Friksjonsmodellering av tension hjul i Tether Management System

Abstract

I denne oppgaven undersøkes problemer IKM har opplevd med sitt nåværende Tether Management System(TMS). Dette innebærer å se på de nåværende løsningene, finne passende friksjon-modeller ved analyse og diskutere materialvalg samt en eventuell endring i trommelens spolealgoritme.

Det er stadfestet at z-knekk problemene etter all sannsynlighet, som IKM sine ingeniører mistenkte, er et resultat av for hard klemming på kabelen. Løsningen på dette problemet vil være å begrense klemmingen på en kontrollert måte, som forhindrer z-knekk men som tillater store nok friksjonskrefter å dannes. Tatt analysen av de forskjellige design-forslagene i betraktning, foreslåes det å benytte et U-formet hakk i tension- og støttehjulet som har en noe smalere diameter enn kabelen, og bevege seg bort fra V-formet hakk på hjulene. Dette vil sannsynligvis gi best levetid og friksjonsegenskaper. Materialvalg som er diskutert i oppgaven tilsier at en gummiblanding basert på nitril, med eventuelle tilleggsstoffer sannsynligvis vil være den beste løsningen. Å endre trommelens spolealgoritme fra å bruke lebus-skall er diskutert i detalj, og det fastslås at kostnaden ved å utføre den nødvendige og grundige testingen vil måtte veies opp mot kostnaden ved å benytte seg av lebus-skallet.

Ettersom oppgaven har en teoretisk tilnærming til problemene, er man avhengig av å kunne teste de foreslåtte løsningene for å optimalisere utfallet. Hvilke tester som vil måtte gjennomføres er nevnt i konklusjonen, og dette kan gjøres enten av IKM eller fremtidige studenter.

This thesis investigates issues with IKM ́s current tether management system (TMS) design. This includes evaluating the current solutions, finding a suitable friction model through analysis and discussing material choices as well as drum rewinding algorithm alterations.

It has been established that the z-kink issues is most likely, as IKM engineers suspect, a product of squeezing the tether. The solution to this problem would be to limit the squeezing in a controlled manner, that inhibits z-kinks but allows for sufficient friction. Considering the analysis of different scenarios, it is proposed to use a U-shaped groove on the tension- and supportwheel that has a slightly smaller diameter than the tether itself, and move away from using the V-shaped groove on the wheels. This is likely allowing optimal service life and sufficient frictional properties. Material choices discussed in the thesis suggest that further testing is necessary to be able to find the best compound, but a tension wheel with a nitrile rubber basis with additives is most likely the best solution. Altering the rewinding algorithm to a non-lebusshell solution is discussed in detail, and it is concluded that the necessary cost of testing and research must be weighted against the cost of using the Lebus-shell.

As the thesis has a theoretical approach to the problems, it is more often than not necessary to do testing in order to optimize the solutions found. What types of tests that would need to be conducted is at part mentioned in the conclusion, and this could be done by IKM or future students.