一種船舶用舵的整流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶用舵的整流裝置，屬于船舶用舵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在海事領(lǐng)域，高速船的舵普遍面臨因空化而產(chǎn)生的空泡問題。
[0003]舵在水中高速運動時，表面壓力發(fā)生變化。當(dāng)舵表面局部壓力降低至當(dāng)時水溫對應(yīng)的水的飽和蒸汽壓力時，此低壓區(qū)域的水爆發(fā)式汽化，進入水中原本存在的空氣氣核，使空氣氣核膨脹，形成氣泡，即所謂的空泡?？张輹档痛岸娴乃畡恿π阅芎筒倏v性能。這些空泡隨水流進入高壓區(qū)后，在高壓區(qū)潰滅。潰滅的過程，壓力驟然增大。如果潰滅發(fā)生在舵表面，也會造成舵的表面剝蝕，也導(dǎo)致舵的振動，并產(chǎn)生噪音。
[0004]船舶的舵布置于固定船舶結(jié)構(gòu)之后，舵體與船舶結(jié)構(gòu)之間的間隙容易引起的空泡；船舶的舵分為幾個不同部分，不同部分之間的間隙也容易引起的空泡；舵與來流夾角較大時也會引起空泡。
[0005]參見圖5-圖6，舵部分之間存在間隙時，操縱舵時會產(chǎn)生從高壓區(qū)流向低壓區(qū)的間隙流動。舵間隙內(nèi)流動是非定常的，可能會在間隙內(nèi)即產(chǎn)生空泡并發(fā)生空泡潰滅，造成間隙內(nèi)空泡氣蝕。間隙內(nèi)產(chǎn)生的空泡在舵表面潰滅。
[0006]參見圖6，特別的，半懸掛舵系統(tǒng)，在掛舵臂的安裝舵銷處，因掛舵臂線型原因，間隙流出的水流帶有向前的速度，此向前速度與原低壓側(cè)流體互相作用，造成了流線在此位置的分離，在掛舵臂后方的舵表面形成了很短的低壓區(qū)域，空泡在此區(qū)域內(nèi)迅速生成，迅速潰滅。此區(qū)域也是船上空泡多發(fā)區(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的船舶的舵布置于固定船舶結(jié)構(gòu)之后，舵體與船舶結(jié)構(gòu)之間的間隙容易引起的空泡；船舶的舵分為幾個不同部分，不同部分之間的間隙也容易引起的空泡；舵與來流夾角較大時也會引起空泡；舵體間隙流出的水流帶有向前的速度，此向前速度與原低壓側(cè)流體互相作用，造成了流線在此位置的分離。
[0008]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0009]一種船舶用舵的整流裝置，包括舵角信息接收裝置39，布置于船舶內(nèi)，通過信號電纜與船舶的操作機構(gòu)相連；控制機構(gòu)40，布置于船舶內(nèi)，包括根據(jù)舵角信息進行長度計算的模塊和控制驅(qū)動機構(gòu)41，42的控制模塊；舵與掛舵臂上部垂向間隙22具有向前凸起的弧度，舵與掛舵臂下部垂向間隙23具有向后凸起的弧度服務(wù)于所述上部垂向間隙22的第一對驅(qū)動機構(gòu)41，42，布置于掛舵臂結(jié)構(gòu)內(nèi)部兩側(cè)；所述第一對驅(qū)動機構(gòu)41，42帶動第一對調(diào)整板45、46前后移動，第一對調(diào)整板45、46與上部垂向間隙22等高度，其末端的第一對柔性接觸板49、50將所述上部垂向間隙22封堵??；服務(wù)于所述下部垂向間隙23的第二對驅(qū)動機構(gòu)43，44，布置于掛舵臂結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述第二對驅(qū)動機構(gòu)43，44帶動第二對調(diào)整板47、48前后移動，第二對調(diào)整板47、48與下部垂向間隙23等高度，其末端的第二對柔性接觸板51、52將所述下部垂向間隙23封堵住；所述舵與掛舵臂之間還具有橫向間隙24，所述橫向間隙24采用水平調(diào)整板進行固定封堵。
[0010]舵角信息接收裝置接收舵角轉(zhuǎn)動角度信息，控制結(jié)構(gòu)通過PLC控制板自動計算出左、右舷驅(qū)動機構(gòu)的移動距離，再控制左右舷的兩對驅(qū)動機構(gòu)帶動兩對左、右舷的調(diào)整板水平移動，調(diào)整板末端的柔性接觸板對上下、兩個垂向間隙進行封堵；此外，橫向間隙本身已被水平調(diào)整板封堵住。從而避免了由于舵體與船舶結(jié)構(gòu)之間的間隙引起的空泡，對于下部垂向間隙23而言，由于還能避免下部垂向間隙內(nèi)的水流方向與航行水流方向產(chǎn)生不一致，從而還具有一定的整流作用。
[0011 ] 進一步的，所述驅(qū)動機構(gòu)由電機直接驅(qū)動或電動液壓式驅(qū)動。
[0012]進一步的，所述柔性接觸板是由金屬絲作為內(nèi)部骨架的具有彈性的材質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步的，所述第二對柔性接觸板51、52尾端具有與所述下部垂向間隙23向配合的線型，以起到調(diào)整水流方向，影響流場的作用。
[0014]進一步的，各個驅(qū)動機構(gòu)包括一個可移動的移動桿，移動桿移動桿與調(diào)整板相連，移動桿在驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動下帶動調(diào)整板前后移動，各個柔性接觸板分別固定在各個調(diào)整板上，隨調(diào)整板一起移動，在掛舵臂上設(shè)置供移動桿穿過的開孔和供移動桿穿收藏的凹槽，在掛舵臂的開孔處設(shè)置密封裝置，以保證在掛舵臂處于水下時，水不會通過開孔進入掛舵臂內(nèi)。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]I)避免了由于舵體與船舶結(jié)構(gòu)之間的間隙引起的空泡，提升舵體的壽命和安全性會K。
[0017]2)將空泡潰滅位置延后至舵尾端之后，從而減少空泡潰滅對舵的損壞。
[0018]3)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙。
[0019]4)采用控制系統(tǒng)自動計算左、右舷驅(qū)動機構(gòu)的移動距離，控制簡單，方便。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中船體尾部的舵與掛舵臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1中A-A剖視圖。
[0022]圖3是圖1中B-B剖視圖。
[0023]圖4是圖1中C-C剖視圖。
[0024]圖5是現(xiàn)有技術(shù)中，舵與掛舵臂上部之間的間隙示意圖。
[0025]圖6是現(xiàn)有技術(shù)中，舵與掛舵臂下部之間的間隙示意圖。
[0026]圖7是本發(fā)明船舶用舵的整流裝置的控制系統(tǒng)的框圖。
[0027]圖8是本發(fā)明船舶用舵的整流裝置的立面結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖9是本發(fā)明船舶用舵的整流裝置位于上部垂向間隙部位的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖10是與圖9對應(yīng)的，舵與掛舵臂發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖11是圖10中方框部位的局部放大圖。
[0031]圖12是本發(fā)明船舶用舵的整流裝置位于下部垂向間隙部位的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖13是與圖12對應(yīng)的，舵與掛舵臂發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖14是圖13中方框部位的放大圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0035]首先，介紹本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)部分:
[0036]很多船舶采用了半懸掛半鏟型舵系統(tǒng)，該系統(tǒng)經(jīng)常采用的形式之一如圖1-圖3所示，一艘船可布置I個或多個舵2，每個舵2位置都相應(yīng)的設(shè)有掛舵臂3 ;舵2位于船舶I的尾部；掛舵臂3固定于船舶I ;舵2的上部布置于固定的掛舵臂3之后；舵2的下部不設(shè)置掛舵臂；舵2和掛舵臂3之間存在間隙，包括垂向間隙22，23和水平間隙24，25 ;舵2通過舵桿5與船舶I的操舵裝置相連；舵銷6與舵2相連；舵銷6穿過掛舵臂3之中，與掛舵臂3之間設(shè)有滑動軸承，舵2在XY平面所受的力和彎矩可通過舵銷6傳遞至掛舵臂3 ;操舵裝置通過舵桿5可以帶動舵2和舵銷6繞舵軸線4轉(zhuǎn)動；橫截面為垂直于舵軸線4的平面截得的剖面；有掛舵臂3的位置，在不同高度上，舵2和掛舵臂3的位置關(guān)系不同；在不設(shè)置舵銷6的高度，舵2延伸至舵軸線之前，如圖3所示；在設(shè)置舵銷6的高度，掛舵臂3延伸至舵軸線之后，如圖2所示；沒有掛舵臂3的位置，如圖4所示；
[0037]為便于描述，將舵2橫截面的外表面分為3個部分，分別是舵前緣7，13，19、舵中間部分8，14，20和舵后緣9，15，21 ;
[0038]為便于描述，將掛舵臂3橫截面的外表面分為3個部分，分別是掛舵臂前緣10，16