淺談船用陀螺羅經(jīng)維護(hù)與保養(yǎng)

王永杰+路修俊

【摘 要】隨著現(xiàn)代航海技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)洋船舶航行海域得到進(jìn)一步拓展，只有保證船舶航向的準(zhǔn)確性才能確保船舶航行安全并提高航運(yùn)公司營(yíng)運(yùn)效率.所以作為提供船舶準(zhǔn)確航向的陀螺羅經(jīng)，作用尤為重要。本文針對(duì)陀螺羅經(jīng)維護(hù)與保養(yǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹.

【關(guān)鍵詞】陀螺羅經(jīng)；支撐液體；陀螺球；隨動(dòng)球

1. 陀螺羅經(jīng)基本組成及工作原理

1.1陀螺羅經(jīng)基本組成

一套完整的陀螺羅經(jīng)系統(tǒng)是由主羅經(jīng)及其附屬儀器組成。附屬儀器是保證主羅經(jīng)正常工作的必需設(shè)備，通常由電源轉(zhuǎn)換器、報(bào)警裝置及各個(gè)方位分羅經(jīng)等組成；而主羅經(jīng)基本上由靈敏部分、隨動(dòng)部分及固定部分組成。主羅經(jīng)是陀螺羅經(jīng)的主要部分，其靈敏部分是一個(gè)陀螺球，屬于主羅經(jīng)的核心。陀螺球內(nèi)由一個(gè)或兩個(gè)陀螺電機(jī)轉(zhuǎn)子組成。陀螺球內(nèi)充氮?dú)?，球的外表面除了頂電極和底電極外，其赤道處裝有一條半圓周形帶狀電極。陀螺球懸浮于支撐液中。隨動(dòng)部分主要由隨動(dòng)球組件、彈性減振的波紋管擺式連接器、方位齒輪和匯電環(huán)組件等組成。固定部分主要有支撐板及安裝在其上的組件和羅經(jīng)箱體等組成。

1.2工作原理簡(jiǎn)介

以“安許茨22型”陀螺羅經(jīng)為例，該陀螺羅經(jīng)特點(diǎn)是屬于液浮支承的雙轉(zhuǎn)子下重?cái)[式羅經(jīng)，左右分羅經(jīng)設(shè)在駕駛臺(tái)兩側(cè)外甲板，其余部分分別安裝在駕駛臺(tái)和主羅經(jīng)室內(nèi)。陀螺羅經(jīng)之所以用來(lái)導(dǎo)航，顯示出船舶的航向，主要是陀螺球與隨動(dòng)球的作用。對(duì)擺式陀螺球施加一個(gè)外力，使其作橢圓運(yùn)動(dòng)，就具有了自動(dòng)找北和穩(wěn)定指北的特性。這個(gè)外力在此采用的是阻尼器法，阻尼器是裝在陀螺球的內(nèi)部。根據(jù)動(dòng)量矩定理我們知道，當(dāng)陀螺球的動(dòng)量矩越大，陀螺球主軸的穩(wěn)定性越高，羅經(jīng)指向精度也就越高。當(dāng)羅經(jīng)通電后，陀螺球的轉(zhuǎn)子達(dá)到20000r/min的高速后，才體現(xiàn)出特有的指北特性。

2.陀螺羅經(jīng)維護(hù)與保養(yǎng)

2.1陀螺羅經(jīng)檢查項(xiàng)目

羅經(jīng)工作時(shí)，檢查其三相電流是否符合要求值；檢查液溫是否在52°±3℃；檢查陀螺球球高是否在2±1mm；每半小時(shí)校對(duì)一次陀螺羅經(jīng)航向與磁羅經(jīng)的航向（檢查羅經(jīng)好壞）；校對(duì)分羅經(jīng)航向是否與主羅經(jīng)顯示的航向一致；檢查支承液體的量是否足夠。

2.2陀螺羅經(jīng)支撐液更換

陀螺羅經(jīng)支撐液每年更換一次（防止變質(zhì)），因?yàn)橹С幸旱淖饔靡皇菓腋⊥勇萸?，減小摩擦力矩，二是把外部電源引入陀螺球內(nèi)，以保證陀螺球正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如支承液使用期過(guò)長(zhǎng)也會(huì)影響羅經(jīng)正常工作。以“安許茨22型”為例，其支承液的配方如下：

蒸餾水10L；甘油1L；安息香酸10g

若無(wú)安息香酸，可用18g硼砂和0.1L40%的福爾馬林代替。甘油用以增加支承液體的比重；安息香酸或硼砂用以導(dǎo)電的。

2.2.1更換支撐液（陀螺球）步驟及檢測(cè)的項(xiàng)目：

（1）關(guān)閉陀螺羅經(jīng)約1.5小時(shí)，待陀螺馬達(dá)完全停轉(zhuǎn)后，使用專用工具對(duì)主羅經(jīng)進(jìn)行拆卸；

（2）拆除隨動(dòng)球印制電路板上的小插頭，兩手托住隨動(dòng)球上的兩個(gè)快速拆卸鎖緊螺釘之底部，用拇指向下推壓鎖緊螺釘頂部，鎖緊螺釘即可脫開。將隨動(dòng)球小心旋轉(zhuǎn)90o，用同樣方法松開另外2個(gè)快速拆卸鎖緊螺釘。注意：此時(shí)隨動(dòng)球已完全與波紋管連接器脫開，不可放手。

（3）兩手托住隨動(dòng)球?qū)⑵鋸牧_經(jīng)箱體內(nèi)取出來(lái)，放置于專用桌面上。先將隨動(dòng)球頂部的綠色塑料螺釘旋出，系統(tǒng)的氣體即排出，然后將黑色塑料螺釘旋出。

（4）將隨動(dòng)球的支撐液及蒸餾水從頂部的支撐液和蒸餾水螺孔分別倒出；拆除固定隨動(dòng)球上下半球的6個(gè)固定螺釘。用帽狀吸力杯將陀螺球從下半球中取出。

清潔陀螺球，并檢測(cè)以下各項(xiàng)：

檢測(cè)頂電極、底電極、赤道電極導(dǎo)電情況并加以維護(hù)。電極導(dǎo)電性能不佳會(huì)使陀螺球得不到穩(wěn)定供電，陀螺球的工作電壓、電流不正常，從而產(chǎn)生不定誤差。

檢測(cè)兩隨動(dòng)電極導(dǎo)電情況并加以維護(hù)。電極導(dǎo)電性能不佳會(huì)使隨動(dòng)信號(hào)輸出減弱，隨動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法正常跟蹤，導(dǎo)致羅經(jīng)指向不穩(wěn).

?陀螺球外殼是否光滑、完整。若存在翹起、裂縫或老化腐蝕產(chǎn)生小孔，會(huì)導(dǎo)致陀螺球內(nèi)填充的氫氣或氮?dú)馀艿簦勇蒉D(zhuǎn)子工作環(huán)境變壞，并且使支承液體滲入球內(nèi)，陀螺球變重?zé)o法正常懸浮，必須更新

2.3陀螺球高度的調(diào)整

安修斯22型陀螺羅經(jīng)是使用最多的一種雙轉(zhuǎn)子陀螺羅經(jīng)，采用液浮方法懸浮羅經(jīng)球，球的高低與液體配方產(chǎn)生的浮力以及溫度有關(guān)。判斷球高低正確的方法是：觀察缸體上的溫度計(jì)，在標(biāo)準(zhǔn)52°液溫情況下，將缸體水平氣泡據(jù)中的同時(shí)，從缸體觀察鏡內(nèi)看羅經(jīng)球赤道線，赤道線與觀察鏡上的刻度水平中線相比，大約高出2mm，也就是兩小格為正常，太高太低都可能影響球體轉(zhuǎn)動(dòng)。

通常球高可直接補(bǔ)充蒸餾水稀釋液體達(dá)到降低浮力，球低可多次少量增加甘油從而加大浮力，注意事項(xiàng)是在添加蒸餾水或甘油后，都要應(yīng)用虹吸原理攪拌支撐液體，完全均勻后，在進(jìn)行檢查和調(diào)整，要耐心觀察，因?yàn)榧尤敫视突蛘哒麴s水后都需要一段時(shí)間才均勻，切記不能盲目性添加太多甘油。

若發(fā)現(xiàn)陀螺球位置很低，甚至于沉至隨動(dòng)球底部時(shí)，切不可大量添加甘油予以調(diào)整，而應(yīng)首先檢查支撐液體的比重，25°時(shí)，比重應(yīng)在1.020～1.022之間，當(dāng)證實(shí)液體比重確實(shí)偏小時(shí)，再添加甘油調(diào)整；若比重正常，則陀螺球下沉原因在其本身。通常陀螺球出現(xiàn)裂縫而滲入支撐液體或電磁上托線圈電源通道斷路以及電源電壓太低等原因，才會(huì)致使陀螺球位置過(guò)低。在這種情況下，應(yīng)采取更換陀螺球或排除電源故障的措施。

2.4三相電流的檢查與調(diào)整：在更換陀螺球、支承液體及調(diào)整陀螺球高度后，均應(yīng)對(duì)三相電流進(jìn)行檢查與調(diào)整。

2.4.1若電流小于上述額定值，則應(yīng)添加安息香酸（或硼砂），以增加支承液體的導(dǎo)電率。每添加1g的安息香酸（或2g的硼砂），電流可增加0.1A。添加安息香酸（或硼砂）時(shí)，要從貯液缸中吸出約0.1L的液體裝入燒杯中，然后將安息香酸（或硼砂）加熱使其湛溶解，再注入貯液缸并攪拌均勻。

2.4.2若電流大于上述額定值，則應(yīng)添加蒸餾水和甘油的混合液體，注入貯液缸再攪拌均勻。添加蒸餾水和甘油的用量，應(yīng)按照配方中的比例量取。

3. 電羅經(jīng)的調(diào)試

3.1安許茨系列啟動(dòng)

將安許茨羅經(jīng)電源接通，羅經(jīng)加熱器對(duì)支撐液進(jìn)行加熱，此時(shí)羅經(jīng)數(shù)據(jù)監(jiān)視器顯示支撐液體的溫度（例如支撐液體的溫度為28.8℃）。數(shù)字前的字符h表示陀螺羅經(jīng)液體處于加溫過(guò)程。當(dāng)溫度達(dá)到45℃左右時(shí)，隨動(dòng)系統(tǒng)被自動(dòng)接通，此時(shí)數(shù)字監(jiān)視器轉(zhuǎn)換為顯示船舶航向，但數(shù)字后跟一個(gè)亮點(diǎn)（如陀螺球的航向?yàn)?30°.5），。亮點(diǎn)表示陀螺球處于找北過(guò)程中。約3小時(shí)后，亮點(diǎn)消失，表示陀螺球的航向穩(wěn)定（如陀螺球的航向?yàn)?30°.1）。

3.2記錄陀螺球的啟動(dòng)電壓和電流

聽啟動(dòng)羅經(jīng)時(shí)的陀螺電機(jī)加速聲音為“嘟嘟”聲，一般15分鐘左右啟動(dòng)加速過(guò)程結(jié)束，此時(shí)陀螺電機(jī)己抵達(dá)額定轉(zhuǎn)速會(huì)聽到清晰的“嗡嗡”聲，此時(shí)陀螺球的電流下降到正常工作電流，因而其電壓應(yīng)上升至正常工作電壓，否則陀娜球有損壞的可能.安許茨22型啟動(dòng)電流0.34---0.42A、啟動(dòng)電壓69---73V，工作電流0.16----0.24A、工作電壓52---58V。（此型陀螺羅經(jīng)的逆變電源專門設(shè)計(jì)有一路69----73V啟動(dòng)電壓，50秒后變?yōu)榱硪宦饭ぷ麟妷?2一58V供電。）

3.3繪制羅經(jīng)阻尼進(jìn)動(dòng)曲線

陀螺羅經(jīng)加速過(guò)程后，因?yàn)榫谕勇萸騼?nèi)安放盛有粘性較大的甲基硅油的液體阻尼器，此液體流動(dòng)的遲滯作用產(chǎn)生阻尼力矩，所以應(yīng)作減幅搖動(dòng)。即使由于某種原因使羅經(jīng)主軸偏離穩(wěn)定位置，仍然會(huì)自動(dòng)地返回穩(wěn)定位置.一般啟動(dòng)后4-5小時(shí)，經(jīng)過(guò)2～3個(gè)阻尼進(jìn)動(dòng)周期后，應(yīng)在正確的方向穩(wěn)定下來(lái).因此，間隔20分鐘左右記錄一次羅經(jīng)指示度數(shù)，從而繪制出該羅經(jīng)阻尼進(jìn)動(dòng)曲線。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳宇里 《航海儀器》 上海浦江教育出版社 .

[2]楊在金 《航海儀器》大連海事大學(xué)出版社.

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