CÂU hỏi ôn tập THUYẾT TRÌNH MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI

Bài giảng Máy điện hàng hải biên soạn có nội dung trình bày các kiến thức cơ bản về máy đo sâu hàng hải, tốc độ kế, la bàn con quay, máy lái tự động. Tham khảo nội dung bài giảng để hiểu rõ hơn về các nội dung trên. Hi vọng tài liệu sẽ cung cấp kiến thức cho các bạn.

Trang 1

CÂU HỎI ÔN TẬP

La bàn con quay

1 Cấu tạo, phương pháp treo quả cầu nhạy cảm của LBCQ ARMAR

BROWN

2 Khai thác sử dụng LBCQ ARMAR BROWN

3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống truy theo trong LBCQ ARMAR

BROWN

4 Khai thác sử dụng LBCQ SPERY MARK 37?

5 Sơ đồ hệ thống truy theo trong LBCQ SPERRY MARK 37

6 Toàn bộ cấu tạo LBCQ CMZ 700?

7 Khai thác sử dụng LBCQ CMZ – 700

8 Các phương pháp khử sai số tốc độ trong LBCQ Phương pháp khử sai số tốc độ ở một số la bàn con quay TOKYO KEIKY ES-11 SPERRY MARK – 37 vv…

9 Khai thác sử dụng LBCQ TOKYO KEIKY ES-11

10 Sơ đồ hệ thống truy theo trong LBCQ TOKYO KEIKY ES-11 và Thuyết minh sơ đồ cấp nguồn của la bàn con quay TOKYO KEIKY ES-11

11 Cấu tạo, phương pháp treo bộ phận nhạy cảm và nguyên lý truy theo của LBCQ TOKYO KEIKY ES-11

12 Anh hãy trình bày công việc kiểm tra, bảo dưỡng, bảo trì định kỳ đối với LBCQ

13 Trình bày các chế độ báo động có thể có ở LBCQ Anh phải làm gì khi LBCQ phát ra các báo động này

14 Đặc điểm hệ thống làm mát trong la bàn con quay, những lưu ý khi sử dụng

15 So sánh đặc điểm cấu tạo của LBCQ một con quay và la bàn hai con quay

16.Khai thác sử dụng máy VR-3000S

Trang 2

IV La bàn con quay:

17 Các tính chất cơ bản của con quay tự do − Ứng dụng của nó trong la bàn con quay:

Các tính chất cơ bản của con quay tự do:

- Con quay là một vật rắn đối xứng quay xung quanh một trục đối xứng, trục này gọi là trục quay riêng của con quay Trục này có thể quay tự do trong không gian quanh một điểm cố định gọi là tâm treo con quay

- Nếu con tâm treo trùng với trọng tâm con quay ta có con quay cân bằng

- Con quay tự do là con quay mà trục chính của nó có thể quay tự do trong không gian

- Các tính chất cơ bản của con quay tự do:

Tính bền vững: nếu tổng các moment tác động lên con quay tự do bằng không thì trục chính con quay giữ nguyên hướng trong không gian Ứng dụng: tính chất này giúp con quay luôn chỉ về một hướng cố định trong không gian Điềunày giúp ta có thể dùng con quay tự do để định hướng

Tính tiến động: nếu có một ngoại lực tác dụng lên con quay mà hướng của nó không trùng với trục chính thì trục chính con quay sẽ quay theo phương vuông góc với phương của ngoại lực tác dụng

Tính chương động: dưới tác động của xung lực thì trục chính con quay tự

do thực tế không đổi hướng ban đầu mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng với biên độ nhỏ và tần số lớn Ứng dụng: do xung lực không làm thay đổi chiều hướngban đầu của trục chính con quay nên ta có thể dùng con quay tự do vào mục đích chỉ hướng

18 Moment động lượng của con quay – Các phương pháp làm tăng moment động lượng:

Moment động lượng của con quay:

Trang 3

- Động lượng của một vật bằng tích của khối lượng và vận tốc chuyển động của vật thể trên quỹ đạo.

- Moment động lượng của một chất điểm bằng tích có hướng giữa bán kính của chất điểm với động lượng của nó

- Hướng của moment động lượng trùng với hướng của vận tốc góc

- Moment động lượng đặc trưng cho tính định hướng của con quay, moment động lượng càng lớn thì tính định hướng càng cao

Tăng moment động lượng:

- Tăng moment quán tính của con quay đối với trục X:

Tăng khối lượng của con quay: khối lượng của con quay tăng đồng nghĩa với moment quán tính và do đó tăng moment động lượng của con quay Nhưng điều này có nghĩa là nguồn cấp để duy trì sự quay của con quay cũng tăng lên và cũng làm tăng áp lực lên các giá đỡ

Tăng bán kính Tăng bán kính đồng nghĩa với việc con quan trở nên cồng kềnh hơn, gây khó khăn trong khâu lắp đặt

- Tăng vận tốc góc cho con quay bằng cách tăng tần số dòng điện cung cấp cho con quay Việc tăng này cũng chỉ có giới hạn của nó Tần số càng cao thì càng phức tạp trong khâu chế tạo mạch cấp nguồn, cũng như con quay quay càng nhanhthì ma sát của nó càng lớn → nóng và chóng mòn ổ đỡ

=> Để đạt kết quả tối ưu, ta tăng kết hợp cả moment quán tính lẫn vận tốc góc

19 Chuyển động của con quay khi hạn chế chuyển động trên trục Y:

Khi con quay hạn chế chiều quay với trục Y thì trục chính con quay dao động không tắt theo hàm cosin quanh mặt phẳng kinh tuyến người quan sát với chu kỳ:

Trang 4

- Do chuyển động quay của Trái Đất mà mặt phẳng chân trời luôn quay xuống về phía E, nhưng do trục chính con quay bị hạn chế chuyển động theo trục

Y nên nó chuyển động cưỡng bức trên trục Y

- Do đó trong bản thân con quay sinh ra một moment kháng

- Moment này có tác dụng làm cho góc hợp bởi vector moment động lượng

và vector vận tốc góc bằng không hay α tiến về 0

- Nếu trục chính của con quay lại chuyển động khỏi mặt phẳng kinh tuyến vềphía Tây của mặt phẳng chân trời thì chiều dương của moment kháng cũng đổi dấu

và tiếp tục đưa trục chính con quay về mặt phẳng kinh tuyến

20 Chuyển động của con quay khi hạn chế chuyển động với trục Z:

Khi con quay cân bằng hạn chế chiều quay với trục Z và có trục chính lệch khỏi mặt phẳng chân trời một góc β và hợp với trục vũ trụ một góc θ thì con quay chuyển động về song song với trục vũ trụ

Giải thích:

- Do chuyển động quay của Trái Đất mà mặt phẳng kinh tuyến luôn quay quanh đường dây rọi, nhưng do trục chính con quay bị hạn chế chuyển động với trục Z nên nó phải chuyển động cưỡng bức quanh trục Z Do đó trong bản thân con quay sinh ra một moment kháng

- Moment kháng này có tác dụng làm cho góc hợp bởi vector moment động lượng và vector vận tốc góc bằng không, tức là β tăng dần hay trục chính con quaytiến về song song với trục vũ trụ thì moment kháng trên trục Y bằng không Nếu trục chính con quay chuyển động cao hơn thiên trục thì moment kháng trên trục Y đổi dấu và tiếp tục đưa trục chính con quay về song song với thiên trục

- Vậy trục chính con quay có xu hướng ổn định song song với thiên trục hay

độ cao của trục chính con quay bằng vĩ độ đặt con quay

- Con quay hạn chế chiều quay với trục Z thì trục chính con quay dao động không tắt theo hàm cosin quanh trục vũ trụ với chu kỳ:

T = = 2π

Trang 5

Và độ cao trục chính con quay chỉ vĩ độ người quan sát.

21 Biến con quay thành la bàn con quay bằng phương pháp hạ thấp trọng tâm:

Trong phương pháp này, người ta hạ thấp trọng tâm của con quay dọc trên trục Z xuống một đoạn so với tâm treo Để hạ thấp trọng tâm của roto, ta hạ thấp trọng tâm của vỏ treo roto con quay (hạ thấp hộp đựng roto con quay)

về mặt phẳng kinh tuyến với vận tốc Vc, nhưng do Vc<Vdr nên tổng hợp của 3

Trang 6

vector vẫn làm cho trục chính trượt về phía E của mặt phẳng kinh tuyến và nâng dần độ cao.

Tại vị trí II:

Vtg>0;

Vc=Vdr;

Trục chính của con quay tiếp tục được nâng cao so với mặt phẳng chân trời thật, nhưng không tiếp tục trượt xa khỏi mặt phẳng kinh tuyến nữa Khi qua khỏi vị trí II, Vc>Vdr do đó tổng hợp các vector thì trục chính con quay tiếp tục di chuyển về mặt phẳng kinh tuyến và nâng dần độ cao quỹ đạo

Tại vị trí III:

Trang 7

gây moment Trục chính con quay tiếp tục hạ thấp độ cao và tiếp tục tiến về mặt phẳng kinh tuyến với vận tốc Vdr, qua khỏi vị trí V, trục chính chìm xuống một góc β so với mặt phẳng chân trời nên sau vị trí V sẽ xuất hiện thêm vector vận tốc

Vc cùng chiều với Vdr Tổng hợp của 3 vector vận tốc làm cho trục chính con quay tiếp tục tiến về mặt phẳng kinh tuyến và hạ thấp độ cao

Tại vị trí VI:

Vtg=0;

Vc<Vdr;

Trục chính con quay nằm trong mặt phẳng kinh tuyến nên Vtg = 0, Vc<Vdr

nên trục chính con quay tiếp tục trượt về phía E của mặt phẳng kinh tuyến, qua vị trí VI thì trục chính tiếp tục nâng dần độ cao với vận tốc Vtg Tổng hợp các vector thì trục chính con quay lại tiếp tục trượt xa mặt phẳng kinh tuyến về phía E và nâng dần độ cao

=> Trục chính con quay chuyển động quanh mặt phẳng kinh tuyến và mặt phẳng chân trời theo một quỹ đạo hình elip Và chuyển động này là không tắt

22 Biến con quay thành la bàn con quay bằng phương pháp bình thủy ngân thông nhau:

Trong phương pháp này, người ta gắn vào hộp roto con quay hai bình chất lỏng thông nhau, chất lỏng trong bình có độ nhớt bé nhưng tỷ trọng lớn (thường là thủy ngân) Chúng được gắn vào hộp roto con quay đối xứng với nhau qua trục X sao cho trọng tâm của nó trùng với trọng tâm con quay được gọi là bình N và bình

S Do cấu tạo như trên nên khi con quay nghiêng một góc β so với mặt phẳng chântrời thì lượng chất lỏng dư ở bình thấp hơn sẽ tạo ra một moment Ly

Moment này làm cho trục chính con quay tiến động về mặt phẳng kinh tuyến và mặt phẳng chân trời

23 Dao động của trục chính con quay khi có gắn bình thủy ngân thông nhau:

Khi gắn bình thủy ngân thông nhau vào roto con quay thì con quay sẽ dao động xung quanh mặt phẳng kinh tuyến và mặt phẳng chân trời thật theo quỹ đạo hình elip và được gọi là dao động không tắt của la bàn con quay

Trang 8

Tại vị trí cân bằng, trục chính con quay nằm trong mặt phẳng kinh tuyến và chênh khỏi mặt phẳng chân trời một góc βr và trục chính con quay quay quanh đường dây rọi với vận tốc góc bằng với vận tốc góc của mặt phẳng kinh tuyến người quan sát quanh đường dây rọi.

Tóm lại:

Quỹ đạo trục chính con quay là một hình elip, dao động của trục chính con quay theo mặt phẳng kinh tuyến và mặt phẳng chân trời là dao động không tắt và tuân theo hàm số sin, cosin

Chu kỳ dao động không tắt của trục chính con quay theo mặt phẳng kinh tuyến và mặt phẳng chân trời là:

T =

Chu kỳ dao động phụ thuộc vào moment động lượng, vĩ độ người quan sát

và moment trọng lượng lớn nhất của bình thủy ngân So với chu kỳ dao động không tắt của con quay hai bậc tự do thì chu kỳ dao động không tắt của con quay có bình thủy ngân lớn hơn nhiều lần, và vì có chu kỳ dao động lớn nên nó ít bị ảnhhưởng của các ngoại lực tác dụng

Nếu chỉ dùng phương pháp đặt bình thủy ngân vào con quay cân bằng mà không áp dụng các thiết bị hiệu chỉnh khác thì không thể làm con quay chỉ hướng được vì trục chính con quay không ổn định

24 Phương pháp tạo dao động tắt dần theo kiểu tạo moment ngang L y :

Người ta gắn vào phần phía trên của đầu roto con quay dọc theo trục X hai bình chất lỏng thông nhau gọi tắt là bình N, S Người ta lựa chọn độ nhớt và kích thước của bình sao cho chu kỳ dao động của chất lỏng trong bình bằng chu kỳ dao động của trục chính con quay nhưng lệch pha chu kỳ Nghĩa là khi trục chính conquay nằm trong mặt phẳng chân trời thì lượng dầu dư ở một bình là lớn nhất (lúc này góc hợp bởi trục chính con quay và đường thẳng nối điểm giữa bề mặt chất lỏng của bình (†) là lớn nhất) Khi trục chính con quay nằm trong mặt phẳng kinh tuyến thì lượng dầu giữa hai bình là bằng nhau (lúc này †=0)

Trang 9

Do cách gắn bình vào hộp treo roto con quay thành một khối thống nhất nên khi trục chính con quay dịch chuyển quanh trục Oy, Oz thì bình chất lỏng cũng quay.

Trang 10

Tổng hợp 4 vector vận tốc làm cho trục chính con quay tiến về mặt phẳng kinh tuyến và tiếp tục nâng dần độ cao.

Tại vị trí III:

hạ xuống với vận tốc Vtg Lượng dầu ở bình N chảy sang bình S, tạo nên lượng dầu dư ở bình này sinh ra moment gây trục chính tiến động về mặt phẳng kinh tuyến với vận tốc Vd Tổng hợp các vector vận tốc này làm cho trục chính con quay trượt xa khỏi mặt phẳng kinh tuyến với vận tốc chậm hơn đồng thời hạ thấp

Trang 11

tuyến với vận tốc Vd Do Vd và Vdr cùng chiều nên trục chính tiến về mặt phẳng kinh tuyến với vận tốc lớn hơn bình thường đồng thời đi xuống với vận tốc Vtg Khi qua khỏi vị trí V, lượng dầu tại bình S giảm dần nhưng xuất hiện thêm vận tốc

Vc làm chi trục chính con quay tiến về mặt phẳng kinh tuyến nhanh hơn bình thường (vị trí VI) Do đó, tổng hợp của 4 vector vận tốc làm cho trục chính tiếp tục tiến về gần mặt phẳng kinh tuyến và hạ thấp độ cao

Tại vị trí VII:

Vtg=0;

Vd=0;

Vc<Vdr;

con quay không hạ thêm độ cao nữa Lúc này lượng chất lỏng ở hai bình bằng nhau nên moment gây ra bằng không dẫn đến vận tốc Vd=0 Ta có Vc<Vdr nên trục chính tiếp tục trượt khỏi mặt phẳng kinh tuyến về phía E Qua vị trí VII thì đầu trục chính con quay nâng lên, lượng chất lỏng từ bình S chuyển sang bình N và gây ra moment làm cho trục chính tiến về mặt phẳng kinh tuyến với vận tốc Vd

Tổng hợp 4 vector trên làm cho trục chính được nâng lên và trượt khỏi mặt phẳng kinh tuyến nhưng với vận tốc chậm hơn

Cứ tiếp tục như vậy thì trục chính con quay sẽ chuyển động theo đường xoắn trôn

ốc và cuối cùng sẽ về nằm ở mặt phẳng kinh tuyến và lệch khỏi mặt phẳng chân trời một góc βr nào đó Và lúc này Vc=Vdr

25 Phương pháp tạo dao động tắt dần kiểu tạo moment thẳng đứng Lz:

Đối với la bàn con quay kiểu bình thủy ngân thông nhau người ta có hai cách để dập dao động không tắt như sau:

Cách 1:

Người ra gắn vật nặng về phía W của hộp đựng roto con quay

Khi trục chính con quay nằm song song với mặt phẳng chân trời thì vật nặng phía tây này sinh ra moment đối với trục X Moment này không làm trục chính của con quay tiến động mà chỉ làm tăng hoặc giảm tốc độ quay của con

Trang 12

quay mà thôi Hiện nay, tốc độ quay của con quay rất lớn nên ảnh hưởng này không đáng kể và có thể bỏ qua.

Khi trục chính con quay lệch khỏi mặt phẳng chân trời một góc β ≠ 0 thì vậtnặng phía tây này gây ra một moment Moment này làm cho trục chính của con quay tiến động về mặt phẳng chân trời

Cách 2:

Người ta gắn lệch tâm của bình thủy ngân thông nhau nghiêng đi một góc Ɛ

= 105 ÷ 20 về phía tây so với trục Z gọi là góc lệch tâm

Khi trục chính con quay lệch khỏi mặt phẳng chân trời sẽ tạo ra một lượng thủy ngân dư ở bình thấp và gây ra moment Ly

Phân tích moment Ly ra làm hai thành phần: thành phần theo hướng E – W (LE) và thành phần theo đường dây rọi (LZ)

LE xuất hiện sẽ kéo trục con quay về mặt phẳng kinh tuyến giống nguyên lýtạo moment ngang ở phương pháp bình thủy ngân thông nhau

LZ xuất hiện sẽ kéo trục con quay về mặt phẳng chân trời như ở phương pháp đặt vật nặng phía tây

26 Khảo sát dao động của trục chính con quay khi có thiết bị tạo dao động tắt dần:

Trang 13

Khi đặt chất lỏng lên đầu roto con quay hay lắp vật nặng về phía tây của hộp con quay, nó đều đưa trục chính con quay ổn định về mặt phẳng kinh tuyến người quan sát và mặt phẳng chân trời thật.

Tại vị trí ổn định, đầu bắc của trục chính con quay lệch khỏi mặt phẳng chân trời một góc βr nếu la bàn được đặt ở vĩ độ bắc và lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến một góc αr − được gọi là sai số tắt dần của la bàn Sai số này phụ thuộc vào loại la bàn và vĩ độ đặt la bàn Để khử sai số αr này người ta tạo ra một moment làm cho trục chính con quay lệch đi một góc ngược với sai số Khi sử dụng la bàn chỉ cần cho thông số vĩ độ vào la bàn tự động khử Cũng có loại người ta làm lệch toàn bộ khối đặt la bàn đi một góc ngược với sai số, khi sử dụng, người sử dụng chỉ cần đưa vĩ độ đặt la bàn vào là được

Khi xuất hiện góc nghiêng βr so với mặt phẳng chân trời, thì trọng lượng P

sẽ làm xuất hiện một moment Ly làm cho trục chính con quay tiến động quanh trục

Z với vận tốc góc bằng vận tốc góc quay của mặt phẳng kinh tuyến quanh đường dây rọi

Dao động tắt dần quanh mặt phẳng kinh tuyến có dạng như sau:

Đặc trưng cho dao động tắt dần là αn hệ số tắt dần: f= ; tần số góc dao động tắt dần: ωd= ; chu kỳ của dao động tắt dần: Td=

Chu kỳ dao động tắt dần của la bàn con quay phụ thuộc vào vĩ độ người quan sát, hệ số dập dao động tắt dần và moment động lượng của con quay

27 Sai số tốc độ của la bàn con quay – Cách khắc phục:

Sai số tốc độ:

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	340,5 KB