某船安許茨羅經(jīng)航向不穩(wěn)故障實(shí)例

王永杰 周宏宇

【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。本文結(jié)合工作中羅經(jīng)故障維修實(shí)例針對(duì)安許茨系列羅經(jīng)常見故障排除進(jìn)行了詳細(xì)介紹.

【關(guān)鍵詞】陀螺羅經(jīng) 支撐液體 陀螺球 航向不穩(wěn)

陀螺羅經(jīng)是船舶重要導(dǎo)航設(shè)備之一，按其結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和工作原理劃分，可分為三種系列：安許茨系列、斯伯利系列、阿瑪一勃朗系列。我國(guó)航運(yùn)公司的船舶上，大部分安裝的是安許茨系列羅經(jīng)，如：國(guó)產(chǎn)的“航海I型”，國(guó)外的“安許茨4型、6型、10型、12型、20型”、普拉特NAVIGAT型、日本北辰CMZ型。在使用的過程中，經(jīng)常發(fā)生羅經(jīng)不能找北、羅經(jīng)航向與實(shí)際航向偏差很大等故障現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響了船舶的航行安全，作為一名合格的航海人員，我們必須掌握羅經(jīng)故障的一些維修知識(shí)。

1故障現(xiàn)象

2016年12月24日0930時(shí)，某輪三副航行途中發(fā)現(xiàn)本船電羅航向不穩(wěn)定，航向讀數(shù)左右擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度7-8度。二副將電源關(guān)閉，暫使用磁羅經(jīng)航行，1150時(shí)二副重啟電羅經(jīng)，1550羅經(jīng)航向任然左右擺動(dòng)，于是報(bào)修。該輪陀螺羅經(jīng)為安許茨電羅經(jīng)22型。

該型號(hào)羅經(jīng)屬于雙轉(zhuǎn)子陀螺羅經(jīng)，具有精度高、穩(wěn)定時(shí)間短（找北時(shí)間有4h縮短到1h）、數(shù)字化、提供多種數(shù)字和傳向信號(hào)、采用逆變器直流供電系統(tǒng)等特點(diǎn)。

2故障分析

2.1陀螺羅經(jīng)工作原理

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。平時(shí)，隨動(dòng)球和陀螺球相對(duì)位置是一致的，當(dāng)船舶轉(zhuǎn)向時(shí)，陀螺球仍穩(wěn)定指北，隨動(dòng)球則跟著主羅經(jīng)和船舶一起轉(zhuǎn)向，這樣，二者的相對(duì)位置就不一致了，隨動(dòng)球與陀螺球之間就產(chǎn)生電信號(hào)，即失配信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)相敏整流磁放大器放大后，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)，通過齒輪帶動(dòng)同步發(fā)送機(jī)，發(fā)出同步信號(hào)，使隨動(dòng)球跟上陀螺球指北。同時(shí)，使主羅經(jīng)桌上的刻度盤轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)度數(shù)。

2.2陀螺羅經(jīng)不能指北原因分析

（1）電羅經(jīng)指北主要依靠隨動(dòng)球內(nèi)陀螺球的轉(zhuǎn)速，羅經(jīng)剛啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)能聽到“嘟嘟”的陀螺電機(jī)加速聲音，此時(shí)，電流較大，電壓較小，一般15分鐘左右啟動(dòng)加速過程結(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，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。如果啟動(dòng)后長(zhǎng)時(shí)間電流下不來，電壓上不去，則說明轉(zhuǎn)速上不去，羅經(jīng)便不能穩(wěn)定工作，羅經(jīng)球轉(zhuǎn)速上不去，工作電流大，多半球內(nèi)軸承損壞和磨損，單轉(zhuǎn)子有些可以換軸承，雙轉(zhuǎn)子要換球。

（2）還有一種常見故障：?jiǎn)?dòng)時(shí)和穩(wěn)定后羅經(jīng)電壓電流變化都正常，更換的羅經(jīng)球工作時(shí)間也不長(zhǎng)，但卻不能穩(wěn)定工作，航向讀數(shù)誤差也大，這多數(shù)是因?yàn)橥勇萸蛟谥我簝?nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)遇到障礙引起的，而隨動(dòng)球內(nèi)缸起泡是很重要的原因之一，由于液體溫度較高的情況下，內(nèi)缸上下半蓋使用過久會(huì)起泡，在空氣作用下，鼓起的缸蓋與羅經(jīng)球相互摩擦碰撞，就產(chǎn)生不能穩(wěn)定的現(xiàn)象，如果該故障現(xiàn)象嚴(yán)重，就要更換起泡的內(nèi)缸蓋。

（3）陀螺球頂電極、底電極、赤道電極導(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;還可能導(dǎo)致隨動(dòng)信號(hào)輸出減弱，隨動(dòng)系統(tǒng)無法正常跟蹤，導(dǎo)致羅經(jīng)指向不穩(wěn)。

（4）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?，陀螺轉(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，也會(huì)導(dǎo)致羅經(jīng)航向不穩(wěn)。

3排查過程

（1）登輪檢查發(fā)現(xiàn)羅經(jīng)啟動(dòng)時(shí)聲音一直處于加速狀態(tài)，用萬用表測(cè)羅經(jīng)啟動(dòng)電壓72.5V，待觀察半小時(shí)后電壓仍在72V左右，此時(shí)羅經(jīng)顯示器顯示溫度已達(dá)45°C，此時(shí)接通隨動(dòng)系統(tǒng)，又持續(xù)觀察1h后測(cè)羅經(jīng)電流，仍達(dá)到羅經(jīng)于啟動(dòng)時(shí)的大小，我們懷疑陀螺球轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定要求，陀螺球始終處于加速狀態(tài)，于是決定嘗試更換陀螺球。

（2）關(guān)閉陀螺羅經(jīng)，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。卸下隨動(dòng)球，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。

（3）在更換過程中發(fā)現(xiàn)原羅經(jīng)球上的配重片脫落，且固定配重片的螺絲不知去向。由此可知配重脫落也是產(chǎn)生誤差的一部分原因。

（4）更換新球后，檢查固定情況，接線情況，抽出防止球震動(dòng)的保護(hù)卡片，確保一切良好后，開啟電源，

啟動(dòng)后陀螺球加速階段，用萬用表檢查發(fā)現(xiàn)羅經(jīng)電流0.21A，5分鐘后達(dá)到0.42A，大約二十分鐘后電流下降到為0.22A左右，然后開始穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）三個(gè)小時(shí)后，大約穩(wěn)在225度，而實(shí)際二副在海圖上量取值253度?？吹诫S動(dòng)球下及邊緣有油污出現(xiàn)，懷疑是支撐液外溢導(dǎo)致缸內(nèi)液體不足，于是斷電，卸下隨動(dòng)球，排氣，打開支撐液注入孔，從頂部查看測(cè)量錐體觀察支撐液是否滿缸，發(fā)覺未看到支撐液，于是加滿，又四個(gè)小時(shí)后穩(wěn)定在225度。

（6）校對(duì)分羅經(jīng)航向是否與主羅經(jīng)顯示的航向一致。

4結(jié)束語

陀螺羅經(jīng)是船舶重要的導(dǎo)航設(shè)備，而陀螺球是電羅經(jīng)的核心部件，其出現(xiàn)問題往往導(dǎo)致電羅經(jīng)不能找北、航向偏差太大、正常工作時(shí)陀螺球的工作電流超出額定電流、運(yùn)轉(zhuǎn)聲音不正常等現(xiàn)象。我們?cè)谂袛嗥涔收蠒r(shí)仔細(xì)鑒別，不可盲目行事，在查求故障原因時(shí)應(yīng)該由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，結(jié)合原理進(jìn)行分析判斷，同時(shí)要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，注意了解設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，對(duì)故障的判斷起到事半功倍的效果。