Referat CONEXIUNEA GIROCOMPASULUI

Mai jos puteti citi fragmente din Referat CONEXIUNEA GIROCOMPASULUI si de asemenea puteti face Download Referat CONEXIUNEA GIROCOMPASULUI

Citeste fragmente din Referat CONEXIUNEA GIROCOMPASULUI

REFERAT CONEXIUNEA GIROCOMPASULUI KURS IV CU SISTEMUL DE REPETITOARE CAPITOLUL I BAZELE TEORIEI GIROCOMPASELOR Generalităţi Girocompasul sau compasul giroscopic este un aparat a cărui funcţionare se bazează pe principiul giroscopului şi care se foloseşte la indicarea direcţiei nordului adevărat, independent de influenţa magnetismului terestru. Faţă de compasul magnetic, indicaţiile girocompasului sunt mult mai precise, se pot transmite în mai multe locuri de pe navă şi sunt influenţate într-o măsură mai mică de mişcările navei. În schimb, girocornpasul este un aparat complicat, susceptibil 1 avarii, necesită un personal calificat pentru întreţinere şi nu este utilizabil decât după 4—6 ore de la pornire. Primele girocompase au fost construite la începutul secolului XX. Apariţia acestui nou aparat de navigaţie a fost posibilă în urma dezvoltării matematicii şi mecanicii. Teoria mişcării unui solid în jurul unui punct fix a fost pentru prima dată studiată şi elaborată în anul 1765 de Leonard Euler. In anul 1852 Leon Foueaiult a demonstrat posibilitatea folosirii în activitatea practică a particularităţilor unui tor căruia i s-a imprimat o viteză mare de rotaţie, în anul 1893 apare lucrarea lui A. S. Domorov, intitulată: „Despre giroscopul liber", în care teoria giroscopului este expusă pentru prima oară în mod amănunţit şi riguros matematic. Giroscopul Elementul principal la un mare număr de aparate moderne, care servesc în scopurile navigaţiei este giroscopul. Se numeşte giroscop corpul simetric care se roteşte cu o viteză mare în jurul axei sale de simetri şi este suspendat astfel încât această axă poate ocupa orice poziţie în spaţiu. Termenul de giroscop provine de la cuvintele greceşti: „ghiuris”, care înseamnă rotaţie şi „scopein” care înseamnă a urmări. În tehnică, giroscopul reprezintă de obicei, un volan greu a cărui masă este distribuită uniform în raport cu axa de simetrie şi care se roteşte cu o viteză de 6000 – 30000rot/min. Axa în jurul căreia se roteşte giroscopul se numeşte axa propire de rotaţie sau axa principală. Această axă este perpendiculară pa planul giroscopului şi trece prin centrul lui de greutate. Pentru ca axa principală să poată lua o direcţie dorită în spaţiu, giroscopul se montează într-o suspensie cardanică (fig.1). Definirea poziţiei giroscopului se face în raport cu 3 axe de coordonate rectangulare (perpendiculare una pe alta: X-X, Z-Z şi Y-Y), care se aleg în aşa fel încât punctul lor de intersecţie să coincidă cu centrul acestuia (0). Axa X-X se consideră direcţia de orientare a axei de rotaţie a giroscopului. Pe ea se află 2 lagăre ale inelului cardanic interior (2), în care se montează capetele axului giroscopului. La rândul său inelul cardanic interior are 2 suporţi care se montează în 2 lagăre dispuse pe inelul cardanic exterior (3). În acest fel inelul cardanic interior se poate roti în jurul axei Y-Y. Inelul cardanic exterior are şi el 2 suporţi care se montează în 2 lagăre ale unui cadru vertical, având deci posibilitatea de rotire în jurul axei Z-Z. Giroscopul din fig.1 denumit „giroscop de laborator”, posedă 3 grade de libertate, adică 3 coordonate independente care determină poziţia lui în spaţiu. Prin numărul de grade de libertate se înţelege în mecanică numărul de mărimi independente care detrmină poziţia corpurilor. În cazul giroscopului, asemenea mărimi sunt unghiurile de rotaţie ale axului său în raport cu direcţiile celor 3 axe de coordonate: X-X, Z-Z, Y-Y. Dacă va fi exclusă posibilitatea de rotire a axului giroscopului în jurul unei din axele Y-Y sau Z-Z, atunci giroscopul va avea 2 grade de libertate, deoarece poziţia lui se va determina prin 2 unghiuri de rotire în jurul a numai 2 axe. Dacă se exclude posibilitatea rotirii în jurul axelor Y-Y şi Z-Z atunci giroscopul va avea un singur grad de libertate şi va deveni un corp care se va roti în jurul axei principale X-X. Giroscopul cu 3 grade de libertate asupra căruia nu acţionează nici un fel de moment ale forţelor exterioare, se numeşte, în mod convenţional, giroscop liber. Pentru ca giroscopul să fie liber este necesar ca el să aibă un punct de suspensie care să coincidă cu centrul său de greutate. În acest caz, momentul forţelor de gravitaţie va fi egal cu 0 pentru orice inerţie a axelor. Punctul de suspensie sau centrul giroscopului este chiar punctulde intersecţie a celor 3 axe de coordonate. În jurul acestui punct se execută: mişcarea de rotaţie a giroscopului în jurul axei principale, sau în jurul axei X-X, mişcarea axei principale în plan vertical în jurul axei Y-Y; mişcarea axei principale în plan orizontal în jurul axei Z-Z. Proprietăţile giroscopului liber Giroscopul liber, pus în funcţiune, are 2 proporietăţi: inerţia şi precesia. Inerţia giroscopului liber Dacă giroscopulului i se va imprima o mişcare de rotaţie cu o viteză mare, se va observa că axul lui principal capătă „stabilitate”, adică îşi va menţine direcţia principală în raport cu spaţiul interstelar. În această situaţie, în timpul rotirii suportul cu suspensia cardanică într-o anumită direcţie, axul principal îşi menţine direcţia principală, iar dacă se aplică o forţă de deviere a axului principal de la această direcţie iniţială se observă că giroscopul va opune o rezistenţă însemnată. Tendinţă giroscopului de aşi păstra în mod constant poziţia lui iniţială în spaţiu este rezultatul acţiunii legii momentelor cantităţii de mişcare. Prin definiţie, în cazul giroscopului liber, momentul M al forţelor exterioare, inclusiv momentul produs de forţa de gravitaţie, trebuie să fie egală cu 0. În această situaţie relaţia care exprimă legea momentelor cantităţii de mişcare se notează astfel: dH = M = U = 0 adică viteza extremităţii vectorului momentului cinetic este egală cu 0, deci H nu se modifică, rămânând constant ca mărime şi direcţie. Acest fenomen reprezintă prima proprietate a giroscopului cunoscut sub numele de inerţia giroscopului. De reţinut că această direcţie invariabilă a axului giroscopului se menţine faţă de stele şi nu faţă de pământ, a cărui forţă de rotaţie nu produce nici un moment al forţelor exterioare şi deci nu influenţează cu nimic direcţia axului. Precesia giroscopului La un giroscop cu 3 grade de libertate se constată că, dacă este supus acţiunii mai multor momente deviatoare, fiecare dintre ele provoacă o mişcare de deplasare a axei asupra căreia se exercită într-o direcţie perpendiculară pe direcţia forţei care acţionează asupra unui din capetele axei. Mişcarea giroscopului datorită acţiunii momentului forţei deviatoare exterioare, care se transmite în direcţie perpendiculară pe direcţia în care acţionează forţa se numeşte mişcarea de precesie sau precesia giroscopului. Pentru înţelegerea mişcării de precesie a giroscopului cu 3 grade de libertate, al cărui rotor are o viteză unghiulară în jurul axei X-X şi un moment de rotaţie Mr, se presupune că în punctul A al inelului cardanic interior se exercită o forţă exterioară F, al cărui moment deviator Md = F.R., tinde să rotească axa principală X-X a giroscopului în jurul axei Y-Y cu o viteză unghiulară ωy. Sub acţiunea momentului deviator Md şi a momentului de rotaţie Mr se produce mişcarea de precesie a giroscopului, adică rotirea inelului cardanic exterior în jurul axei Z-Z, cu viteza unghiulară ω. Deci, apare un cuplu care provoacă această mişcare de precesie şi a cărui moment se numeşte momentul giroscopic (Mg). Sensul mişcării de precesie (adică al vectorilor ω şi Mg) se determină, ştiind că giroscopul tinde să-şi rotească axa sa principală în direcţia mişcării unghiului dintre vectorul momentului de rotaţie Mr şi vectorul momentului deviator Md. Transformarea giroscopului liber în giroscompas Referitor la proprietatea pe care o are giroscopul liber de a-şi menţine neschimbată în spaţiu direcţia axei principale, s-a arătat că, în timpul işcării diurne a pământului, axa principală a giroscopului situat la o latitudine oarecare, execută o mişcare aparentă de rotire în jurul verticalei locului şi de înclinare faţă de orizont. Aceste mişcări au loc ca urmare a rotirii simultane a planului orizontului în jurul meridianului şi a planului meridianului în jurul verticalei locului. Pentru determinarea vitezelor unghiulare de rotaţie în spaţiu a planului orizontului şi a planului meridianului într-un punct oarecare, se descompune vectorul vitezei unghiulare a Pământului (ωp) în două componente orientate astfel: una pe direcţia meridianului (ω0) şi a doua pe direcţia verticalei locului (ωv) figura 3. Considerând latitudinea geografică a locului ϕ, rezultă relaţiile: ωv = ωp cosϕ; ω0 = ωp sinϕ. Mărimea ω0 se numeşte componenta orizontală a rotaţiei terestre şi caracterizează viteza unghiulară cu care planul orizontului se roteşte în jurul meridianului, iar mărimea ωv se numeşte componenta verticală a rotaţiei terestre şi caracterizează viteza unghiulară cu care planul meridianului se roteşte în jurul verticalei locului. Viteza unghiulară de rotaţie a planului meridianului este egală cu zero la ecuator şi este maximă la poli, iar viteza unghiulară de rotaţie a planului orizontului este maximă la ecuator şi egală cu zero la poli. figura 3 Cunoscând aceste componente ale rotaţiei Pământului se pot determina cu uşurinţă vitezele unghiulare de rotaţie aparentă axului giroscopului. Componentele mişcării aparente a axului giroscopului, la aceeaşi latitudine ϕ, sunt egale ca valoare cu ω0 şi ωv însă de sensuri contrare. Giroscopul poate fi utilizat deci ca girocompas (să se orienteze în meridian) numai dacă se vor compensa deplasările aparente ale axului său, datorită mişcării diurne a Pământului. Pentru compensarea acestor deplasări se foloseşte proprietatea de precesie a giroscopului. În scopul menţinerii axului principal al giroscopului în meridian, sau pe o direcţie constantă faţă de aceasta, se aplică giroscopului o forţă verticală care dă naştere la o precesie orizontală cu viteza unghiulară: ωv = ωp sinφ Precesia orizontală a axului principal al giroscopului se realizează prin coborârea centrului de greutate al giroscopului. Se consideră giroscopul la ecuator şi în momentul iniţial axul său principal este orizontal şi orientat pe direcţia est – vest. Se observă din fig.4 că centrul de greutate al giroscopului e coborât faţă de centrul de suspensie prin adăugarea unei greutăţi pe partea inferioară a carcasei (porţiunea haşurată). În poziţia I vectorul greutăţii G este orientat pe direcţia verticalei locului. Întru-cât distanţa dintre centrul de suspensie şi punctul de aplicare al forţei G este egală cu 0, asupra axului principal al giroscopului nu va acţiona nici un moment de precesie suplimentară. După un interval de timp, Pământul s-a rotit cu unghiul θ şi giroscopul se află în poziţia II. Potrivit proprietăţii de inerţie a giroscopului axa sa principală rămâne neschimbată în spaţiu, deci axa Z-Z este înclinată cu un unghi θ faţă de verticala locului. În această nouă situaţie forţa greutăţii G care se menţine orientată spre ventrul Pământului nu mai coincide cu axa principală Z-Z, care nu trece prin centrul giroscopului. Ca urmare, apare un moment de precesie care va tinde să rotească axa principală X-X în jurul axei verticale Z-Z şi să o aducă în meridian. Mărimea momentului de precesie, deci viteza de orientare în meridian, depinde de mărimea greutăţii suplimentare şi de unghiul de înclinare a axei principale de giroscopului. Figura 4 Din figura 4 rezultă că braţul forţei produsă de greutatea suplimentară este egală cu a sin θ, unde: a este distanţa dintre centrul de suspensie şi centrul de greutate al sistemului, iar θ este unghiul de înclinare a axului giroscopului. Momentul de precesie a axului principal al giroscopului, creat în urma adăugării greutăţii suplimentare G, sau momentul de pendul este egal cu: Mp = mgsinθ m = masa greutăţii G, iar g este acceleraţia gravitaţiei terestre. Ca urmare a acţiunii momentului de pendul (Mp), axul principal al giroscopul se va roti în jurul axei verticale Z-Z cu viteza unghiulară de precesie. ω = mgasinθ/j Sensul acestei mişcări de precesie se determină după regula polilor: polul giroscopului se deplasează pe calea cea mai scurtă spre polul forţei care a produs precesia. În figura 4 polul giroscopului Pg este vârful momentului cinetic H şi este orientat spre est, iar polul forţei este situat pe axa orizontală Y-Y, spre nord. Prin urmare, având o precesie sub acţiunea momentului de pendul, polul giroscopului se va deplasa spre partea nordică a meridianului. CAPITOLUL II GIROCOMPASUL KURS IV 1. DESCRIEREA INSTALAŢIEI ŞI PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE A GIROCOMPASULUI KURS IV Girocompasul Kurs IV are următoarele părţi componente: girocompasul mamă 1M aparatul de pornire 4D aparatul de transmisie – amplificare 9B panoul navigatorului 34M cutia cu dispozitive de protecţie ZU sirenă cu lampă 10M agregatul de alimentare AMG – 201 repetitor de relevare 19A 1.1. Girocompasul mamă - 1M Girocompasul mamă se compune din următoarele părţi: elementul sensibil sistemul de urmărire părţi fixe exterioare sistemul de răcire dispozitivul de orientare rapidă 1.1.1. Elementul sensibil Elementul sensibil este o sferă metalică ermetică, în interiorul căreia sunt dispuse 2 giromotoare, amortizorul cu ulei cu releul de întrerupere a oscilaţiilor şi bobina de suflaj. Sfera se compune din semisferele de alarmă superioară şi inferioară, acoperite cu ebonită. Fiecare sferă are câte o calotă polară din alamă, acoperită cu un strat de grafit – ebonită bun conducător de electricitate şi izolat faţă de corpul sferei. În mijlocul calotelor polare, în interiorul girosferei, sunt dispuse bucşele semiconducătoare, la care se lipesc conductoarele de alimentare a nodurilor electrice. În porţiunea ecuatorială a sferei sunt dispuse nemijlocit pe carcasă 3 fâşii de grafit – ebonită: una lată şi două înguste cu întrerupere la gradaţia de 180o în care este dispus un electrod de cărbune, izolat faţă de corp şi destinat pentru transmiterea alimentării la bobina releului de întrerupere a oscilaţiilor. Fâşiile având legătură cu sfera, conductoarele de alimentare ale nodurilor electrice se lipesc nemijlocit de sferă. La capetele fâşiei late sunt dispuşi electrozi de cărbune. Girosfera pluteşte în lichid în interiorul altei sfere numită sferă de urmărire. Giromotoarele sunt dispuse astfel ca centrul de greutate al girosferei să fie coborât faţă de centrul geometric pentru obţinerea efectului de pendul, iar axele principale (Ox) formează între ele un unghi de 90 . în fig. 2.65. sunt reprezentate următoarele elemente: l - arc; 2 - tubul de aerisire al amortizorului hidraulic; 3 - lagărul axei verticale a girocamerei; 4 - vasul amortizorului; 5 - tubul de curgere al uleiului din amortizorul hidraulic; 6 - electrodul rotund; 7 - lagărul principal al axei rotorului; 8 - stator; 9 - tor; 10 - lagărul radial-axial al axei verticale a girocamerei; 11 - dispozitivul de întrerupere al amortizării; 12 - ulei pentru ungerea rulmenţilor; 13 - dop pentru scoaterea aerului; 14 - electrod polar inferior; 15 - bobina de centrare; 16 - fitile pentru ungere; 17 - girocameră; 18 - electrod polar superior; 19 - dop pentru introducerea hidrogenului; 20 - pârghie; 21 - braţ; 22 - giromotoare. O astfel de dispunere a fâşiilor şi electrozilor permite obţinerea unei singure poziţii de echilibru a sferei de urmărire faţă de elementul sensibil. La ecuatorul semisferei inferioare este imprimată o scală gradată de la 0o la 360o pentru citirea drumului la compasul mamă şi pentru determinarea corecţiei şi coordonatei dintre elementul sensibil şi sistemul de urmărire. Giromotoarele sunt motoare trifazice asincrone cu rotorul în scurtcircuit de tipul „colivie de veveriţă”. Se alimentează cu tensiune de 120V, 330 Hz şi au o viteză de rotaţie de 19800 rotaţii/minut. Părţile principale ale giromotorului sunt: rotorul, statorul, camera, capacul, rulmenţii axului principal şi axele rulmenţilor axei verticale. Rotorul se regăseşte în jurul statorului fixat de camera giromotorului. Capetele înfăşurării statorice sunt scoase în afara camerei de unde două faze ale înfăşurării sunt legate la bucşele calotelor polare, iar a treia fază este legată nemijlocit la sferă. Giromotoarele se fixează într-un corp. Acestea se pot roti în jurul poziţiei de echilibru faţă de axa verticală şi sunt legate între ele printr-un sistem de pârghii. Amortizorul se compune din două vase închise ermetice dispuse în nordul şi sudul girosferei paralel cu planul ecuatorial. La oscilaţiile girosferei faţă de planul orizontului curgerea uleiului dintr-un vas în altul are loc cu o perioadă egală cu perioada oscilaţiilor girosferei dar întârziată în fază. Momentele cauzate de surplusul de ulei când într-un vas când în altul, vor determina amortizarea girosferei în jurul planului meridianului. Greutatea elementului sensibil şi densitatea lichidului de susţinere sunt calculate astfel că la temperatura de funcţionare de 40o elementul sensibil are flotabilitate negativă şi tinde să cadă la fundul sferei de urmărire. Pentru funcţionarea normală a elementului sensibil este necesar ca acesta să fie centrat în sfera de urmărire, adică centrele geometrice ale acestora să coincidă. În acest scop, în interiorul elementului sensibil, în partea inferioară este montată bobina de suflaj. La trecerea curentului alternativ prin bobina de suflaj, în jurul acesteia se formează un câmp magnetic alternativ, care străbătând carcasa da aluminiu a cuvei inferioare a sferei de urmărire, introduce în aceasta curenţi turbionari, câmpurile acestora interacţionează cu câmpul magnetic al bobinei şi creează forţe de respingere care se opun deplasării girosferei. Forţele de respingere cresc cu micşorarea distanţei dintre girosferă şi sfera de urmărire şi se micşorează cu creşterea distanţei. La modificarea temperaturii lichidului de susţinere, deci şi a densităţii acestuia, girosfera îşi modifică poziţia faţă de sfera de urmărire, adică urcă sau coboară până la o astfel de poziţie încât componenţa verticală a forţei de atracţie devine egală cu greutatea modificată a girosferei în lichid. Girosfera ansamblată se lipeşte în locurile de îmbinare a semisferelor apei, pe cusătură se aplică un strat de chit special care fixează fâşiile. După aceea girosfera se umple cu ulei şi cu hidrogen. Centrul de greutate al girosferei se află sub centrul geometric. 1.1.2. Sistemul de urmărire Din elementele sistemului de urmărire fac parte sfera de urmărire, amplificatorul, motorul reversibil, transmiţătorul şi motorul azimutal. Sistemul de urmărire îndeplineşte următoarele funcţii: asigură alimentarea tuturor nodurilor electrice ale girosferei asigură transmiterea indicaţiilor compasului mama tuturor repetitoarelor micşorează frecarea suspensiei lichide a elementului sensibil Sfera de urmărire are următoarele părţi componente: cupele, inelele conductoare, discul suport cu picioarele de paianjen, geamurile şi coloanele de ebonită. Discul suport este confecţionat din tub de alamă acoperit cu ebonită. La partea inferioară, discul suport se termină cu un disc de ebonită îngropată. La periferia discului suport sunt dispuse şapte bucşe de alamă cu orificii în care sunt introduse şi fixate picioarele de paianjen acoperite la suprtafaţă cu ebonită. La capetele inferioare ale bucşelor sunt lipite conductoarele izolate între ele şi faţă de corpul discului – suport. Aceste conductoare trec prin interiorul suportului şi fac legătura electrică între picioarele de paianjen şi inelele colectorului. Pentru a împiedica pătrunderea lichidului de susţinere în interiorul discului – suport, acesta este umplut cu alcool metilic şi închis cu un disc de ebonită. Cu partea superioară, discul – suport este suspendat în orificiul central al mesei pe doi rulmenţi speciali din inox inoxidabil. Pe capătul porţiunii superioare a suportului se îmbracă şi se fixează cu o piuliţă colectorul destinat pentru transmiterea alimentării de la periile fixe de masă la sfera de urmărire. Colectorul reprezintăun cilindru gol pe care sunt dispuse şase inele colectoare izolate între ele. La partea superioară a colectorului există un disc cu deget care face legătura între sfera de urmărire şi colector. Cupele se confecţionează dintr-un aluminiu, la exterior sunt confecţionate cu ebonită, iar în interior sunt acoperite cu ebonită. Pentru circulaţia lichidului de susţinere ambele cupe au orificii la poli. Inelele conductoare inferior şi superior sunt nişte inele de alamă acoperite cu ebonită. Pe partea interioară au câte trei arcuri de cerc conductoare din grafit – ebonită. Aceste arcuri de cerc sunt dispuse în dreptul porţiunilor conductoare corespunzătoare din fâşia ecuatorială a elementului sensibil. În regiunea ecuatorială a sferei de urmărire se găsesc şapte coloane şi şapte geamuri. În trei coloane sunt montate doi electrozi diametral opuşi – contactele 30 şi 31 – şi un electrod 55 care transmite alimentarea la releul de întrerupere a amortizării. Amândouă cupele, inelele conductoare, geamurile, electrozii şi coloanele de ebonită se montează pe picioarele de paianjen şi se fixează cu piuliţe speciale. Contactul electric între picioarele de paianjen şi electrozii respectivi ai sferei de urmărire se asigură cu ajutorul unor şuruburi speciale de contact. Aceste şuruburi se acoperă cu dopuri de ebonită. Transmiterea curentului trifazic la elementul sensibil pentru alimentarea giromotoarelor, bobinei de suflaj şi bobinei releului de întrerupere a amortizării, se face nemijlocit prin lichidul de susţinere. Transmiterea curentului electric la elementul sensibil se face astfel: Pe partea interioară a sferei de urmărire există trei electrozi conductori din grafit – ebonită: un electrod de forma unei calote polare la partea superioară, al doilea de aceeaşi formă la partea inferioară şi al treilea de forma a două inele conductoare legate electric între ele, dispus la ecuator. Restul suprafeţei interioare a sferei de urmărire este acoperită cu ebonită. Electrozii din grafit – ebonită ai girosferei sunt dispuşi corespunzător celor trei electrozi ai sferei de urmărire. Curenţii electrici între electrozii respectivi ai sferei de urmărire şi ai girosferei circulă astfel: de la al 4 – lea inel colector la calota polară superioară a sferei de urmărire şi prin lichidul de susţinere la calota polară superioară a girosferei de la al 5 – lea inel colector la calota polară a sferei de urmărire şi prin lichidul de susţinere la cupola polară inferioară a girosferei de la al 6 – lea inel colector la inelele conductoare ecuatoriale ale sferei de urmărire şi prin lichidul de susţinere la fâşiile ecuatoriale legate electric cu sfera de la primul inel colector prin electrodul 55 al sferei de urmărire, prin lichidul de susţinere la electrodul 55 al girosferei de la al doilea şi al treilea inele colectoare prin electrozii 30 şi 31 ai sferei de urmărire şi prin lichidul de susţinere la electrozii fâşiei plate a girosferei Datorită distanţei mari dintre electrozii fazelor sferei de urmărire, deci şi a rezistenţei mari a lichidului de susţinere între electrozi, scurgerea de curent între faze este neglijabilă. În interioarul girosferei legătura dintre electrozii respectivi şi fazele statoarelor giromotoarelor, bobina releului de întrerupere a amortizării şi bobina de suflaj se face cu ajutorul conductoarelor. 1.1.3. Părţi fixe exterioare Din părţile fixe exterioare ale compasului mamă fac parte: postamentul cu suspensia cardanică rezervorul masa corectorul Postamentul cu suspensie cardanică Postamentul este în acelaşi timp şi corpul compasului mamă, în care sunt montate toate nodurile şi detaliile acestuia. Postamentul se compune din trei părţi: inferioară, fixată în puncte, mijlocie, în care se montează toate nodurile şi superioară – capacul cu geamuri de vizită. Partea inferioară a postamentului este unită cu cea mijlocie prin patru bolţuri. În partea mijlocie a postamentului spre pupa există o cutie cu plăcuţe de borne închisă cu un capac. Deasupra cutiei se află o fereastră închisă cu o uşiţă care permite observarea poziţiei girosferei şi accesul în interiorul postamentului. Suspensia cardanică se compune din inelele cardanice exterior, interior şi de sprijin. De inelul cardanic inferior, prin resoartele dispuse vertical, este suspendat inelul de sprijin pe care se sprijină rezervorul şi se fixează masa. Reostatele verticale amortizează rezervorul în plan vertical şi orizontal. Mai există resorturi dispuse în plan orizontal, care amortizează rezervorul la apariţia forţelor de răsucire în jurul arcului vertical al aparatului. Rezervorul Rezervorul este un vas de cupru în care se introduce lichidul de susţinere, iar în acesta se scufundă sfera de urmărire cu elementul sensibil. În interior, rezervorul este acoperit cu un strat de ebonită care protejează metalul de coroziune şi lichidul de susţinere de oxidare. La mijlocul rezervorului se află un geam pentru observarea poziţiei girosferei în înălţime şi de asemenea pentru citirea drumului. În partea de jos a rezervorului se fixează o greutate, această greutate are un şliţ care permite echilibrarea rezervorului, adică fixarea mesei în poziţie orizontală după nivelul de pe masa conductorului. Principiul de funcţionare a acestui dispozitiv constă în următoarele: bobina de suflaj introduce în bobina de semnalizare o forţă electromotoare proporţională cu poziţia elementului sensibil în înălţime. În prezenţa tensiunii electromotoare bobina cadru a microampermetrului trece un curent redresat de un element cu germaniu. Acul indicator al microîntrerupătorului se va înclina cu unghiul proporţional înălţimii elementului sensibil în sfera de urmărire. Masa Masa aparatului 1M este destinată pentru suspensia sferei de urmărire, închide rezervorul cu lichidul de susţinere şi suportă o serie de elemente pentru conducerea alimentării, reglarea şi controlul funcţionării compasului magnetic. Pentru umplerea cu lichid de susţinere a rezervorului, în masă sunt proiectate două orificii închise cu dopuri. Îmbinarea etanşă între masă şi rezervor se asigură cu ajutorul unei garnituri de cauciuc. Masa se fixează la inelul de sprijin cu ajutorul a 12 şuruburi şi datorită etanşării cu garnitura de cauciuc lichidul nu se varsă din rezervor la oscilaţiile navei. Corectorul Constructiv corectorul se compune din discul superior şi discul inferior. Discul superior este un pinion montat pe un cărucior care se poate deplasa pe ghidaje în lungul corpului mecanismului. Transmiterea rotaţiei de la discul superior la cel inferior se face cu ajutorul unui ştift care intră în şliţul practicat pe discul inferior în sensul est – vest. Discul superior este legat printr-o transmisie cu roţi dinţate, motorul azimut, primind de la acesta mişcarea de rotaţie pe timpul funcţionării sistemului de urmărire. Deplasarea căruciorului cu discul superior se face cu ajutorul transmisiei cu roţi dinţate a electromotorului reversibil sau manual cu ajutorul dispozitivului de corecţie manuală. Poziţiile exterioare ale căruciorului sunt limitate de contactele opritorului electromagnetic care întrerupe circuitul de excitaţie al electromotorului reversibil. Prin sectorul dinţat căruciorul este legat cu transmiţătorul de control care se roteşte sincron cu deplasarea căruciorului şi indexul care de asemenea se deplasează sincronizat cu căruciorul pe scala corectorului. 1.1.4. Sistemul de răcire Funcţionarea girocompasului este egală de o emitere continuă de căldură care duce la încălzirea lichidului de susţinere şi deci modificarea densităţii acestuia. Modificarea densităţii lichidului de susţinere duce la modificarea poziţiei girosferei în sfera de urmărire, lucru ce influenţează asupra preciziei indicaţiilor girocompasului. Pentru prevenirea acestui fenomen girocompasul este prevăzut cu un sistem închis de răcire. Circulaţia apei de răcire se face sub presiunea creată de pompa de răcire. Apa, sub presiunea creată de pompă se transmite în serpentina introdusă în lichidul de susţinere. Trecând prin serpentină, apa răceşte lichidul de răcire, apoi ajunge înapoi în pompă şi din nou este transmisă în serpentină executând o circulaţie continuă între pompă şi compasul mamă. Pentru răcirea apei în pompă există o serpentină cuplată la conductă magistrală a navei. În cazul ieşirii din funcţiune a pompei, serpentina compasului mamă poate fi cuplată nemijlocit la conducta magistrală de apă a navei. Termometrul pentre controlul temperaturii lichidului de susţinere este montat pe masă într-o carcasă specială. Capătul inferior al termometrului, printr-un orificiu în masă, este scufundat 10 – 15 mm în lichidul de susţinere între 2 rânduri de inele ale serpentinei de răcire. Elementele de bază ale sistemului de răcire sunt: regulatorul termic, contactul sirenei, serpentina şi pompa de răcire. Regulatorul termic Serveşte pentru susţinerea constantă automat a temperaturii lichidului de susţinere, reglând debitul apei de răcire. Acesta se compune din 2 părţi: releul termic scufundat în lichidul de susţinere şi regulatorul debitului apei. Releul termic se compune dintr-un pahar de alamă care la exterior este acoperit cu grafit – ebonită. În interiorul paharului se află un tub gofrat. La capătul inferior al tubului este lipită o armătură în care se înşurubează o tijă. Tija trece prin toată lungimea tubului şi iese cu un capăt afară din pahar. Interiorul paharului este umplut cu benzol şi închis cu un dop lipit de jur împrejur. Când se încălzeşte, benzolul se dilată şi presează tubul gofrat deplasând astfel tija în interiorul paharului. La răcire, benzolul se comprimă şi tija, sub acţiunea tubului gofrat se deplasează în jos. Regulatorul debitului de apă se compune din 2 plăci legate între ele prin sistem şarnieră şi între care este presat furtunul de cauciuc, prin care trece apa de răcire în serpentină. La capătul liber al plăcii inferioare este fixată o tijă care trece printr-un ştift al plăcii superioare. Pe placa superioară se sprijină resortul care se poate presa cu o piuliţă variind astfel secţiunea de trecere a furtunului. Tot în placa superioară este înşurubat şurubul de reglare care se sprijină în tija releului termic. La creşterea temperaturii lichidului de susţinere, tija, deplasându-se în sus şi învingând rezistenţa resortului, îndepărtează plăcile regulatorului apei. Aceasta duce la creşterea secţiunii furtunului strâns între plăci şi deci creşte cantitatea apei de răcire care trece prin serpentină. Scăderea temperaturii lichidului de susţinere este însoţită de coborârea tijei releului termic: placa, sub acţiunea resortului presează furtunul, micşorând astfel cantitatea apei de răcire care trece prin serpentină şi ridicând temperatura lichidului de susţinere. Regulatorul termic, reglat la o anumită temperatură în limitele 37o – 41o C, o menţine automat cu o precizie până la un grad. Pompa de răcire Se compune din 2 părţi: superioară şi inferioară. Partea superioară reprezintă electromotorul pompei. Partea superioară este corpul principal al pompei în care sunt dispuse dispozitivul de pompare şi serpentina de răcire. Electromotorul pompei este un motor asincron. Înfăşurarea statorică a motorului este legată în stea şi este alimentată cu curent trifazic de 120V, 330Hz. Rotorul electromotorului este de tipul în colivie de veveriţă. Axul rotorului iese în afara corpului pompei. Pe capătul inferior al axului este îmbrăcată turbina pompei care se roteşte într-o cameră specială din corpul pompei. Principiul de funcţionare al pompei constă în următoarele: În corpul pompei este turnată apă distilată cu un amestec de glicerină pentru răcirea sistemului. Turbina pompei este un disc masiv pe circumferinţă căruia sunt practicate nişte orificii. Turbina este închisă într-o cameră care are o ieşire în afara corpului printr-un tub. Prin flanşa turbinei, care iese din cameră, lichidul care umple pompa intră în turbină şi trecând prin orificii umple camera. Rotindu-se electromotorul, acesta roteşte şi turbina legată cu axul acestuia. Apa distilată care umple interiorul turbinei, sub influenţa forţei centrifuge este aruncată prin orificiile de pe circumferinţa turbinea în interiorul camerei, rezultă că în interiorul caremei se creează o presiune ridicată şi apa prin tubul de ieşire şi furtun intră în sistemul de răcire al compasului mamă. Trecând prin serpentina aparatului 1M apa încălzită reintră prin cealaltă conductă în corpul pompei, este antrenată din nou de către turbină şi din nou repetă drum în aparatul 1M şi înapoi. În corpul pompei se găseşte serpentina, care serveşte pentru răcirea apei de circulaţie a însăşi pompei. Această serpentină este alimentată printr-o conductă cu apă curgătoare din magistrala navei. 1.1.5. Dispozitivul de orientare rapidă Timpul de orientare a elementului sensibil în meridian este de 2,5 până la 7 ore. Acest lucru creează anumite greutăţi în exploatare. Pentru eliminarea acestor greutăţi, compasul mamă al girocompasului „KURS 4” are un dispozitiv pentru orientare rapidă în meridian a elementului sensibil. Acest dispozitiv permite aducerea elementului în meridian în decurs de o oră cu precizia de ±1o. În funcţie de deprinderea celui care execută operaţiunea aceasta poate fi scurtată până la 15 – 20 minute. Orientarea rapidă se execută prin metoda impulsurilor exterioare succesive care aduc elementul sensibil spre meridian. Mecanismul orientării rapide a elementului sensibil în meridian se compune din următoarele părţi: Statorul multipolar, executat după tipul statorului motorului bifazic asincron şi care are 2 înfăşurări: principală şi auxiliară. În scopul creşterii momentului rotitor fiecare înfăşurare formează trei perechi de poli. O baterie de condensatori (40μF), legată în serei cu înfăşurarea principală a statorului care serveşte pentru defazarea curentului în înfăşurarea principală cu 90o faţă de faza curentului în înfăşurarea auxiliară. Comutatorul orientării rapide. Constructiv, statorul este executat sub forma unui inel din oţel şi serveşte ca circuit magnetic. Pe latura interioară a acestuia sunt dispuşi polii şi înfăşurările. Pe latura exterioară a inelului există o placă de borne la care se leagă capetele înfăşurărilor. Pentru a proteja înfăşurările şi borele de pătrundere a lichidului de susţinere, tot inelul este acoperit cu un strat de cauciuc vulcanizat. Inelul este dispus pe rezervor în planul ecuatorial al girosferei şi este fixat de acesta cu ajutorul unui dispozitiv special de strângere, care acoperă în parte rama geamului de vizare a rezervorului. Comutatorul orientării rapide este montat la mijlocul postamentului, iar inelul acestuia se află într-o nişă în exteriorul postamentului. Nişa se închide cu un capac. Principiul de funcţionare al dispozitivului pentru orientarea rapidă este analog cu principiul de funcţionare al oricărui motor bifazic asincron. La alimentarea infăşurărilor statorului, datorită existenţei capacităţii în circuitul înfăşurării principale, curentul în aceasta va fi defazat faşăî de curentul în înfăşurarea auxiliară 90o şi ca urmare amândouă înfăşurările creează un câmp magnetic învârtitor. Câmpul magnetic rotitor al statorului induce în învelişul metalic al elementului sensibil curenţi turbionari; interacţiunea câmpului magnetic al elementului sensibil cu câmpul magnetic rotitor al statorului creează un moment de rotaţiei aplicat girosferei în jurul axului vertical al acestuia. Acest moment creează o mişcare de precesie a polului girosferei în sus sau în jos (în funcţie de direcţia momentului aplicat), care la rândul ei dă naştere unui moment pendular sub acţiunea căruia girosfera execută o mişcare de precesie în azimut. Pentru modificarea sensului câmpului magnetic al statorului, deci şi sensul precesiei girosferei (sau micşorarea vitezei de precesie în sensul respectiv), este necesar să se modifice sensul curentului în una din înfăşurările statorului. Această funcţie o îndeplineşte comutatorul orientării rapide. Comutatorul orientării rapide are o poziţie fixă, neutră în care înfăşurările statorului nu sunt alimentate şi 2 poziţii extreme în care înfăşurările sunt alimentate. Una din poziţiile extreme este notată cu inscripţia „creştere”, iar cealaltă cu inscripţia „micşorare”. Punând mânerul comutatorului în poziţia „creştere” se creează o precesie a elementului sensibil prin care rozele aparatului 1M se rotesc în sensul creşterii gradaţiilor. Punând mânerul comutatorului în poziţia „micşorare”, rozele aparatului 1M se rotesc în sensul micşorării gradaţiilor. Acest dispozitiv este calculat pentru funcţionarea de scurtă durată timp de 60 de minute, viteza de orientare rapidă este de 2o pe minut. 1.2. Aparatul de pornire 4D Aparatul de pornire este destinat pentru transmiterea alimentării în sistem, ramificarea şi protecţia circuitelor, controlul valorilor curenţilor consumaţi de sistemul de urmărire şi elementul sensibil. Constructiv, aparatul are forma unei cutii cu capac rabatabil. O parte din elementele electrice ale aparatului sunt dispuse în corp, iar o parte sunt dispuse pe peretele interior al capacului. Pe capacul aparatului sunt dispuse: trei ampermetre E – 421, legate în fazele circuitului de alimentare a sistemului de urmărire şi a elementului sensibil; întrerupătorul alimentării de la reţeaua de bord a motorului agregatului; întrerupătorul alimentării sistemului cu curent alternativ monofazic de la transformatorul coborâtor de tensiune; mânerele ambelor întrerupătoare se găsesc pe peretele exterior al capacului şi au câte două poziţii „conectat” şi „deconectat”; În interiorul aparatului sunt dispuse: semnalizatorul de curent destinat pentru transmiterea semnalului optic când curentul pe una din fazele de alimentare ale sistemului de urmărire şi ale girosferei se abate de la valoarea nominală; două lămpi cu neon care semnalizează cuplarea sistemului monofazic şi trifazic al reţelei de bord; plăci de borne şi siguranţe. Constructiv, stabilizatorul de curent este un motor asincron de semnalizare a abaterii curenţilor trifazici de la valoarea nominală. Pe rotorul acestuia este montat un contact mobil care se mişcă între două contacte fixe. Înfăşurarea de excitaţie este conectată la reţeaua de curent alternativ trifazic. Când curenţii circuitului trifazic sunt normali momentul axului motorului este utilizat de un sistem de resorturi. În momentul când curenţii sunt egali apare un moment pe axul rotorului învingând sistemul de resorturi şi contactul mobil se mişcă într-un sens sau altul închizând circuitul ori prin contactul 2 ori prin trei, astfel conectând aprinderea celor două becuri cu neon care sunt alimentate cu 110V/330Hz din aparatul 10M şi 34A. La scăderea curenţilor, contactul mobil se va roti spre dreapta şi se va închide circuitul cu contactul fix 3. la creşterea curenţilor contactul mobil se va roti spre stânga şi va închide circuitul cu contactul fix 2. 1.3. Aparatul de translaţie – amplificare 9B Aparatul 9B este destinat pentru prelucrarea semnalului desincronizării dintre sfera de urmărire şi girosferă şi transmiterea drumului la diferite posturi ale navei. Aparatul se compune din două noduri, montate într-un corp cu capac rabatabil. Un nod este destinat pentru amplificarea semnalului de sincronizare şi reprezintă un amplificator magnetic ale cărui elemente sunt montate pe un panou metalic în partea superioară a aparatului. Celălalt nod, dispus în partea inferioară a aparatului este destinat pentru prelucrarea semnalului de desincronizare şi transmiterea datelor referitoare la drum, la posturile de pe navă. Acest nod reprezintă un suport în consolă pe care sunt montate motorul de execuţie ADP – 261 şi transmiţătorul BD – 501 legate între ele prin sistemul cinematic. Amândouă nodurile se fixează de corp cu 4 şuruburi şi pot fi scoase şi montate independent unul de altul. Elementele de bază ale amplificatorului magnetic sunt: transformatorul de fază FT, 2 redresoare cu seleniu B1 şi B2 şi 2 droseri de amplificare DU. În afară de acestea, în schema amplificatorului intră 2 rezistenţe R1 şi R2 a câte 500Ω, rezistenţa R3 a 2000Ω, rezistenţele secţionate R4 şi R5 a câte 1500Ω, 2 condensatori C1 = 0,5 – 1μF şi C2 = 0,5μF, transformatorul de semnalizare şi lampa de semnalizare cu o rezistenţă suplimentară de 20KΩ. Pentru conectarea sistemului de urmărire a girocompasului în circuitul de alimentare a motorului de execuţie de la reţeaua de 120V, 330Hz este prevăzut un comutator. Elementele enumerate mai sus sunt montate pe partea din faţă a panoului amplificatorului, cu excepţia transformatorului de fază şi a droserilor amplificatori, dispuşi pe partea interioară. Principiul de funcţionare constă în următoarele: Înfăşurarea primară a transformatorului de fază este legată, prin rezistenţa suplimentară R3, între bornele 27 şi 29 şi deci prin aceasta va trece curentul iniţial de magnetizare, iar în înfăşurarea secundară se va induce tensiunea electromotoare iniţială. Sensul tensiunii electromotoare iniţiale a înfăşurării secundare a transformatorului de fază, când prin înfăşurarea primară trece semiunda pozitivă (borna 29) este indicată cu săgeată Un. Înfăşurările secundare ale transformatorului de fază sunt legate în serie formând o înfăşurare cu două braţe şi un punct mediu. Sarcinile înfăşurărilor secundare sunt înfăşurările de comandă Y1 şi Y2 ale droserelor amplificatoare DU. În circuitul de alimentare a acestora din urmă sunt introduşi redresorii cu seleniu B1 şi B2. Dacă la intrarea amplificatorului în punctele A şi B lipseşte tensiunea semnalului, prin înfăşurările de comandă Y1 şi Y2 ale ambelor drosere de amplificare DU, trece curentul iniţial redresat, condiţionat numai de tensiunea electromotoare iniţială din înfăşurarea secundară a transformatorului de fază. Înfăşurările Y1 şi Y2 creează în miezurile ambelor drosere fluxuri de magnetizare egale ca valoare şi datorită acestui lucru, reactanţele înfăşurărilor de lucru ale ambelor drosere vor fi de asemenea egale între ele. Înfăşurările de lucru ale droserelor de amplificare sunt legate în punte în a cărei diagonale este introdusă înfăşurarea auxiliară a motorului de execuţie ADP – 261, înfăşurarea principală a motorului ADP – 261 este legată între bornele 27 şi 29. În cazul că lipseşte tensiunea semnalului la intrarea amplificatorului rezistenţele înfăşurărilor de lucru ale ambelor drosere de amplificare sunt egale, puntea se găseşte în echilibru şi prin diagonalele acesteia nu va trece curent şi deci rotorul motorului nu se va roti. Dacă la intrarea amplificatorului (punctele A şi B) se introduce tensiunea semnalului U5 a cărui frecvenţă este egală cu frecvenţa reţelei care alimentează înfăşurarea primară a transformatorului de fază FT, atunci într-unul din braţele înfăşurării secundare a transformatorului de fază tensiunea semnalului va fi în fază cu tensiunea electromotoare, iar celălalt braţ va fi în antifază, cu tensiunea electromotoare a magnetizării iniţiale. Deci la un moment dat, într-unul din braţe vectorii tensiunilor se vor însuma, iar în celălalt braţ se vor scădea. Ca rezultat al acestui lucru, intensitatea curentului care trece prin înfăşurarea de comandă a unui droser devine mai mare şi fluxul de magnetizare al acestuia creşte, iar intensitatea curentului care trece prin înfăşurarea de comandă a celuilalt droser devine mai mică şi fluxul de magnetizare al acestuia scade. - ␃愃̤摧㓊Q - Œ Ž â ‚  h ̤̀☊ଁᙆ愀̤摧垮, ␃༃킄市킄愂̤摧垮, ␃༃킄市킄愂̤摧㗼„ hI hI hI ä 摧乍T cşorează brusc reactanţa înfăşurărilor de lucru ale acestuia, iar micşorarea fuxului de magnetizare al celui de-al doilea droser măreşte brusc reactanţa înfăşurărilor de lucru. Ca urmare se strică echilibrul punţii şi prin înfăşurarea auxiliară a ADP – 261 va trece curent, rotind motorul acestuia. În paralel cu intrarea amplificatorului este legată înfăşurarea primară a transformatorului de semnalizare. De pe înfăşurarea secundară a transformatorului, tensiunea se transmite la lămpile de semnalizare cu neon ale aparatelor 9B, 10M şi 34M. 1.4. Panoul navigatorului 34M Panoul navigatorului serveşte pentru comanda şi controlul funcţionării girocompasului şi de asemenea pentru punerea la dispoziţia ofiţerului cu navigaţia a datelor necesare pentru ţinerea la zi a navigaţiei. Aparatul este un aparat combinat în componenţa căruia intră: ansamblul de indicare a drumului ansamblul de întrerupere a amortizării cu semnalizarea giraţiilor navei cu un unghi mai mare de 5o ansamblul vitezei navei după loch ansamblul distanţei parcurse după loch cu semnalizarea parcurgerii de către navă a distanţei date mecanismul de introducere de la distanţă a corecţiei de viteză în corectorul compasului mamă mecanismul pentru pornirea de la distanţă a giromotoarelor ceasornice speciale voltmetru microampermetru lămpi de semnalizare cu neon „prelucrarea corecţiei”, „abaterea curentului”, „desincronizarea sistemului de urmărire”, „abaterea temperaturii”, „fără amortizare” 1.5. Cutia cu dispozitive de protecţie ZU Aparatele de tip ZU sunt destinate pentru ramificarea şi protecţia circuitelor transmisiei sincrone a drumului. Aparatul reprezi