Kolmella solmulla lukkoon laskeutuva 45 metrin vuoristorata on peräperäsimen selkein testi. Tällä nopeudella runko yksin työntää aivan liian vähän vettä terän ohi ohjattavaksi, ja alus vastaa vain pyörään, koska potkuri ajaa nopeaa, pyörivää vesipatsasta suoraan kalvon yli.
Tämä yksittäinen tosiasia selittää sekä suunnittelulogiikan että ostopäätöksen. Peräperäsin on profiloitu terä, joka on ripustettu aluksen keskilinjaan potkurin perään, ja se kääntää runkoa tuottamalla sivuttain nostovoimaa eikä "sulkemalla" vettä. Lyhyt vastaus jokaiselle, joka määrittelee yhden: käytä tasapainotettua tai puolitasapainoista terää noin 20–28 prosentin sivupinta-alalla tukiakselin etupuolella, rajoita liike 35 asteeseen kummallekin puolelle ja mitoi ohjauspyörän peräsimen vääntökäyrästä maksimiruorissa, taaksepäin sekä eteenpäin rungon pituuden sijaan. Alla olevissa osissa selitetään, miksi näillä numeroilla on merkitystä ja missä niitä voidaan turvallisesti säätää.
Miksi peräasento lyö sivulle asennettua airoa
Peräperäsin päihittää sivuohjauksen airon pääasiassa siksi, että se toimii potkurin sisällä, jossa veden nopeus kalvon yli on suurin.
Nosto nousee virtausnopeuden neliöllä. Kun potkuri kiihdyttää vettä lavan ohi, paikallinen nopeus peräsimen aukon läpi voi noin kaksinkertaistua ja sivuvoima samassa peräsimen kulmassa voi moninkertaistua. Tämä on fyysinen syy, miksi keskilinjan peräsin syrjäytti sivuairon Pohjois-Euroopassa noin 1200 ja 1500 välillä, paljon sen jälkeen, kun kiinalaiset telakat olivat jo ottaneet sen käyttöön. Toinen syy on symmetria: keskilinjalla oleva terä tuottaa saman voiman vasemmalle ja oikealle, kun taas sivuairo käyttäytyy eri tavalla kuin rungon kantapäät.
| Aspekti | Peräperäsin | Sivu airo |
|---|---|---|
| asema | Keskilinja, suoraan potkurin takana | Neljännes, akselilinjasta poikkeama |
| Päävoiman lähde | Hydrodynaaminen nosto ja potkurikilpailu | Rungon virtaus ja airon pyyhkäisykulma |
| Viranomaiset pienellä nopeudella | Korkea, jopa nollanopeudella moottorin pyöriessä | Huono, ellei airo ole fyysisesti lakaistu |
| Käyttäytyminen kantapäässä | Ennustettava, voima pysyy symmetrisenä | Epäsymmetrinen, vaikeampi korjata |
| Rakenteellinen kysyntä | Peräsintuki, kaulalaakeri, saranatappi tai sisälaakerit | Airon terä, tukipiste ja rungon puoleinen vahvistus |
Kuinka terä todella kääntää rungon
Peräperäsin ohjaa tuottamalla nostovoimaa, ja nosto riippuu paljon enemmän hyökkäyskulmasta kuin pelkästä terän alueesta.
Hyökkäys- ja pysähtymiskulma
Noin 30-35 asteeseen asti sivuvoima nousee lähes lineaarisesti peräsimen kulman kanssa. Sen jälkeen virtaus erottuu matalapainepuolelta, nosto putoaa pois, veto kiipeää ja terä alkaa täristä. Tästä syystä lähes kaikki kaupalliset ohjausjärjestelmät pysähtyvät 35 asteen kulmaan kummallakin puolella, ja miksi luokitussäännöt edellyttävät, että vaihteisto kääntää peräsimen 35 astetta toiselta puolelta 30 asteeseen toiselta puolelta enintään 28 sekunnissa nimellisolosuhteissa.
Potkurikilpailu ja pysäytysnopeusohjaus
Suoraan potkurin takana oleva peräsin tuottaa edelleen voimaa moottorin pyöriessä myös rungon ollessa paikallaan. Kiinnitys- ja hinaajat perustuvat tähän: terä ei ohjaa laivaa, se ohjaa pesua. Lavan asento suhteessa potkurin aukkoon on siis yhtä tärkeä kuin siiven muoto. Liian suuri rako ja kilpi roiskuu terän reunojen ympärille; liian pieni rako ja kärkien eroosio kiihtyy.
Tasesuhde ja varastotilanne
Tasapainosuhde on sivuttaispinta-alan osuus, joka on sijoitettu akselin etupuolelle, ja se on tehokkain tapa vähentää ohjausmomenttia. Painekeskuksen siirtäminen lähemmäs akselia katkaisee vipuvarren, joten hyvin tasapainotettu terä voi tarvita vain murto-osan epätasapainoisen samanpintaisen vääntömomentista. Tyypilliset kaupalliset terät tasapainottavat 20-28 prosenttia varaston edellä olevasta alueesta; Skeg-tuetut puolitasapainotetut terät käyttävät samanlaista lukua, kun taas skeg kantaa kantavia kuormia, jotka muuten kuormittaisivat massaa.
Peräperäsintyypit ja mihin kukin sopii
Neljä perhettä kattaa lähes kaikki kaupalliset työt, ja ratkaiseva ero on se, miten terä on tuettu, ei kalvon ääriviivat.
| Kirjoita | Tuki ja kääntyminen | Tyypilliset alukset | Tärkein kompromissi |
|---|---|---|---|
| Epätasapainoinen, räjähdysmäinen | Varasto etureunassa, koko alue perässä | Pienet veneet, hitaat työveneet, proomut | Yksinkertainen ja kestävä, mutta alueensa suurin ohjausmomentti |
| Puolitasapainoinen | Osa kannan edessä olevaa aluetta, joka on tuettu suojuksen, torven tai sisäisten laakereiden avulla | Rannikot, kalastusalukset, hinaajat, offshore-tuki | Kohtuullinen vääntömomentti ja hyödyllinen potkurin suoja |
| Täysin tasapainoinen lapio | Kanta on ainoa tuki, 20-30 prosenttia edessä olevasta alueesta | Nopeat lautat, jahdit, partio- ja merialukset | Pienin vääntömomentti ja puhtain virtaus, mutta ei suojaa, jos terä osuu maahan tai roskaan |
| Läppä tai saranoitu takareuna | Pääterä sekä saranoitu läppä takareunassa | Lautat ja alukset, jotka tarvitsevat korkean noston kohtuullisessa ruorissa | Enemmän nostovoimaa ruorin astetta kohden, mutta ylimääräiset nivelet ja laakerit huollettavana |
Peräsimen vääntömomentti sovitetaan ohjausvaihteeseen
Ohjausvaihde on mitoitettava peräsimen huippuvääntömomentin mukaan, ja tasapainoisessa siivessä se huippu näkyy yleensä jossain 25-35 ruorin asteen välillä, eteen ja taas taakse, ei keskilaivaan.
Peräsimen vääntömomentti on terään kohdistuva normaalivoima kerrottuna sen painekeskipisteen ja tukiakselin välisellä etäisyydellä. Vipuvarsi muuttuu kulman mukaan, joten vääntömomenttikäyrä nousee, tasoittuu ja voi laskea uudelleen ennen kuin ruorin maksimi saavutetaan. Kaksi lukua kuuluu jokaiseen kyselyyn: vääntömomentti 35 asteessa laivan ollessa täydessä vauhdissa eteenpäin ja vääntömomentti taaksepäin, joka usein jätetään huomiotta ja joka usein ylikuormittaa toimilaitetta. Useimmat rakentajat soveltavat noin 1,5 kertaa laskettua eteenpäin vääntömomenttia suurempaa suunnittelumarginaalia likaantumisen, sääruorin ja ohimenevien törmäyskuormien kattamiseen, ja itse pyydyksen on oltava aluksen luokituslaitoksen sertifioima.
Suuremman peräsimen vääntömomentin saavuttamiseksi perinteinen ratkaisu on ohjausvarsi, jota käyttää kaksi vastakkaista mäntää, järjestely kattaa haarukkatyyppiset käyttölaitteet ja sitä käytetään laajalti rahtialuksissa ja hinaajissa. Pyörivä toimilaite palvelee yleensä paremmin pienempiä teriä tai asennuksia, joissa varaston ympärillä on vähän tilaa.
Haarukkatyyppisten hydraulisten ohjauslaitteiden toimittajat Tongzhoun tuotteet ovat peräkkäin saaneet tunnustusta suurista laivatarkastuksista, kuten ZC, CCS, ZY, BV, ABS, LR, DNV, NK, KR, BKI jne. Tuotteita viedään... Näytä tuote → Vääntömomenttikapasiteetti on ensimmäinen suodatin, mutta ei ainoa. Isku, asennusjalanjälki ja peräsimen rungon asento ratkaisevat, voidaanko ohjausaisan vai pyörivän yksikön asentaa fyysisesti. Julkaistut vaihtelut yhdestä kannen koneenvalmistajasta ulottuvat 25 kN·m - 1 350 kN·m haarukkatyyppisille hydraulisille ohjausvaihteille ja 8 kN·m - 600 kN·m kääntösylinteriyksiköille, mikä osoittaa kuinka jyrkästi kaksi perhettä jakautuvat aluksen koon mukaan.
Kääntösylinteristen hydraulisten ohjauslaitteiden toimittajat Tongzhoun tuotteet ovat peräkkäin saaneet tunnustusta suurista laivatarkastuksista, kuten ZC, CCS, ZY, BV, ABS, LR, DNV, NK, KR, BKI jne. Tuotteita viedään... Näytä tuote → Olipa toimilaite mikä tahansa, sen vääntömomentti on tarkistettava suuren vääntömomentin käyttöyksiköt järjestelmän nimellispaineella, ei varoventtiilin asetuksella, ja pumppuyksikön on säilytettävä tämä paine jatkuvasti pitkän käännöksen aikana merimatkassa.
Kahdeksan numeroa kiinnitettäväksi ennen tilaamista
Peräperäsinjärjestys menee pieleen, kun spesifikaatio jättää numeron avoimeksi, ja kahdeksan niistä muodostaa useimmat riidat.
- Säännön pituus, luokkamerkintä ja kokeen todistajayhteiskunta, sillä ohjauspyörä tarvitsee oman sertifikaatin.
- Peräsinpinta-ala, tyypillisesti noin 1/50 ja 1/70 vedenalaisen sivupinta-alan välillä (pituus kertaa syväys) yksiruuvialuksilla, nousee 1/40:een tai enemmän hinaajille ja aluksille, jotka tarvitsevat tiukkaa ohjailua.
- Suurin peräsinkulma ja kulmanopeus, yleensä 35 astetta kummallakin puolella heilahdusajan kanssa mitattuna säännön vaatimuksesta.
- Varaston halkaisija, materiaalilaatu ja kytkentäyksityiskohta, olipa kyseessä kartiomainen kartio, avaimeton kitka tai laippa.
- Vääntömomentti kussakin määritellyssä kulmassa, eteen ja taakse, suunnittelumarginaalin ollessa erikseen ilmoitettu.
- Laakerin tyyppi ja voitelu, itsevoiteleva holkki tai rasvanippa sekä vaihtoväli.
- Pinnoitejärjestelmä ja anodivara kostutetulle terälle ja aukkoalueelle.
- Dokumentaatiosarja: materiaalitodistukset, ainetta rikkomattomat testausraportit, tehtaan vastaanottotestipöytäkirja ja varatiivistesarja.
Asennus, toleranssit ja kulumiskohdat ratkaisevat
Useimmat huollon peräperäsimen valitukset juontavat juurensa kohdistukseen ja laakerin välykseen asennuksen yhteydessä eikä itse kalvoon.
Tukan on oltava pystysuorassa valmistajan toleranssin sisällä ennen toimilaitteen kytkemistä, ja ohjausaisa tai pyörivä napa tulee asentaa rungon hitsien valmistuttua, koska hitsausvääristymä liikuttaa kansirengasta ja esikuormittaa kaulalaakeria. Kun hydraulipiiri on suljettu, käyttöönottopaine, suodatus ja ilmanpoisto ratkaisevat, käykö vaihteisto hiljaa vuosia vai täriseekö se ensimmäisestä matkasta lähtien.
Hydraulisten voimayksiköiden valmistajat Tongzhoun tuotteet ovat peräkkäin saaneet tunnustusta suurista laivatarkastuksista, kuten ZC, CCS, ZY, BV, ABS, LR, DNV, NK, KR, BKI jne. Tuotteita viedään... Näytä tuote → | Tarkista kohta | Miksi sillä on merkitystä | Tyypillistä toimintaa |
|---|---|---|
| Varaston pystysuora ja kaulalaakerin kohdistus | Virheellinen kohdistus kuormittaa laakeria ja toimilaitteen tiivistettä | Tarkista ennen liittämistä, riisi tai välilevy hitsauksen jälkeen |
| Pintle ja gudgeon välys | Slack näkyy kuolleena nauhana ratissa ja koputuksena | Uusi holkki, kun välys ylittää valmistajan rajan; luokkakyselyn kohde |
| Terän ja aukon välinen rako | Liian pieni rako nopeuttaa kavitaatioeroosiota terän reunassa | Pidä vetoväli ja tarkasta jokaisen telakoinnin reunat |
| Pinnoite ja anodit | Etureunan kuoppaus kasvaa halkeiluksi | Korjaa joka kuivatelakointi, vaihda anodit aikataulun mukaan |
| Hydrauliöljyn kunto | Veden sisäänpääsy tai hiukkaskuorma kuluttaa pumppuja ja venttiilejä | Ota näyte määräajoin, vaihda suodattimia todisteiden, ei tavan mukaan |
Hankintariskit kannattaa hinnoitella
Peräperäsimen hankinnan kalliita virheitä ovat erittelyaukot, eivät toimittajien väliset hintaerot.
- Vääntömomentti vain 35 asteessa ja sitten havaitaan, että käänteinen vääntömomentti ylittää toimilaitteen nimellisarvon satama-ohjauksen aikana.
- Ohjausvaihteen ja peräsimen tilaaminen eri toimittajilta ilman yhteistä rajapintapiirustusta kannan halkaisijasta, kiilaurasta ja ohjausaisan reiästä.
- Hyväksytään tehdastesti alennetulla paineella, mikä piilottaa pumppuyksikön, joka ei pysty pitämään nimellisvääntömomenttia jatkuvassa käännöksessä.
- Luokituslaitoksen todistaminen poistuu ostotilauksesta, joten todistus saapuu aluksen mittausikkunan jälkeen.
- Kuluvien osien lista unohtuu, mikä tekee rutiininomaisesta tiivisteen vaihdosta viikkoja kestävän hankintaharjoittelun.
Usein kysytyt kysymykset
Onko peräperäsin sama asia kuin tasapainotettu peräsin?
Ei. Stern kuvaa missä terä on asennettu; tasapainoinen kuvaa kuinka suuri osa sen pinta-alasta on pörssiakselin edellä. Peräperäsin voi olla epätasapainoinen, puoliksi tasapainotettu tai täysin tasapainotettu, ja tasapainopäätös määrittää ohjauslaitteen koon.
Voiko peräperäsin ohjata laivaa, joka ei liiku?
Kyllä, niin kauan kuin potkuri pyörii ja terä on kisassa. Voima tulee tällöin kiihdytetystä pesusta pikemminkin kuin rungon nopeudesta, minkä vuoksi laituriin kiinnittäminen perustuu lyhyisiin moottorin räjähdyksiin pelkän ruorin sijaan.
Miksi pyörä tuntuu löysältä keskilaivan ympärillä?
Liikkeen katoaminen lähellä vapaa-asentoa viittaa yleensä saranaholkin, kaulalaakerin tai ohjausaisan liitoksen kulumiseen tai ilmaan hydraulipiirissä. Se on mekaanisen puhdistuman oire ja harvoin folio-ongelma.
Onko peräsimen profiililla merkitystä enemmän kuin peräsimen alueella?
Alue määrittää katon käytettävissä olevan voiman mukaan, kun taas profiili määrittää, kuinka suuri osa katosta voidaan saavuttaa ennen kuin virtaus pysähtyy. Hyvin profiloitu terä 35 asteen kulmassa on yleensä parempi kuin suurempi litteä levy, joka on työnnetty samaan kulmaan.
Kuinka usein ohjausvaihde pitää huoltaa?
Noudata valmistajan käsikirjaa ja luokkamittaussykliä: öljyanalyysi määräajoin, suodattimet todisteiden perusteella ja laakerien, tiivisteiden ja nivelten täydellinen tarkastus jokaisen kuivatelakoinnin yhteydessä.
Selvitä tasapainosuhde, vääntömomenttikäyrä ja toimilaitteen käyttöliittymä heti tiedusteluvaiheessa, ja peräperäsimestä tulee yksi aluksen vähiten ongelmallisista osista. Jätä mikä tahansa niistä auki, niin ohjaushytti tuntee sen ensimmäisellä tuulisella laiturilla.
