Onderwerp: vastklemmend roer, soms......

het roer (met helmstok) van de Capolavoro heeft heel soms de neiging vast te gaan zitten, slechts met veel kracht is er dan nog beweging in te krijgen.
De omstandigheden waarin het gebeurt zijn altijd:
- hoge snelheid, ruim boven de 7 kts
- een flinke helling
- golven van opzij of schuin achterop
dus meestal op een spinakerkoersje met flinke wind,
soms ook zonder spi.
Het is niet dat het roer de hele tijd zwaar stuurt, wat gebeurt is dat bijv. ineen vlaag, of op een golf, er even flink gestuurd moet worden tegen het oploeven.
Dan lijkt het net of de roeras even vast zit, alsof er even een grote klem om de as zit, en als de golf c,q, vlaag voorbij is draait alles weer soepel.

De lagers zijn JP3 type 1.
Dat is een holle alu bol met daarin een bol van Ertalyte, waardoorheen de roeras loopt.
De bol kan prima draaien in zijn alu holletje, en de roeras kan ook nog draaien in de opening in de bol.

Het onderste lager (de Ertalyte bol):



De diameter voor de roeras is 74 mm, de buitenkant van de bol is ruim 30 mm groter.

Het bovenste lager is hetzelfde idee, alleen een maatje kleiner.

Aan de as is wel te zien dat er ietsje slijtage is daar waar de as door het lager loopt:



Dat lijkt erger dan het is, de asdiameter op deze plek is ongeveer 0,1mm minder dan onder en boven de plek van het lager.

De binnenkant van de lagerbol is redelijk glad en zonder beschadigingen:



Het is wel duidelijk dat dit lager met enige wrijving werkt, maar na 10 jaar en 10.000 mijl valt het best mee.
Ik ben er niet zeker van dat dit de oorzaak van het vastzitten is...

Een volgend punt:
Het roer is van hout, en het drijft (net-aan).
En als je zeilt met helling en dan roer geeft wordt het hele roer omhoog gedrukt; immers, de kracht loodrecht op het roerblad heeft dan een flinke component die de hele as omhoog zal drukken.
Om dat op te vangen zit er tussen onderkant boot (het lager, de bol dus) en de bovenkant van het roer een nylon ring.
Die moet ervoor zorgen dat het omhoogkomende roer niet vastduwt tegen de onderkant van de boot.
Die ring was (10 jaar geleden) keurig vlak, gewoon een schijf nylon met een gat erin voor de as.
Hij ziet er nu zo uit:



er zit een gleuf in, en de buitenste opstaande rand is ca 1 mm hoog.

Die gleuf is er dus in gedrukt door het omhoog komende roer, en wel door de onderste rand van de bol van het onderlager, dat past er precies in:



Mijn vraag zal duidelijk zijn:
wat is volgens jullie de belangrijkste oorzaak van het af en toe vastzitten van het roer:
- de wrijving in het onderste lager
- of de wrijving van bovenkant roer tegen onderkant schip, waar die ring zit.

De oplossingen voor beide verschillen nogal;
ipv de onderste lagerbol kan er een bol met naaldlagers in
voor het opvangen van verticale druk kan ik (goedkoop en simpel)nieuwe en bijv 2 nylon ringen proberen. Alternatief daarvoor is een duur taatslager dat de druk omhoog netjes opvangt. Dure en goedkope oplossingen.....
groet
t

Je zegt dat je roer net aan drijft. Dan kan daar de druk toch niet heel groot van zijn? Zeker niet groter dan de krachten op de tip zelf, je roer staat onder water al aardig krom door de krachten die erop staan. Dit geeft veel meer wrijving dan de eventuele opwaartse druk van de heer Archimedes.

Hoe zie jij deze verhouding?
Kan je roeras omhoog en omlaag getilt worden en loopt het bij optillen niet zwaarder (vast)?

Gr Michel

het roer drijft net wel/net niet. Je kan met de helmstok het geheel ca een halve centimeter op en neer bewegen.
Die kracht is niets, inderdaad, en zal het klemmen niet veroorzaken.

En de roeras zal onder water zeker buigen en dus 'schuin' door het lager lopen. Het mooie van de JP3-lagerbollen is nu net dat de bol dan gewoon een beetje draait in zijn alu hol, en alles kan gewoon blijven draaien.

De lift van het water op het (sturende) roer staat haaks op het blad, eens? Dat kun je dan ontbinden in een horizontale kracht (die stuurt) en een verticale die het hele roer omhoog drukt. Bij een helling van 30 graden is die kracht zomaar 1/3 van de totale kracht op het roerblad.
En ik denk dat dat het klemmen veroorzaakt.....

groet

- hoge snelheid, ruim boven de 7 kts
- een flinke helling
- golven van opzij of schuin achterop

Het lijkt dus vooral voor te komen wanneer er (tijdelijk) bepaalde dwarskrachten op de roerkoning staan. Hierdoor zou deze een zeer lichte buiging kunnen krijgen waardoor de zaak (tijdelijk) klemt.

Dat zou mogelijk kunnen komen door enige speling in de roerlagers.

H

Omhoog en omlaag verklemmen de bollen en om dit te voorkomen moet dit opgevangen worden door een glijring boven en onder. Hiermee kan je dan deze belasting opvangen in plaats van de bollen.
In de stuurrichting kunnen de bollen wel veel kracht opvangen zonder te verklemmen.

De bollen zien er nog goed uit, probeer eerst de glijringen te vervangen.

Ik zou de Nylon of Delrin ringen vernieuwen. Dat zal de speling opheffen en het vastlopen beperken. Ben je de komende tien jaar weer klaar toch!

Er zijn zoals ik het zie twee basismogelijkheden die het (tijdelijk) vastlopen van het roer kunnen veroorzaken:
1) een verticale beweging van roer en roeras (groter dan normaal)
2) een buiging van de roeras (groter dan normaal)

Over punt 1) is al het duidelijk dat het vervangen van de nylon ring een eenvoudige manier is om dit te verhelpen. Al zou je denken dat hoewel de ring is ingesleten, het nylon zijn glijdende werking niet kan verliezen.

Punt 2) is lastiger. Door de vorm van de lagers zouden deze iedere buiging, hoe sterk ook, moeten kunnen opvangen. Tenzij het geen zuivere bolvormen zijn of de hennegatskoker te krap is, maar dat lijkt me sterk. Wat misschien wel gaat meespelen is dat als de roeras agv een golf verbogen is (elastische vervorming van het staal), en je tegelijkertijd de roeras probeert te roteren (ofwel, je probeert te sturen), je in feite een hele dikke kromme stalen staaf in een andere richting probeert te buigen. De weerstand die dat geeft kan het gevoel veroorzaken dat het roer 'klem' zit. Nadat de golf voorbij is, en de kromming uit de as weer verdwenen is, is deze weerstand ook weer verdwenen. Het zal duidelijk zijn dat hoe sterker de kromming, hoe meer weerstand de as geeft tegen een andere buigrichting.

Het zal duidelijk zijn dat als dit laatste effect blijkt te kloppen, er niet zo makkelijk iets tegen te doen is. Je moet in feite de buiging van de roeras verminderen, en dat kan alleen door de as sterker (dikker) te maken.

Hoe dan ook, beginnen met een nieuwe ring lijkt me veruit de meest voor de hand liggende methode.

Succes, Timo

capo geeft aan dat de as rvs 74 mm is, de lengte tussen de lageringen geeft hij niet aan, maar mag ik een schatting maken van 150 cm.
ik heb de tabellen niet bij de hand maar om die as te buigen is meer kracht nodig dan de spierballen van capo aan de helmstok.

Het is de waterdruk op het roerblad (en niet spierkracht) die een roeras doet buigen. Het gaat dan om relatief kleine verbuigingen. En ik geef toe, het is inderdaad een forse asdiameter.

Die buigkracht wordt niet naar de helmstok terug gebracht, zeker niet geheel. Het roer is gebalanceerd dat als eerste neem ik aan. Ten tweede is het de lift op het roer plus de aanstroming van het water zelf bij het verlijeren die de as zal doen krommen. Daarnaast zit er een flinke helmstok op welke werkt als een hefboom.

Gr Michel

Een zeer interessant probleem en deels nog herkenbaar ook.
Maar mag ik eerst nog wat weten?
Je roerkoning van 74 mm, is die massief en van rvs?
Dat slijtpatroon zit dat rondom de hele roerkoning of is het maar gedeeltelijk en waar is het dan niet ingesleten?

Grt, Leo.

Ben ik de enige die een tiende slijtage veel vind?

Vwb het al dan niet buigen van de roerkoning. Meestal is het effect van het vervormen van - de achterkant van - het schip een stuk groter dan van het buigen van de roerkoning. Als het achterschip vervormt moet de uitlijning van de lagers mee veranderen, de bollen moeten dus draaien. Als ze dat door de heersende druk op het roer niet meer willen gaat eea klemmen. Als dat zo is dan zou je aan de boven- en onderzijde meer slijtage moeten hebben dan ih midden van de slijtplek.

Het klemmen onder de boot geloof ik niet zo in, dan zou je ook flinke slijtage aan de bovenkant van het roer (antifouling) hebben gezien en dat is me niet opgevallen toen ik daar zwom. Is het ooit weleens opgevallen dat de helmstok omhoog kwam onder het zeilen? Dat moet vanuit de kuip te constateren zijn..

Kijk maar eens op mijn site. Ik had op de roerkoning ook een dikteverschil en speling. Het roer liep niet vast.
Roerkoning Uisge Beatha

Gregor

FMJ schreef :
Nee, er wordt nu niet voor niets wat aan gedaan maar in relatie tot de mijlen valt het wat mij betreft ook wel mee.

Gr Michel

Thomas, is dat klemmen met de loop der tijd erger geworden en/of vaker voorgekomen??
Zit er ergens nog een extra "hap' in je ring waarbij hij kan blijven hangen?
Ik zou dan denken dat eea toch met de slijtage van de nylon ring te maken heeft en deze vervangen.

Prijstechnisch natuurlijk ook de goedkoopste oplossing - en ik blijf een Hollander

dank alvast aan alle meedenkers!

een aantal reacties:

@henk17:
Buigen van de roeras. Dat zal zeker wel gebeuren, maar de lagerbollen zijn er nu net voor om ook dat op te vangen. De bollen kunnen alle kanten op draaien in hun holle alu behuizing. Dus als de as evt. ‘schuin’ door het lager zou steken dan gaat de lagerbol ook ietsje schuin staan….

@fransb:
De as kan verticaal makkelijk door de lagerbollen bewegen, dus de bollen zelf krijgen geen extra wrijving aan de bovenkant (of onderkant) als de as op en neer gaat,.

@ilcigno:
De lagerbollen kunnen idd iedere vorm van buiging van de as opvangen, en een hennegatskoker is er niet, alleen die twee lagerbollen.
De theorie van buigen in een andere richting is interessant, maar het vastklemmen is echt een bang-bang gebeurtenis (ja of nee, geen overgang tussen de twee). Het gebeurt ook zonder dat je het roer beweegt, dus zonder de buigrichting te veranderen.

@sietse-ten
De afstand tussen beide lagers is ca 90 cm.

@zeekraal:
De as is aluminium. Diameter (tot onder in het roer en vlak erboven) is 74mm, dan een verjonging over 80 cm tot een diameter van 44 mm in het bovenste lager.
Er zijn ook Spirit 36’s met een RVS as, die is dan op het dikst 58mm.
Alles massief.
Het slijtpatroon is keurig overal hetzelfde. Moet ook wel, die lagerbollen draaien/kantelen gewoon mee bij buiging, dus de druk wordt altijd netjes verdeeld.

@FMJ:
0,1mm op de diameter vind ik niet veel, dat is 0,05mm aan elke zijkant van de as.
De speling tussen as en binnenkant lager is veel meer:
- bovenlager: as is 43,8mm in het lager, lager opening is 44,1mm dus 0,3 mm ruimte op de diameter, 3 maal meer dan de slijtage.
- Onderlager: as is 73,6mm in het lager, lager opening is 74,1mm. Dus 0,5mm speling op de diameter bij een slijtage van 0,1mm…..
De ruimte in het lager moet er ook zijn, de as moet door de bollen van onderaf erin gestoken kunnen worden, de bollen mogen niet klemmen op de as.
Maar ik kan me voorstellen dat in jouw vak 0,1mm erg veel is

@gregor:
Jouw probleem is idd anders, speling van de as in het lager. Dat heb ik ook, zoals je hierboven kan lezen. Maar erg vind ik dat niet.
Wel opvallend dat je Jefa lagers noemt; die heb ik gesproken, ze roepen natuurlijk dat hun lagers (met rollagers) veel beter zijn dan de (luxe) glijlagers van JP3 die ik heb.
Maar van jou begrijp ik dat de as toch inslijt met die Jefa lagers……
Overigens kan ik niet eerst de lagerbollen pas maken op de as en dan het roer erin steken; de lagerbollen krijg je dan nooit meer in de lagers, die moet je er eerst in kantelen.

@anjo:
Het klemmen gebeurt maar 1 of 2 dagen per jaar, en dan maar een paar keer. Ik kan niet zeggen of het meer of minder is geworden.
Happen in de ring: je brengt me op een idee, zie de nieuwe foto’s hieronder.
Er zitten meerdere ‘happen’ in de rand van de ring. En ik denk dat er heel wat kracht voor nodig is om zo’n rand te ‘persen’ in zo’n (oorspronkelijk geheel vlakke) nylon ring.





Ik ga iig 2 (ipv 1) nieuwe nylon ringen plaatsen, dat kost niets.

Heeft iemand ervaring met een taatslager voor de verticale druk?

Groet
t

Ik zou overwegen Delrin te nemen ipv gewoon nylon materiaal.
Kost meer- veel meer- maar schijnt aanmerkelijk beter materiaal te zijn voor deze toepassingen.
dat lager weet ik niets van.

Bij natuurkunde hadden we het verhaal over statische en dynamische wrijving. In het kort komt het erop neer dat wanneer je een blokje op een plank zet, en je gaat deze plank laten hellen, dat het dan relatief lang duurt voordat het blokje begint te glijden. Dit punt waarop het blokje begint te glijden kun je gebruiken om de statische wrijving van dat blokje op de plank te berekenen. Glijdt het blokje eenmaal, dan kun je de helling van de plank weer verminderen terwijl het blokje toch blijft glijden: de dynamische wrijving is geringer dan de statische wrijving.

Kijkend naar je roerprobleem, geef je aan dat bij hoge zijdelingse roerbelastingen (met hoge snelheid wordt je ruime winds door een golf iets opzij gezet) het roer lijkt te blokkeren. Wat ik me nu afvraag is of je hier nu niet te maken hebt met de relatief hoge statische wrijving. Kortom, zou je het roer tijdens die hoge belasting al aan het bewegen zijn geweest, zou het dan niet geblokkeerd zijn?

Die relatief hoge statische wrijving kan dan zowel het verdraaien van de bollen in de houder verhinderen, waardoor bij iets van buiging van de roerkoning het hele spul vastloopt, of gewoon de wrijving tussen roerkoning en het inwendige vlak van de bol te groot maken, zeker wanneer het oppervlak wat ruw is geworden.

Dat je het probleem maar één of twee dagen per jaar tegenkomt kan er mee te maken hebben dat je de omstandigheden niet zo vaak treft (veel wind, hoge snelheid, ruimewindse golven) of mogelijk met iets van watertemperatuur: een afsluiter bij ons aan boord gaat de ene keer ook soepeler dan de andere keer, volgens mij temperatuurafhankelijk, en wanneer het allemaal al wat stroever beweegt kom je mogelijk weer sneller op een verhoogde statische wrijving uit.

Groet, Olav

Olav schreef :
zoiets heb ik me ook afgevraagd, maar ik denk niet dat dat het is....
waarom: omdat je tijdens dat 'vastzitten' de helmstok wel kan bewegen, alleen kost dat dan behoorlijk meer kracht dan normaal.
Op zo'n moment van 'vastzitten' kun je de helmstok loslaten, het roer staat dan vast en je hoeft niet te sturen (wel makkelijk eigenlijk )
Maar als je erdoorheen duwt (met zeg 150N spierkracht ipv de gebruikelijk 20N) gaat het niet over, de statische weerstand wordt niet minder omdat het dynamisch is geworden. Het klemmen verdwijnt weer als de helling of de golf minder is.... Het duurt nooit langer dan pakweg 10 a 15 seconden.... tot de volgende golf/snelheidsspurt/helling....

groet
t

Een gewoon taatslager is voor axiale druk die in voornoemde situatie verticaal gesitueerd is. Dit lager kan alleen maar axiale krachten opnemen. Maar omdat er ook radiale krachten op komen zou een tontaatslager misschien beter zijn. Bedenk wel dat lagers smering nodig hebben in tegenstelling tot ringen van Delrin.

Ik zou oppassen met het zo maar vervangen naar taatslagers of delrin. Wellicht is het juist zo geconstrueerd dat het nylon wordt geofferd, omdat het juist lekker goedkoop is in verhouding met je ertalyte bol en overige contructie van je roer.

Ff een gedachte spinsel (en schiet er maar lekker op)

De nylon ring is geplaats boven je roer om vastlopen op je kielvlak te voorkomen en onder je bol.
Je ziet duidelijk dat de nylon ring niet overal door de bol is ondersteund. Zou het niet zo kunnen zijn dat bij een hoge plaatselijke drukkracht (lift door je roer) van ring op bol het nylon gaat "lopen" en daardoor de ring wordt vervormd.
Bij de rand gaat ie dan krullen. Is de bol naar jouw mening ook "gezakt" in de ny;on ring? Maw, is de diameter groter geworden?
Hierdoor zou de aanloopkracht ook vergroten om de wrijving te overwinnen en het klemmen kunnen verklaren.

Lady Elsa schreef :
alweer een stapje verder
door alle opmerkingen ga ik weer dingen opmerken die ik eerst over het hoofd zag

de ring was oorsprinkelijk gewoon een platte ronde schijf met een groot rond gat in het midden. Ik heb er nog 1 (nieuw) aan boord liggen en die zal ik eens naast de gebruikte leggen, voor de maten en de vervorming.
Ik weet wel zeker dat de zijkant van de ring ooit gewoon recht was, maw een haakse hoek tussen bovenkant/zijkant en tussen zijkant/onderkant, zoals je mag verwachten bij een nette cylinder.

Door de opmerking van Lady Elsa over "lopen" van het nylon heb ik nu eens goed naar de zijkant van de ring gekeken:



dit is de stand waarin de ring onder de lagerbol zat;
bovenkant nu met groef en rafelrand, en die zijkant! helemaal niet meer haaks op boven- en onderkant.....

groet
t

even een paar plaatjes van hoe dat onderlager nu eigenlijk in elkaar zit:



Je ziet hier hoe de lagerbol eruit kan door hem te kantelen en eruit te trekken.
Waar je tegenaa kijkt op de foto is in werkelijkheid de onderkant van het onderlager, dus waar de nylon ring tegenaan komt.
groet
t

Het huis waar de bol inloopt, zou het nylon lager daarin kunnen aanlopen en klemmen?

Lady Elsa schreef :
de opening in dat huis loopt langsscheeps, dus de alu delen van het huis van de bol zitten naast het roerblad. Die steken idd ietsje (minimaal) meer uit dan de lagerbol, dus de ring zal daar zeker ook tegen kunnen klemmen, afhankelijk van de vorm van de bovenkant van het roer. Als dat voor en achter iets hoger is dan naast de as (en dat denk ik) dan zal klemmen tegen het alu huis vrijwel niet voorkomen.
Het is ook zo opvallend dat in de groef-met randjes in de ring de bol zo heel precies past. Ik zal binnenkort even wat foto's bij het lagerhuis in de boot maken.
groet
t