淺談船用陀螺羅經維護與保養

王永杰+路修俊

【摘 要】隨著現代航海技術的發展，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，作用尤為重要。本文針對陀螺羅經維護與保養進行了詳細的介紹.

【關鍵詞】陀螺羅經；支撐液體；陀螺球；隨動球

1. 陀螺羅經基本組成及工作原理

1.1陀螺羅經基本組成

一套完整的陀螺羅經系統是由主羅經及其附屬儀器組成。附屬儀器是保證主羅經正常工作的必需設備，通常由電源轉換器、報警裝置及各個方位分羅經等組成；而主羅經基本上由靈敏部分、隨動部分及固定部分組成。主羅經是陀螺羅經的主要部分，其靈敏部分是一個陀螺球，屬于主羅經的核心。陀螺球內由一個或兩個陀螺電機轉子組成。陀螺球內充氮氣，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。隨動部分主要由隨動球組件、彈性減振的波紋管擺式連接器、方位齒輪和匯電環組件等組成。固定部分主要有支撐板及安裝在其上的組件和羅經箱體等組成。

1.2工作原理簡介

以“安許茨22型”陀螺羅經為例，該陀螺羅經特點是屬于液浮支承的雙轉子下重擺式羅經，左右分羅經設在駕駛臺兩側外甲板，其余部分分別安裝在駕駛臺和主羅經室內。陀螺羅經之所以用來導航，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部。根據動量矩定理我們知道，當陀螺球的動量矩越大，陀螺球主軸的穩定性越高，羅經指向精度也就越高。當羅經通電后，陀螺球的轉子達到20000r/min的高速后，才體現出特有的指北特性。

2.陀螺羅經維護與保養

2.1陀螺羅經檢查項目

羅經工作時，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；每半小時校對一次陀螺羅經航向與磁羅經的航向（檢查羅經好壞）；校對分羅經航向是否與主羅經顯示的航向一致；檢查支承液體的量是否足夠。

2.2陀螺羅經支撐液更換

陀螺羅經支撐液每年更換一次（防止變質），因為支承液的作用一是懸浮陀螺球，減小摩擦力矩，二是把外部電源引入陀螺球內，以保證陀螺球正常運轉。如支承液使用期過長也會影響羅經正常工作。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電的。

2.2.1更換支撐液（陀螺球）步驟及檢測的項目：

（1）關閉陀螺羅經約1.5小時，待陀螺馬達完全停轉后，使用專用工具對主羅經進行拆卸；

（2）拆除隨動球印制電路板上的小插頭，兩手托住隨動球上的兩個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。將隨動球小心旋轉90o，用同樣方法松開另外2個快速拆卸鎖緊螺釘。注意：此時隨動球已完全與波紋管連接器脫開，不可放手。

（3）兩手托住隨動球將其從羅經箱體內取出來，放置于專用桌面上。先將隨動球頂部的綠色塑料螺釘旋出，系統的氣體即排出，然后將黑色塑料螺釘旋出。

（4）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。

清潔陀螺球，并檢測以下各項：

檢測頂電極、底電極、赤道電極導電情況并加以維護。電極導電性能不佳會使陀螺球得不到穩定供電，陀螺球的工作電壓、電流不正常，從而產生不定誤差。

檢測兩隨動電極導電情況并加以維護。電極導電性能不佳會使隨動信號輸出減弱，隨動系統無法正常跟蹤，導致羅經指向不穩.

?陀螺球外殼是否光滑、完整。若存在翹起、裂縫或老化腐蝕產生小孔，會導致陀螺球內填充的氫氣或氮氣跑掉，陀螺轉子工作環境變壞，并且使支承液體滲入球內，陀螺球變重無法正常懸浮，必須更新

2.3陀螺球高度的調整

安修斯22型陀螺羅經是使用最多的一種雙轉子陀螺羅經，采用液浮方法懸浮羅經球，球的高低與液體配方產生的浮力以及溫度有關。判斷球高低正確的方法是：觀察缸體上的溫度計，在標準52°液溫情況下，將缸體水平氣泡據中的同時，從缸體觀察鏡內看羅經球赤道線，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動。

通常球高可直接補充蒸餾水稀釋液體達到降低浮力，球低可多次少量增加甘油從而加大浮力，注意事項是在添加蒸餾水或甘油后，都要應用虹吸原理攪拌支撐液體，完全均勻后，在進行檢查和調整，要耐心觀察，因為加入甘油或者蒸餾水后都需要一段時間才均勻，切記不能盲目性添加太多甘油。

若發現陀螺球位置很低，甚至于沉至隨動球底部時，切不可大量添加甘油予以調整，而應首先檢查支撐液體的比重，25°時，比重應在1.020～1.022之間，當證實液體比重確實偏小時，再添加甘油調整；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，才會致使陀螺球位置過低。在這種情況下，應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整：在更換陀螺球、支承液體及調整陀螺球高度后，均應對三相電流進行檢查與調整。

2.4.1若電流小于上述額定值，則應添加安息香酸（或硼砂），以增加支承液體的導電率。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，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，應按照配方中的比例量取。

3. 電羅經的調試

3.1安許茨系列啟動

將安許茨羅經電源接通，羅經加熱器對支撐液進行加熱，此時羅經數據監視器顯示支撐液體的溫度（例如支撐液體的溫度為28.8℃）。數字前的字符h表示陀螺羅經液體處于加溫過程。當溫度達到45℃左右時，隨動系統被自動接通，此時數字監視器轉換為顯示船舶航向，但數字后跟一個亮點（如陀螺球的航向為130°.5），。亮點表示陀螺球處于找北過程中。約3小時后，亮點消失，表示陀螺球的航向穩定（如陀螺球的航向為130°.1）。

3.2記錄陀螺球的啟動電壓和電流

聽啟動羅經時的陀螺電機加速聲音為“嘟嘟”聲，一般15分鐘左右啟動加速過程結束，此時陀螺電機己抵達額定轉速會聽到清晰的“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。（此型陀螺羅經的逆變電源專門設計有一路69----73V啟動電壓，50秒后變為另一路工作電壓52一58V供電。）

3.3繪制羅經阻尼進動曲線

陀螺羅經加速過程后，因為均在陀螺球內安放盛有粘性較大的甲基硅油的液體阻尼器，此液體流動的遲滯作用產生阻尼力矩，所以應作減幅搖動。即使由于某種原因使羅經主軸偏離穩定位置，仍然會自動地返回穩定位置.一般啟動后4-5小時，經過2～3個阻尼進動周期后，應在正確的方向穩定下來.因此，間隔20分鐘左右記錄一次羅經指示度數，從而繪制出該羅經阻尼進動曲線。

參考文獻：

[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》大連海事大學出版社.

[3]楊金華 《淺談電羅經的維修》 中國修船 1995-12.endprint