Ha összehasonlítja a kormány árajánlatokat, és a kormánymű nyomatékadatai 40%-kal térnek vissza egymástól, akkor általában nem a szállító az eltérést. Ez a specifikációban szereplő kormánylapát típus. A 38 m²-es félig kiegyensúlyozott, szárra akasztott kormánylapát és egy 38 m²-es ásókormány egyforma a rajzlapon, mégis teljesen eltérő módon terhelik a kormányszárat: az ásó a terület nagy részét az ág mögött viszi, és kisebb működtetőelemre van szüksége, míg a szárra akasztható lapát alsó éle megtámasztja, és a teher átadja a csapágytestet.
A válasz egy sorban: a kormánytípusokat két független tengely határozza meg. Az első a penge megtámasztásának módja – teljesen kiegyensúlyozott, félig kiegyensúlyozott vagy kiegyensúlyozatlan. A második a pengeprofil – lapos lemez, áramvonalas ásó, kürt, csappantyú vagy magas emelésű speciális. A támasztó elrendezés határozza meg, hogy a kormányműnek mekkora nyomatékot kell termelnie. A profil határozza meg, hogy a penge mekkora oldalirányú erőt fejt ki, és hogyan viselkedik, amikor a kerék erősen átmegy.
Ha összekeverik ezt a két tengelyt, akkor rossz hajtóművet, rossz átmérőt és olyan kormányt veszel, amely 30 fokban nehéznek érzi magát, vagy kis szögben oszcillál, mert túl kiegyensúlyozott.
A fő kormánytípusok áttekintése
Öt család ma szinte minden kormánylapátot lefed, és a leggyorsabb módja annak, hogy egy specifikációt rendezzenek, ha összeegyeztetjük azokat a támogatási elrendezésekkel és a tipikus nyomatékigénnyel.
| Kormány típus | Támogatási megállapodás | Tipikus erek | Kormánynyomaték trend | Fő kompromisszum |
|---|---|---|---|---|
| Ásó (teljesen kiegyensúlyozott) | A penge csak az állományon konzolos, alsó támasz nélkül | Konténerhajók, kompok, jachtok, a legtöbb új űrtartalom | A legalacsonyabb egy adott pengeterülethez | Kiváló reakció, nincs védelem a földelés ellen |
| Félig kiegyensúlyozott (akasztós) | Alsó csapágy egy rögzített száron, a penge egy része a szár előtt | Halászhajók, alátétek, kikötői vontatók | Közepestől magasig | A Skeg védi a lapátot és a légcsavart, nagyobb ellenállást és több alkatrészt |
| Kiegyensúlyozatlan (kürt) | A penge rögzített kürtön vagy kormányoszlopon lógott, felső és alsó csapok | Régebbi egycsigás teherhajók, néhány vontatóhajó | A legmagasabb ugyanazon a pengeterületen | Egyszerű, robusztus, nehezebb felszerelés és gyengébb hátramenet |
| Lebeny / csuklós | Főlapát és egy csuklós hátsó csappantyú | Kompok, ro-ro, manőverezési szempontból kritikus hajók | Hasonló nyomaték, sokkal nagyobb emelés | További karbantartandó kapcsolatok és csapok |
| Magas emelésű speciális | Bulbous penge vagy propeller-fúvóka rögzítés | Belvízi tolóhajók, vontatóhajók, munkahajók | Esetspecifikus | Általában modelltesztre van szükség a nyereség megerősítéséhez |
Kiegyensúlyozott, félig kiegyensúlyozott és kiegyensúlyozatlan: a támogatási tengely
Az egyensúlyi arány – a kormánylapát előtt elfoglalt terület aránya – az egyetlen szám, amely a leginkább megváltoztatja a kormánymű méretét.
Az arány egyszerűen működik. Az állomány előtti terület a mögötte lévő területből a pillanattal ellentétes momentumot produkál, így az aktuátor kisebb nettó erővel küzd. A kereskedelmi tervezésben használt gyakorlati tartományok meglehetősen egységesek:
- Teljesen kiegyensúlyozott ásó: nagyjából 20-25%-a az állomány előtti pengeterületnek. Az alacsonyabb arányok megnehezítik a kormányt; Körülbelül 30%-os túllépés esetén a túlzott egyensúly veszélye áll fenn, amikor a kormánylapát hajlamos teljes szögbe hajtani magát, és kis szögben rezeghet.
- Félig kiegyensúlyozott skeg: jellemzően 10% és 20% között van, mert a szár már elnyeli a terhelés egy részét.
- Kiegyensúlyozatlan kürt: kevés vagy nincs terület az állomány előtt, így a teljes hidrodinamikai erő forgatónyomatékmá alakul át.
A vásárló számára a gyakorlati következmény egyértelmű. Ha a pályaudvar kicseréli az ásókormányt egy ugyanabban a lapátterületen lévő, akasztós kormányra anélkül, hogy újra ellenőrizné a működtető szerkezetet, a kormánymű a névleges nyomásának 80-90%-án működhet, csak hogy tartsa az irányt a sugártengerben. Ez nem hagy mozgásteret a 35 fokos áthidalási követelménynek, és lerövidíti a szivattyú élettartamát.
Pengeformák: ásó, szarv, szárny és magas emelésű
Ásó kormány
Az ásó az alapértelmezett választás új kereskedelmi tonnatartalomhoz, és jó okkal: területéhez viszonyítva a legnagyobb emelést és méretéhez képest a legalacsonyabb nyomatékot produkálja.
Mivel semmi sem támasztja alá a lapátot alul, a kormánylapát hordozza a teljes hajlítási nyomatékot és a nyomatékot. Ez vastagabb alapanyagot, nehezebb felső csapágyelrendezést és gondosan megmunkált kúpot vagy kulcsos csatlakozást jelent. A szakaszok általában áramvonalas fóliák, amelyek vastagsága 18% és 21% között van, tompa kifutó éllel a kavitáció elkerülése érdekében. A kompromisszum a talajvédelem – ha a hajó fenekét veszi át, általában a penge vagy a készlet viseli el a sérülést.
Kürt kormány
A kürt kormány továbbra is gyakori a régebbi egycsavaros teherhajókon és egyes munkahajókon, és inkább a robusztusság, mint a hatékonyság miatt választották.
A penge előtt rögzített kürtszerkezet hordozza az alsó csapszeget, így a szár sokkal kevésbé hajlik. A nyomaték nagy, a hátrameneti teljesítmény gyengébb, mert a kürt blokkolja az áramlást, amikor a propeller visszafordul, és az egész szerelvény ellenállást növel. Újraszereléskor a kürt kormánylapát félig kiegyensúlyozott skeg típusúra cseréje gyakran az egyik olcsóbb üzemanyag-takarékos változtatás, feltéve, hogy a hajtóművet és a készletet újra ellenőrizzük.
Félig kiegyensúlyozott skeg kormány
A félig kiegyensúlyozott kormánylapát a szokásos megoldás mindenhol, ahol a légcsavar és a lapát fizikai védelemre szorul – a zátonyon dolgozó halászhajók, kis partjelzők és rendszeresen mellé érkező kikötői hajók.
Nyomatékon a másik kettő között helyezkedik el, és kiszámítható kormányzást biztosít, mivel a szár stabilizálja a pengébe való áramlást. A forgócsapágy a karbantartási pont, amelyet figyelni kell: a hézag általában az osztály által jóváhagyott rajzon van megadva, és a kopott forgócsap kis szögben kormányrezgésként jelenik meg, jóval azelőtt, hogy nehéz kormányzásként jelentkezne.
Lebeny és csuklós kormányok
A lapátlapát egy csuklós hátsó szakaszt ad hozzá, amely jobban elhajlik, mint a fő lapát, és lényegében ugyanabban a kormányszögben képes megemelni az emelést – hasznos, ha egy kompnak egy keskeny csatornát kell tartania oldalszélben.
A nyomaték nem növekszik automatikusan, mert a csappantyú késlelteti a fő lapát elakadását is. Ami növeli, az alkatrészszám. Az összeköttetések, csapok és ütközők ellenőrzési időközeit be kell írni a tervezett karbantartási rendszerbe, és az üzembe helyezés során be kell állítani a csappantyú szögét, hogy megfeleljen az osztály által jóváhagyott geometriának.
Magas emelésű és speciális típusok
Ebbe a csoportba tartoznak a lapát elülső élén áramvonalas burával, valamint a propeller fúvóka mögé szerelt kormánylapátok.
Ezeket esetenként választják ki, általában CFD vagy modell tesztelés után, mert az erősítés függ a hajótest formájától és a wake mezőtől. A belvízi tolóhajókon és vontatóhajókon az extra felvonó közvetlenül javítja a féktávolságot a zsilipben – ez biztonsági érv, nem csak hatékonyság.
Hogyan hajtja meg a kormánykerék típusa a kormánymű kiválasztását
A kormánytípus rögzítése után a forgatónyomatékból következik a kormánymű, és a két mainstream hidraulikus elrendezés szinte a teljes kereskedelmi tartományt lefedi.
A villa típusú (más néven forgólapátos vagy villás) működtető egy villával és kormányrúddal forgatja a kormányszárat, és általában nagyobb, egykormányos kormányokhoz használható, amelyek kimenete nagyjából 25 kN·m-től körülbelül 1350 kN·m-ig terjed. Nagyvonalúan tartja a kormányszög tartományát, és elviseli a nagyobb nyomatékokat, amelyeket a kiegyensúlyozatlan és nagy lapátkormányok megkövetelnek. Az ilyen tipikus telepítéseket itt ismertetjük: villa típusú működtető eszközök .
A lengőhengeres elrendezés egy vagy két hidraulikus hengert használ, amelyek egy kormánykart nyomnak, és alkalmas kisebb kormányokhoz, ikerkormányos telepítésekhez és olyan helyekhez, ahol a kompakt alapterület számít. A 8 kN·m és 600 kN·m közötti teljesítménytartományok gyakoriak.
Villa típusú hidraulikus kormánymű tengeri hajókhoz Böngésszen a villás hidraulikus kormánymű-változatok között tengeri és repülőkormány-vezérléshez a szállítói kapcsolattartó linkekkel és a 01-09-es modelllistákkal. Termék megtekintése → A kormány típusának megfelelő hajó és kereskedelem
A hajó típusa és kereskedési mintája gyorsabban szűkíti a választékot, mint bármely más adat.
- Konténerhajók és nagy kompok: teljesen kiegyensúlyozott ásókormány, néha csappantyúval, 35 fokos átfutási sebességre méretezve.
- Halászhajók és kis partjelzők: félig kiegyensúlyozott skeg kormánylapát földelésre és légcsavar védelmére, csapágyazással, amely lehetőség szerint vízen is ellenőrizhető.
- Kikötői és óceáni vontatóhajók: magas emelésű csappantyús vagy fúvókára szerelt kormányok, gyakran olyan kormányművel kombinálva, amely a tartósan nagy nyomatékra van méretezve, nem pedig a csúcsnyomatékra.
- Ikercsigás munkacsónakok és kishajók: kompakt lengőhengeres kormánymű, mert két kormánynak ritkán van szüksége egy nagy ásó nyomatékára.
- Vitorlás és motoros jachtok: ásókormány, vékony fóliarészek, alacsony egyensúlyi arány, hogy érezhető legyen a kormánynál.
Kisebb kormányokhoz és zárt motorterekhez, henger alapú működtetés, mint amilyen a lengőmozgású hajtóegységek gyakran a praktikus út, mert lehetővé teszi, hogy a felszerelés a ténylegesen rendelkezésre álló helyre kerüljön.
Lengőhengeres hidraulikus kormánymű tengeri kormányzáshoz Termékoldal lengőhengeres kormányműhöz, amelyen a 01-07 változatok és az érintkezési lehetőségek láthatók; alkalmas nagy hajókhoz, amelyek kompakt, nagy nyomatékú kormányvezérlést igényelnek. Termék megtekintése → Szabályok, tűréshatárok és ellenőrizendő dokumentáció
Két dokumentum dönti el, hogy egy kormánylapátot és kormányművét elfogadják-e: az osztály szerint jóváhagyott kormányrajz és a kormánymű típusbizonyítvány.
A SOLAS II-1/29-es előírása meghatározza azt a működési határt, amelynek minden típusnak meg kell felelnie: a fő kormányműnek el kell mozdítania a kormányt az egyik oldalon 35 fokról a másik oldalra 35 fokra a maximális üzemi sebesség mellett, és a segédhajtóműnek, ha van, el kell érnie a 15 fokot mindkét irányban meghatározott időn belül. Ezután az IACS egységes követelményeire épülő osztályszabályok szabályozzák a készletek szaggatását, a kürt szilárdságát, valamint a hidraulikus rendszer nyomását és redundanciáját.
Három csekket érdemes beépíteni a megrendelésbe:
- Készlet átmérő számítása: erősítse meg az anyagtényezőt és a tervezési nyomatékot, valamint azt, hogy a számítás megegyezik a ténylegesen megrendelt kormánytípussal – nem a rajz korábbi átdolgozásával.
- Szög és visszacsatolás kalibrálása: A kormányszögjelzőket és a végálláskapcsolókat a mechanikus ütközőkhöz kell állítani, az elektromos nullát az üzembe helyezési jegyzőkönyvben rögzíteni kell.
- Tengeri próba nyomatékmérés: a mért nyomaték, amely több mint körülbelül 10%-kal eltér az előre jelzett értéktől, általában a lapát geometriájának, a kiegyensúlyozási aránynak és a csapágyhézagnak az újbóli ellenőrzéséhez szükséges.
A hegesztési varratok az alap-lapát csatlakozáson és a tölcséren vagy a száron általában ultrahangos vagy festékbehatoló vizsgálat alá esnek, és a jegyzőkönyvek a szállítási dokumentációban szerepelnek az anyagbizonyítványok mellett.
Beszerzési buktatók, amelyek később pénzbe kerülnek
A legtöbb kormányprobléma, amely a kézbesítés után felszínre kerül, az árajánlatkészítés szakaszában hozott maroknyi döntésre vezethető vissza.
- A kormányok összehasonlítása csak a lapátterület szerint. A terület nem mond semmit a nyomatékról; egyensúlyi arány és profil igen.
- A túlzott egyensúly figyelmen kívül hagyása. A kis szögben túl könnyen kormányozható kormánylapát vadászhat, egyenetlenül terhelheti a hajtóművet, és elhasználhatja a forgócsapágyat vagy a felső csapágyat.
- Meglévő működtetőelem újrafelhasználása kormánycserénél. Egy új, magasabb emelési tényezővel rendelkező lapátprofil meghaladhatja a régi hajtómű nyomáshatárát, még akkor is, ha a terület változatlan.
- Az interfész rajzának kihagyása. A kúp, a kulcshorony, a kormányrúd illesztésének és a csapágyközéppontoknak a gyártása előtt meg kell állapodniuk a kormány és a kormánymű szállítói között.
- Feltételezve, hogy az osztály jóváhagyása a teljes szerelvényre kiterjed. A kormánylapát, a kormánymű, a kürt és a kormánymű mindegyike külön jóváhagyással rendelkezhet; a kombinációt még ellenőrizni kell az edény osztályjelölésével.
GYIK
Melyik kormánylapát a leghatékonyabb?
A teljesen kiegyensúlyozott lapátkormány általában a legnagyobb emelést produkálja a legkisebb nyomaték mellett, ezért uralja az új kereskedelmi tonnatartalmat. A hidrodinamikai értelemben vett hatékonyság azonban nem egyenlő az alkalmassággal – az ásó nem nyújt védelmet, ha az edény zátonyos vízben dolgozik.
Mit jelent valójában a „kiegyensúlyozott” a kormányon?
A lapátfelületnek a kormánylapát tengelye előtt elhelyezett részarányára vonatkozik. Ez a terület ellentétes nyomatékot hoz létre, így a kiegyensúlyozott kormánylapátnak kevesebb nyomatékra van szüksége ahhoz, hogy azonos lapátmérethez elforduljon. A 20% és 25% közötti egyensúlyi arány jellemző az ásókormányokra.
Cserélhetem a kürt kormányt ásókormánnyal?
Igen, és ez egy gyakori átszerelés, de a készletet, a csapágyakat, a kormányművet és a hajótest szerkezetét újra kell ellenőrizni. Az ásó hajlítási terhelést helyez a korábban a kürt által hordozott szárba, így általában megváltozik a szár és a felső csapágy elrendezése is.
Mekkora kormányszöget kell biztosítania a kormányműnek?
A SOLAS megköveteli, hogy a fő kormánymű a maximális üzemi sebesség mellett mindkét oldalra 35 fokkal elfordítsa a kormányt, tartalékként pedig mindkét irányban 15 fokos segédeszközzel. Sok tervező a mechanikus ütközőket ennél valamivel túlra állítja, így az elektromos határértékek mindig a fém érintkezése előtt lépnek működésbe.
