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(jiàn)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(guò)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(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。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(guò)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(pán)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(tīng)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(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(tīng)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(lái),電壓上不去,則說(shuō)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(jiàn)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(guò)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(wú)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(guò)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(wàn)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(guò)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(kāi)啟電源,
啟動(dòng)后陀螺球加速階段,用萬(wàn)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(kāi)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(kāi)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(jué)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(yǔ)
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(wèn)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。