Устройство котелка магнитного компаса

Устройство котелка магнитного компаса, в своей основе, является типовым и может быть представлено упрощенной конструктивной схемой, показанной на рис. 2.4. Отличительные особенности конкретных моделей МК определяются наличием или отсутствием встроенных элементов систем дистанционной передачи информации, а также геометрическими особенностями картушки и других элементов котелка.

Рис.2.4

Картушка 6 компаса может иметь 2, 4, или 6 постоянных, жестко с нею связанных, стержневых магнитов 1, оси которых параллельны, а размеры попарно одинаковы.

Имеются компасы, в которых вместо стержневых магнитов используется один кольцевой. Это позволяет улучшить динамику картушки МК и снизить уровень девиации высших порядков. Кроме того, снижается трудоемкость изготовления компаса за счет упрощения операций балансировки картушки и исключения необходимости проверок магнитов-стрелок.

Устанавливается картушка на шпильку 10 таким образом, чтобы точка опоры находилась выше её центра масс, что делает подвес устойчивым при наличии внешних возмущающих воздействий, порождаемых, например, качкой судна. В отдельных МК, например, КМ-145 используется обращенная схема подвеса, в которой шпилька связана с картушкой, а топка, в которую она упирается, с котелком. Это менее удачная конструкция так как осложняет процесс замены шпильки в судовых условиях. В модернизированном варианте компаса КМ 145 вернулись к схеме, представленной на рис. 2.4 [6].

Для снижения давления картушки на опорную шпильку она снабжается поплавком 7. На верхней плоскости картушки размещается курсовая шкала 5.

В котелок 9, куда помещена картушка, заливается морозостойкая жидкость. Эта жидкость должна полностью заполнять его объём. Однако в силу различных причин под стеклом котелка могут образовываться воздушные пузырьки, мешающие снимать информацию с компаса. Для удаления этих пузырьков по периметру котелка установлена перегородка 2,выделяющая некоторый объём 3, заполненный воздухом, в который и перемещаются пузырьки при покачивании котелка компаса. Эта же полость используется для компенсации изменения объема жидкости при изменении ее температуры. Имеются и иные конструктивные варианты решения указанной задачи.

Котелок компаса устанавливается с помощью подшипников в кольце подвеса 4, которое так же с помощью подшипников монтируется в нактоузе МК. В результате образуется карданов подвес. К нижней части котелка крепится груз 12, благодаря чему его центр масс смещается вниз относительно оси подвеса, обеспечивая, тем самым, его повышенную устойчивость при наличии качки судна. Здесь же устанавливается индукционный датчик 11, измеряющий углы поворота картушки, если МК

имеет систему дистанционной передачи информации. В верхней части котелка имеется азимутальная шкала 8, с помощью которой измеряются курсовые углы ориентиров.

Верхняя часть нактоуза может поворачиваться относительно его нижней части вместе с котелком. Кроме того, сам котелок можно разворачивать относительно верхней части нактоуза. В качестве примера на рис. 2.5 показана верхняя часть нактоуза МК “Сектор”. Здесь, котелок 1 совместно с кардановым подвесом установлен в нактоузе 2 с помощью пружин 6, предохраняющих его от влияния вибрации и ударов. Котелок снабжен пеленгатором 3. С помощью шкал 4 и 5 измеряются курс судна и курсовые углы ориентиров, соответственно. Как уже было указано выше, бруски 7 и 8 используются для компенсации девиации МК.

Рис. 2.7

Рис. 2.6

Рассмотренный вариант устройства котелка МК является типовым. Однако наряду с ним применяются и другие конструктивные варианты. Так, с целью снижения влияния качки судна на работу компаса в ряде изделий, например, в компасе КМ-145 (рис. 2.6), поплавок 1 снабжается дополнительным кожухом 2, сообщающимся с рабочей камерой котелка, в результате чего он оказывается заполненным поддерживающей жидкостью 3. Наличие указанного кожуха приводит к увеличению периода собственных колебаний подвижной системы компаса, что положительно сказывается на его работе. Так, динамическая устойчивость чувствительного элемента этого компаса в условиях качки превышает устойчивость картушки компаса УКП-М, не имеющего дополнительного кожуха в два раза [6].

В упомянутых ранее компасах “Галс” (рис. 2.7) для маломерных судов картушка 2, включающая в себя два магнита 1, не имеет поплавка. Шкалы с ценой деления 5⁰ нанесены на ее внешней горизонтальной 3 и боковой цилиндрической 4 поверхностях. Элементы опорного устройства, входящие в состав картушки, включают в себя корундовый подпятник и коническую деталь 2, предохраняющую ее от боковых перемещений. В корпус картушки вставлен упор-указатель 5, с шариком на свободном конце, служащий для предотвращения ее вертикального перемещения и одновременно выполняющий роль указателя крена и дифферента судна. Последнее возможно потому, что картушка обладает свойствами физического маятника.

Рис. 2.8

Магнитный компас КМС 160 (компас магнитный сферический) [6] предназначен для установки на стол пульта в ходовой рубке судна. Магнитная система картушки (рис. 2.8) содержит 4стержневых магнита диаметром 3 мм, выполненных из сплава 52 КФТМ. Два средних магнита имеют длину 75 мм, а два крайних – 55 мм. Диаметр шкалы картушки составляет 125 мм, ее цена деления – 1⁰. Остаточный вес картушки в жидкости ПМС-5 составляет 0,035 Н.

Рис.2.9

Картушка устанавливается на шпильке 11 (рис. 2.9), которая ввинчивается во внутреннюю рамку 1 карданова подвеса. Опоры наружного кольца 2 карданова подвеса устанавливаются в корпусе 4 котелка компаса. Груз 6 обеспечивает вертикальность оси шпильки в процессе качки судна.

Рабочая камера котелка закрыта сверху полусферической прозрачной крышкой 3 и полностью заполнена жидкостью ПМС-5. Вследствие этого возникает увеличение изображения шкалы и ее видимый диаметр возрастает до 160 мм.

В нижней стенке корпуса имеется отверстие 7, соединяющее рабочую и компенсационную камеры. В компенсационной камере воздушный объем отделен от жидкости эластичной диафрагмой 5. Колебания жидкости, вызванные механическими воздействиями на компас, гасятся чашкой 9 и экраном 10. В центре дна котелка имеется отверстие, закрытое пробкой 8, для заполнения котелка жидкостью. Ко дну котелка может крепиться девиационный прибор.

На рис. 2.10 представлен общий вид прибора КМС-160. Здесь 1 – сферическое стекло, 2 – компенсаторы девиации, 3 – нактоуз.

Качество работы МК существенно зависит от динамических характеристик его картушки, которые определяются параметрами собственного и вынужденного ее движений. Рассмотрим основные из этих параметров.