王永杰 周宏宇

【摘要】隨著現(xiàn)代航海技術(shù)的發(fā)展，遠洋船舶航行海域得到進一步拓展，只有保證船舶航向的準確性才能確保船舶航行安全并提高航運公司營運效率.所以作為提供船舶準確航向的陀螺羅經(jīng)，作用尤為重要。本文結(jié)合工作中羅經(jīng)故障維修實例針對安許茨系列羅經(jīng)常見故障排除進行了詳細介紹.

【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。我國航運公司的船舶上，大部分安裝的是安許茨系列羅經(jīng)，如：國產(chǎn)的“航海I型”，國外的“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)航向與實際航向偏差很大等故障現(xiàn)象，嚴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。

1故障現(xiàn)象

2016年12月24日0930時，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，擺動幅度7-8度。二副將電源關(guān)閉，暫使用磁羅經(jīng)航行，1150時二副重啟電羅經(jīng)，1550羅經(jīng)航向任然左右擺動，于是報修。該輪陀螺羅經(jīng)為安許茨電羅經(jīng)22型。

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

2故障分析

2.1陀螺羅經(jīng)工作原理

該陀螺羅經(jīng)特點是屬于液浮支承的雙轉(zhuǎn)子下重擺式羅經(jīng)，左右分羅經(jīng)設(shè)在駕駛臺兩側(cè)外甲板，其余部分分別安裝在駕駛臺和主羅經(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球的作用。對擺式陀螺球施加一個外力，使其作橢圓運動，就具有了自動找北和穩(wěn)定指北的特性。這個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)動量矩定理我們知道，當陀螺球的動量矩越大，陀螺球主軸的穩(wěn)定性越高，羅經(jīng)指向精度也就越高。當羅經(jīng)通電后，陀螺球的轉(zhuǎn)子達到20000r/min的高速后，才體現(xiàn)出特有的指北特性。平時，隨動球和陀螺球相對位置是一致的，當船舶轉(zhuǎn)向時，陀螺球仍穩(wěn)定指北，隨動球則跟著主羅經(jīng)和船舶一起轉(zhuǎn)向，這樣，二者的相對位置就不一致了，隨動球與陀螺球之間就產(chǎn)生電信號，即失配信號，該信號經(jīng)相敏整流磁放大器放大后，驅(qū)動執(zhí)行電機，通過齒輪帶動同步發(fā)送機，發(fā)出同步信號，使隨動球跟上陀螺球指北。同時，使主羅經(jīng)桌上的刻度盤轉(zhuǎn)動相應(yīng)度數(shù)。

2.2陀螺羅經(jīng)不能指北原因分析

（1）電羅經(jīng)指北主要依靠隨動球內(nèi)陀螺球的轉(zhuǎn)速，羅經(jīng)剛啟動時，應(yīng)能聽到“嘟嘟”的陀螺電機加速聲音，此時，電流較大，電壓較小，一般15分鐘左右啟動加速過程結(jié)束，此時陀螺電機己抵達額定轉(zhuǎn)速會聽到清晰的“嗡嗡”聲，此時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型啟動電流0.34---0.42A、啟動電壓69---73V工作電流0.16---0.24A、工作電壓52---58V。如果啟動后長時間電流下不來，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：啟動時和穩(wěn)定后羅經(jīng)電壓電流變化都正常，更換的羅經(jīng)球工作時間也不長，但卻不能穩(wěn)定工作，航向讀數(shù)誤差也大，這多數(shù)是因為陀螺球在支撐液內(nèi)轉(zhuǎn)動時遇到障礙引起的，而隨動球內(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)致隨動信號輸出減弱，隨動系統(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，會導(dǎo)致陀螺球內(nèi)填充的氫氣或氮氣跑掉，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)啟動時聲音一直處于加速狀態(tài)，用萬用表測羅經(jīng)啟動電壓72.5V，待觀察半小時后電壓仍在72V左右，此時羅經(jīng)顯示器顯示溫度已達45°C，此時接通隨動系統(tǒng)，又持續(xù)觀察1h后測羅經(jīng)電流，仍達到羅經(jīng)于啟動時的大小，我們懷疑陀螺球轉(zhuǎn)速達不到額定要求，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)，待陀螺馬達完全停轉(zhuǎn)后，使用專用工具對主羅經(jīng)進行拆卸。卸下隨動球，將隨動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;拆除固定隨動球上下半球的6個固定螺釘。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，抽出防止球震動的保護卡片，確保一切良好后，開啟電源，

啟動后陀螺球加速階段，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)定運行。

（5）三個小時后，大約穩(wěn)在225度，而實際二副在海圖上量取值253度?？吹诫S動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，卸下隨動球，排氣，打開支撐液注入孔，從頂部查看測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，又四個小時后穩(wěn)定在225度。

（6）校對分羅經(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、正常工作時陀螺球的工作電流超出額定電流、運轉(zhuǎn)聲音不正常等現(xiàn)象。我們在判斷其故障時仔細鑒別，不可盲目行事，在查求故障原因時應(yīng)該由簡單到復(fù)雜，結(jié)合原理進行分析判斷，同時要有嚴謹?shù)膽B(tài)度，注意了解設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，對故障的判斷起到事半功倍的效果。