Một chiếc tàu lượn dài 45 mét dễ dàng vào ổ khóa với tốc độ ba hải lý là thử nghiệm rõ ràng nhất đối với một bánh lái ở đuôi tàu. Ở tốc độ đó, chỉ riêng thân tàu đã đẩy quá ít nước qua lưỡi dao để lái, và con tàu chỉ phản ứng với bánh xe vì chân vịt đang tạo ra một cột nước xoáy nhanh trên giấy bạc.
Thực tế duy nhất đó giải thích cả logic thiết kế và quyết định mua hàng. Bánh lái đuôi tàu là một lưỡi định hình được treo trên đường tâm của tàu phía sau chân vịt, và nó làm quay thân tàu bằng cách tạo ra lực nâng sang một bên chứ không phải bằng cách "chặn" nước. Câu trả lời ngắn gọn cho bất kỳ ai chỉ định một: sử dụng một cánh cân bằng hoặc bán cân bằng với khoảng 20 đến 28 phần trăm diện tích bên của nó về phía trước trục cổ, giới hạn hành trình ở 35 độ mỗi bên và kích thước thiết bị lái từ đường cong mô-men xoắn bánh lái ở mức lái tối đa, ngược lại cũng như phía trước, thay vì từ chiều dài thân tàu. Các phần bên dưới giải thích tại sao những con số đó lại quan trọng và nơi chúng có thể được điều chỉnh một cách an toàn.
Tại sao vị trí đuôi tàu lại đánh bại mái chèo gắn bên hông
Bánh lái ở đuôi tàu hoạt động tốt hơn mái chèo lái bên chủ yếu vì nó hoạt động bên trong vòng đua chân vịt, nơi vận tốc nước qua lá chắn là cao nhất.
Lực nâng tăng theo bình phương vận tốc dòng chảy. Khi một chân vịt đẩy nước qua cánh quạt, tốc độ cục bộ qua lỗ bánh lái có thể tăng gấp đôi và lực bên ở cùng một góc bánh lái có thể tăng lên gấp nhiều lần. Đó là lý do vật lý khiến bánh lái ở giữa đuôi tàu đã thay thế mái chèo bên trên khắp Bắc Âu trong khoảng thời gian từ năm 1200 đến năm 1500, ngay sau khi các nhà máy đóng tàu Trung Quốc đã áp dụng nó. Lý do thứ hai là tính đối xứng: một lưỡi chèo ở đường tâm tạo ra cùng một cổng lực và mạn phải, trong khi mái chèo bên hoạt động khác với gót thân tàu.
| Khía cạnh | bánh lái đuôi tàu | Mái chèo bên |
|---|---|---|
| Vị trí | Đường tâm, ngay phía sau chân vịt | Một phần tư, lệch khỏi đường trục |
| Nguồn lực chính | Cuộc đua nâng thủy động lực cộng với chân vịt | Dòng chảy thân tàu và góc quét của mái chèo |
| Quyền lực ở tốc độ thấp | Cao, thậm chí ở tốc độ thuyền bằng 0 khi động cơ đang quay | Nghèo trừ khi mái chèo bị cuốn về mặt vật lý |
| Hành vi khi đi gót | Có thể dự đoán được, lực vẫn đối xứng | Không đối xứng, khó sửa hơn |
| Cơ cấu nhu cầu | Cổ bánh lái, vòng bi cổ, trục chốt hoặc vòng bi bên trong | Lưỡi mái chèo, điểm tựa và cốt thép ở thân tàu |
Làm thế nào lưỡi kiếm thực sự quay thân tàu
Bánh lái ở đuôi lái được điều khiển bằng cách tạo ra lực nâng và lực nâng phụ thuộc nhiều vào góc tấn hơn là chỉ vào diện tích cánh quạt.
Góc tấn công và đình trệ
Lên đến khoảng 30 đến 35 độ, lực bên tăng gần như tuyến tính với góc bánh lái. Ngoài điểm đó, dòng chảy tách ra khỏi phía áp suất thấp, lực nâng rơi ra, lực cản tăng lên và lưỡi dao bắt đầu rung. Đây là lý do tại sao gần như mọi hệ thống lái thương mại đều dừng ở góc 35 độ mỗi bên và tại sao các quy tắc phân loại yêu cầu bánh lái quay bánh lái từ 35 độ ở một bên sang 30 độ ở bên kia trong thời gian không quá 28 giây ở điều kiện định mức.
Cuộc đua cánh quạt và lái dừng tốc độ
Một bánh lái ngay phía sau chân vịt tiếp tục tạo ra lực khi động cơ quay ngay cả khi thân tàu đứng yên. Công việc neo đậu và kéo dựa vào điều này: lưỡi dao không điều khiển con tàu mà điều khiển việc rửa. Do đó, vị trí của lưỡi dao so với khẩu độ chân vịt cũng quan trọng như hình dạng của lưỡi dao. Khoảng cách quá lớn và đường đua tràn ra xung quanh các cạnh của lưỡi dao; khoảng cách quá nhỏ và sự xói mòn đầu nhọn sẽ tăng tốc.
Tỷ lệ số dư và trạng thái tồn kho
Tỷ lệ cân bằng là phần diện tích bên được đặt phía trước trục cổ và đây là cách hiệu quả nhất để giảm mô-men lái. Việc di chuyển tâm áp suất đến gần trục sẽ cắt cánh tay đòn, do đó, một lưỡi dao cân bằng tốt có thể chỉ cần một phần mô-men xoắn của một lưỡi dao không cân bằng có diện tích giống hệt nhau. Các cánh quạt thương mại thông thường chiếm từ 20 đến 28% diện tích so với kho dự trữ; các lưỡi bán cân bằng được hỗ trợ xiên sử dụng một hình dạng tương tự trong khi xiên mang tải trọng chịu lực mà nếu không sẽ tải vật liệu.
Các loại bánh lái nghiêm khắc và vị trí phù hợp của từng loại
Bốn họ bao gồm gần như tất cả các công việc thương mại và sự khác biệt mang tính quyết định là cách hỗ trợ lưỡi dao chứ không phải đường viền của giấy bạc.
| Loại | Hỗ trợ và xoay vòng | Tàu điển hình | Sự đánh đổi chính |
|---|---|---|---|
| Không cân bằng, lệch lạc | Kho ở cạnh đầu, toàn bộ khu vực phía sau | Tàu nhỏ, thuyền làm việc chậm, xà lan | Đơn giản và mạnh mẽ nhưng có mô men lái cao nhất trong khu vực của nó |
| Bán cân bằng | Phần diện tích phía trước phôi, được đỡ bằng thanh xiên, sừng hoặc ổ đỡ bên trong | Tàu lót ly, tàu cá, tàu kéo, hỗ trợ xa bờ | Mô-men xoắn vừa phải với sự bảo vệ hữu ích của cánh quạt |
| Thuổng cân bằng hoàn toàn | Cổ phiếu là chỗ dựa duy nhất, 20 đến 30% diện tích phía trước | Phà nhanh, du thuyền, tuần tra và tàu hải quân | Mô-men xoắn thấp nhất và dòng chảy sạch nhất nhưng không được bảo vệ nếu lưỡi dao chạm đất hoặc mảnh vụn |
| Cạnh sau có nắp hoặc có bản lề | Lưỡi chính cộng với một bản lề ở mép sau | Phà và tàu thuyền cần lực nâng cao ở mức lái vừa phải | Lực nâng nhiều hơn trên mỗi độ lái, nhưng cần duy trì thêm các liên kết và vòng bi |
Phối hợp mô-men xoắn bánh lái với thiết bị lái
Thiết bị lái phải có kích thước phù hợp với mô-men xoắn cực đại của bánh lái và đối với một lưỡi lái cân bằng, đỉnh đó thường xuất hiện ở đâu đó trong khoảng từ 25 đến 35 độ lái, phía trước và phía sau, không phải ở giữa tàu.
Mô-men xoắn của bánh lái là lực pháp tuyến tác dụng lên cánh quạt nhân với khoảng cách từ tâm áp suất của nó đến trục cổ. Cánh tay đòn đó thay đổi theo góc, do đó đường cong mô-men xoắn tăng lên, phẳng đi và có thể giảm trở lại trước khi đạt tới mức lái tối đa. Hai con số thuộc về mọi cuộc điều tra: mômen xoắn ở góc 35 độ khi tàu ở tốc độ tối đa phía trước và mô men xoắn ngược lại, thường bị bỏ qua và thường là trường hợp làm quá tải bộ truyền động. Hầu hết các nhà đóng tàu đều áp dụng biên độ thiết kế khoảng 1,5 lần mô-men xoắn phía trước được tính toán để xử lý tắc nghẽn, bảo vệ thời tiết và tải trọng tác động nhất thời, đồng thời bản thân thiết bị phải được chứng nhận bởi tổ chức phân cấp tàu.
Đối với mô-men xoắn bánh lái lớn hơn, giải pháp thông thường là một tay lái được dẫn động bởi hai thanh truyền động đối diện, một sự sắp xếp được bao phủ trong thiết bị truyền động kiểu nĩa phạm vi và được sử dụng rộng rãi trên các tàu chở hàng và tàu kéo. Các lưỡi dao nhỏ hơn hoặc các thiết bị lắp đặt ở nơi không gian xung quanh kho chật hẹp thường được phục vụ tốt hơn bằng bộ truyền động quay.
Nhà cung cấp thiết bị lái thủy lực loại nĩa Các sản phẩm của Tongzhou đã liên tục được công nhận từ các cuộc kiểm tra tàu lớn như ZC, CCS, ZY, BV, ABS, LR, DNV, NK, KR, BKI, v.v. Sản phẩm được xuất khẩu... Xem sản phẩm → Công suất mô-men xoắn là bộ lọc đầu tiên, nhưng không phải là bộ lọc duy nhất. Hành trình, dấu chân lắp và vị trí của thân bánh lái quyết định xem có thể lắp đặt bộ phận quay hoặc bộ dẫn động bằng máy xới hay không. Các phạm vi được công bố từ nhà sản xuất máy móc một boong chạy từ 25 kN·m đến 1350 kN·m đối với thiết bị lái thủy lực kiểu càng nâng và từ 8 kN·m đến 600 kN·m đối với các thiết bị xi lanh xoay, điều này cho thấy sự phân chia rõ rệt của hai dòng này theo kích thước tàu.
Nhà cung cấp thiết bị lái thủy lực xi lanh xoay Các sản phẩm của Tongzhou đã liên tục được công nhận từ các cuộc kiểm tra tàu lớn như ZC, CCS, ZY, BV, ABS, LR, DNV, NK, KR, BKI, v.v. Sản phẩm được xuất khẩu... Xem sản phẩm → Bất kể bộ truyền động nào, mô-men xoắn mà nó có thể cung cấp phải được kiểm tra dựa trên bộ truyền động mô-men xoắn cao thông số kỹ thuật ở áp suất hệ thống định mức, không phải ở cài đặt van giảm áp và bộ máy bơm phải duy trì áp suất đó liên tục trong suốt chặng đường dài trên biển.
Tám con số cần xác định trước khi đặt hàng
Lệnh lái nghiêm khắc bị sai khi đặc điểm kỹ thuật để ngỏ một số và tám trong số đó gây ra hầu hết các tranh chấp.
- Độ dài quy tắc, ký hiệu hạng và xã hội sẽ chứng kiến cuộc kiểm tra vì thiết bị lái cần có chứng chỉ riêng.
- Tỷ lệ diện tích bánh lái, thường nằm trong khoảng từ 1/50 đến 1/70 diện tích ngập nước (chiều dài thời gian mớn nước) đối với tàu chở hàng một chân vịt, tăng lên 1/40 hoặc hơn đối với tàu kéo và tàu cần điều động chặt chẽ.
- Góc bánh lái và tốc độ góc tối đa, thường là 35 độ mỗi bên với thời gian xoay được đo theo yêu cầu quy tắc.
- Đường kính gốc, cấp vật liệu và chi tiết khớp nối, dù là côn có khóa, ma sát không cần chìa hay mặt bích.
- Mô-men xoắn ở mỗi góc xác định, phía trước và phía sau, với giới hạn thiết kế được nêu rõ ràng.
- Loại vòng bi và chất bôi trơn, ống lót tự bôi trơn hoặc núm bôi mỡ, cộng với khoảng thời gian thay thế.
- Hệ thống phủ và phụ cấp cực dương cho lưỡi dao ướt và khu vực khe hở.
- Bộ tài liệu: giấy chứng nhận vật liệu, báo cáo thử nghiệm không phá hủy, biên bản nghiệm thu tại nhà máy và bộ seal dự phòng.
Việc lắp đặt, dung sai và các điểm mài mòn quan trọng
Hầu hết các khiếu nại nghiêm khắc về bánh lái trong quá trình bảo dưỡng đều liên quan đến sự căn chỉnh và khe hở ổ trục khi lắp đặt chứ không phải ở bản thân lá.
Cổ phiếu phải nằm thẳng đứng trong phạm vi dung sai của nhà sản xuất trước khi ghép bộ truyền động và máy xới hoặc trục quay phải được lắp sau khi các mối hàn thân tàu hoàn tất, vì biến dạng hàn sẽ di chuyển vòng boong và tải trước ổ trục cổ. Sau khi mạch thủy lực được đóng lại, áp suất vận hành, quá trình lọc và loại bỏ không khí sẽ quyết định liệu thiết bị có chạy êm trong nhiều năm hay kêu lạch cạch từ chuyến hành trình đầu tiên hay không.
Nhà sản xuất bộ nguồn thủy lực Các sản phẩm của Tongzhou đã liên tục được công nhận từ các cuộc kiểm tra tàu lớn như ZC, CCS, ZY, BV, ABS, LR, DNV, NK, KR, BKI, v.v. Sản phẩm được xuất khẩu... Xem sản phẩm → | điểm kiểm tra | Tại sao nó quan trọng | Hành động điển hình |
|---|---|---|
| Độ thẳng đứng của cổ phiếu và căn chỉnh vòng bi cổ | Tải trọng ổ trục và phốt truyền động bị lệch | Kiểm tra trước khi ghép nối, doa hoặc chêm sau khi hàn |
| Giải phóng mặt bằng Pintle và Gudgeon | Slack xuất hiện như một kẻ chết lặng ở tay lái và như đang gõ cửa | Làm mới bụi cây khi trò chơi vượt quá giới hạn của nhà sản xuất; một mục khảo sát lớp học |
| Khoảng cách giữa lưỡi và khẩu độ | Khe hở quá nhỏ làm tăng tốc độ xói mòn do bọt khí ở mép lưỡi dao | Giữ khoảng trống bản vẽ và kiểm tra các cạnh tại mỗi điểm nối |
| Lớp phủ và cực dương | Rỗ ở mép trước phát triển thành vết nứt | Sửa chữa mỗi lần lắp pin khô, thay thế cực dương đúng lịch |
| Tình trạng dầu thủy lực | Nước xâm nhập hoặc tải hạt làm mòn máy bơm và van | Lấy mẫu theo các khoảng thời gian cố định, thay đổi bộ lọc theo bằng chứng chứ không phải theo thói quen |
Rủi ro mua sắm đáng định giá
Những sai lầm đắt giá trong việc mua sắm bánh lái nghiêm khắc là những khoảng trống về thông số kỹ thuật chứ không phải sự chênh lệch về giá giữa các nhà cung cấp.
- Chỉ trích mô-men xoắn ở mức 35 độ và sau đó phát hiện ra rằng mô-men xoắn ngược vượt quá định mức của bộ truyền động trong quá trình điều động tại bến cảng.
- Đặt hàng thiết bị lái và bánh lái từ các nhà cung cấp khác nhau mà không có bản vẽ giao diện chung về đường kính phôi, rãnh then và lỗ máy xới.
- Chấp nhận thử nghiệm tại nhà máy ở áp suất giảm, điều này ẩn giấu một bộ máy bơm không thể giữ được mô-men xoắn định mức khi quay liên tục.
- Để tổ chức phân cấp chứng kiến ngoài đơn đặt hàng nên giấy chứng nhận sẽ đến sau cửa sổ kiểm tra của tàu.
- Việc quên danh sách các bộ phận bị mòn, điều này biến việc thay thế vòng đệm định kỳ thành một hoạt động mua sắm kéo dài hàng tuần.
Câu hỏi thường gặp
Bánh lái ở đuôi tàu có giống như bánh lái cân bằng không?
Không. Stern mô tả vị trí gắn lưỡi dao; cân bằng mô tả bao nhiêu phần diện tích của nó nằm phía trước trục chứng khoán. Bánh lái ở đuôi tàu có thể không cân bằng, bán cân bằng hoặc cân bằng hoàn toàn và quyết định cân bằng là yếu tố quyết định kích thước của bánh lái.
Một bánh lái nghiêm khắc có thể điều khiển một con tàu không chuyển động được không?
Có, miễn là cánh quạt quay và lưỡi dao nằm trong đường đua. Khi đó, lực đến từ lực đẩy được tăng tốc chứ không phải từ tốc độ thân tàu, đó là lý do tại sao quy trình neo đậu dựa vào các vụ nổ động cơ ngắn hơn là chỉ dựa vào người lái.
Tại sao bánh xe có cảm giác chùng xuống ở đoạn giữa tàu?
Chuyển động bị mất gần vị trí trung gian thường là do bạc lót trục, ổ trục hoặc kết nối máy xới bị mòn hoặc do không khí trong mạch thủy lực. Đó là một triệu chứng giải phóng mặt bằng cơ học và hiếm khi là vấn đề về giấy bạc.
Hình dáng bánh lái có quan trọng hơn diện tích bánh lái không?
Diện tích đặt ra mức trần cho lực sẵn có, trong khi hồ sơ quyết định mức trần đó có thể đạt được trước khi dòng chảy bị đình trệ. Một lưỡi dao được định hình tốt ở góc 35 độ thường sẽ hoạt động tốt hơn một tấm phẳng lớn hơn được đẩy đến cùng một góc.
Bao lâu thì nên bảo dưỡng thiết bị lái?
Thực hiện theo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất và chu trình khảo sát lớp: phân tích dầu theo các khoảng thời gian cố định, lọc bằng chứng và kiểm tra toàn bộ vòng bi, vòng đệm và mối liên kết tại mỗi lần cập bến khô.
Có được tỷ số cân bằng, đường cong mô-men xoắn và giao diện bộ truyền động ngay ở giai đoạn tìm hiểu, bánh lái ở đuôi tàu sẽ trở thành một trong những bộ phận ít rắc rối nhất trên tàu. Hãy để bất kỳ một trong số chúng mở và buồng lái sẽ cảm nhận được điều đó trong lần cập bến đầu tiên đầy gió.
