欧普兰-轴系动态校中计算技术开发

船舶舵系统是船舶的操作系统，主要保证船舶保持直

线航行或进行回转运动的设备。船舶舵系安装是船舶建造

中的重要组成部分，舵系安装质量的优劣直接影响着船舶

的操纵性能。

1 常见舵系故障及其原因

船舶舵系需要进行修理，多数情况均是在出现海损事

故后，否则一般具有较长的使用期。舵系修理的内容和范

围需要根据实际情况而定，在实际工作中出现的故障主要

包括以下几方面。

1.1 转舵不灵敏，转满舵时间过长

在舵机功能正常下，也存在着舵叶进水使得转舵力矩

增加；舵杆受力过大发生扭曲变形，使各舵承处承受的负

荷不均匀，摩擦阻力变大；或是舵承损坏、舵系安装精度不

足等情况，这就造成了转舵不灵活的现象。

1.2 转舵有异声，并伴有撞击现象

产生此种故障主要是由于舵系统内部各组成部分配

合间隙过大（如舵承与舵杆、舵轴、舵销等）、转舵时舵叶左

右位移量过大，产生碰撞；或是舵承内部滚珠破损，垫圈移

位松动等造成的操舵异常并伴有撞击现象。

1.3 转舵舵角控制不，舵角回归零位

在舵角指示器正常下，仍出现此类问题，可归结为舵

杆扭曲变形过大，舵叶亦随之变形；舵叶安装时舵角未对

准零位。

1.4 操舵异常轻松，航向失控

出现此种现象时，多为发生舵杆折断后，造成舵叶丢

失导致的。若舵杆与舵叶采用法兰连接时，也可能是连接

螺栓脱落造成的。

1.5 舵系振动

虽然舵叶一般安装在螺旋桨的后面，螺旋桨在工作时

会存在振动。但是只要舵系设计合理、安装工艺符合要求，一

般不会产生舵系振动的。因此若产生舵系振动，就要从这两

方面寻找原因。通常为合理的解决方式就是检查舵系安装

工艺的合理性。检查舵系是否安装不正、安装间隙是否过大、

安装部位的主船体刚度、强度是否满足规范的要求等。

船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，对船舶的稳定运行有很大的影响[1]。由于轴和螺

旋桨的重力在艉管轴承处产生的单边载荷，会造成轴承的边缘磨损。通过校中计算可解决轴承间载

荷分布不均问题。但是，轴承自身的偏磨会显著影响轴承的承载性能，并对轴系的动态校中性能和

船体振动造成影响。

Piggot[6]的研究结果表明，轴系合理校中计算定制化服务，滑动轴承的轴承孔和轴颈之间的相对夹角达到0.0002rad ，轴承的承载性

能将下降40%。J. Bouyer 和M. Fillon[7]则认为由于校中不良引起的轴承和轴颈之间的夹角和附加弯矩

会对滑动轴承性能的显著影响，试验表明，70Nm 的附加弯矩能使直径100mm 的轴承中截面的承

载能力下降20%，油膜厚度下降80%，容易造成油膜，引起轴承磨损。

在我国的船舶行业标准CB/Z 338-2005 中建议艉管后轴承支承点处的截面转角不超过

-4 3.5 10 rad 。如果计算值不超过此值，轴承按直线布置，即忽略轴承和轴线之间的夹角；如果超过

此值则需要对轴承进行斜镗孔处理，使轴承转角符合要求。尽管如此，由于当前的轴系校中工艺技术

及安装精度的限制，轴承和轴颈仍不能做到完全顺应，存在一定的夹角和附加弯矩，达不到轴承的性

能使用要求，常引起轴承偏磨，使其固有频率下降，甚至引起共振。

1提供默认值参数：

2可以进行轴系疲劳计算；

3支持自动识别导入MAN和瓦锡兰等主机厂商主机激励数据，且当客户没有主机激励数据值时，为其提供默认参考值；

4软件支持对螺旋桨一次激励以及二次激励计算，同时对于不同数量桨叶的螺旋桨，提供默认的螺旋桨激励参数值；

5对于电力推进系统，软件提供默认的电机激励参数，包括电机短路状态下的激励参数值参考；

6软件集成多家船级社设计标准，并自动检验设计是否满足船级社的标准

8专注船舶设计、船舶建造和船舶维修等领域，数十年行业用户验证，成熟可靠，大大提升设计效率。

9软件集成了轴系设计所涉及的所有类型计算。

0软件自带高速计算求***，软件具备流畅的图形化用户界面，便捷的单位转化工具

0具备强大的计算报告生成系统，并可根据用户习惯自定义