由于两个定点轴偏心设置，在两种运动趋势的作用下，导杆套608的转动半径不断发生改变，并以此限制副舵叶2的偏转角度。

imo最新规范对超越角要求，船舶进行“z”型操作航行时，要满足以下超越角要求：

（1）舵叶回转10°时，第一超越角为13.9°；

（2）舵叶回转第二10°时，第二超越角为30.9°；

（3）舵叶回转20°时，第二超越角为25.0°；

要满足以上imo规范要求，就要求船舶具有较高的灵活性，本实用新型的襟翼舵系统能够满足imo最新超越角要求，本实用新型主舵回转45°，副舵回转55°，达到舵效大大提高效果，在船舶进行“z”型操作航行时，回转时间短，灵活高效，非常适用于频繁靠港、频繁过驳的船舶，完全能满足以上规范的要求，本实用新型就为用于8500m³天然气加注船上。

确定舵叶的总舵面积以及主舵与副舵之间比值即“襟翼比”：舵叶总面积确定为12.5平方，主舵也尺寸在舵杆中心处向艏为900mm,在舵杆中心处向艉为1300mm，副舵也尺寸襟翼舵销轴心向艉为600mm，“襟翼比”确定为20.5%。

以上列举的仅是本实用新型的最佳实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。