Utforming av spoleapparat for forspenning av ståltau på vinsj
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3074896Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Målet med dette prosjektet har vært å utvikle et apparat som kan brukes til å spole et ståltau overpå en vinsj med tilstrekkelig forspenningskraft. Dette reduserer risikoen for at ståltauet graver segned i underliggende lag av tau når vinsjen er i bruk og trekker tungt. Oppgaven er gitt til gruppenav Axess Technologies AS på forespørsel etter at en av gruppemedlemmene hadde sommerjobb dersommeren 2022. Bedriften ønsket seg et spoleapparat som kunne løse dette problemet og som itillegg kunne benyttes til flere ulike typer spoleoperasjoner.I tillegg til å designe, beregne og modellere dette spoleapparatet, har gruppen også gjennomgåttflere ulike konsepter for å forsikre seg om at den endelige løsningen faktisk var den mest egnede.For å kunne jobbe systematisk har gruppen benyttet seg av to teoretiske fremgangsmetoder forkonseptutvikling. Dette har vært viktige hjelpemidler for å holde prosessen ryddig og for å kunnejobbe skjematisk gjennom hele prosjektet. Gruppen har også måtte gjøre seg kjent med relevantestandarder samt lære seg å bruke disse riktig.Arbeidet startet med å begrense oppgaven og sette et tydelig mål for resultat. Dette var viktig medtanke på at oppgaven skulle la seg utføre på den gitte tidsperioden. Videre ble problemdefineringvektlagt for å virkelig forstå omfanget og for å kunne sette tydelige rammer og kriterier for hvagruppen faktisk skulle produsere. Denne fasen gikk over i en konseptutviklingsfase der de aktuellekonseptene ble utformet ved bruk av kriteriene som ble satt under problemdefineringen. Det bestegnede konseptet ble valgt for videre utvikling og har blitt beregnet og modellert.Av komponentene i spoleapparatet er det trommel, ramme og drivlinje som vektlegges mest. Gruppengjorde et viktig funn undervegs i prosjektet som gjorde at det måtte gjøres endringer i detvalgte konseptet. Det viste seg at trommel på spoleapparatet ikke ville fungere slik som først tenkt.Det ble da satt i gang en ny prosess for å løse dette problemet uten at det skulle gå for mye utoverdet allerede utførte arbeidet. Som et viktig hjelpemiddel i denne prosessen ble det 3D-printetforskjellige typer tromler slik at gruppen kunne teste ut de nye alternativene i praksis.Det endelige resultatet presenterer et konseptuelt design av et spoleapparat. Dette apparatet basererseg på funksjonen til en kapstan-vinsj, men til forskjell blir det her blir benyttet to tromlerfor å få ønsket funksjon. Som en del spoleapparatets egenskaper skal det også kunne benyttes tilulike typer ståltaudiametere. Et konseptuelt design betyr at denne løsningen skal fungere godt somett startpunkt for videre utvikling av spoleapparatet. Det er blitt gjort forenklinger og antagelserundervegs, disse bør derfor utforskes ved eventuelt videre arbeid.Gruppen har tro på at resultatet de har kommet frem til, tilfredsstiller det målet de hadde sattseg. Det er blitt gjort gode vurderinger og alle komponenter er blitt designet ut fra gjeldendestandarder. Arbeidet som er blitt lagt ned, i tillegg til spoleapparatets funksjon og utseende, vilfungere som gode grunnlag for videre utvikling. The goal of this project has been to develop a device for spooling of wire rope onto a winch withthe correct ammount of back tension. This is to reduce the risk of the rope burying itself intounderlying layers of rope when the winch is under heavy load. The problem was given by AxessTechnologies AS after a request by one of the group members whom had had a summer internshipthere the summer of 2022. Axess Technologies had been considering such a device for a while, thatcould help solve this problem, but also be used for different kind of spooling operations.In addition to design, calculate og model the device, the group has also considered several differentconcepts to make sure that the chosen device was the best option. The group has used two differenttypes of theoretical progress methods for concept develpoment to be able to work systematically.This has served as a great aid to keep the process orderly and schematically throughout the durationof the project. The group also had to familiarise themselves with relevant standards as well as learnhow to use these correctly.The work started with limiting the task and setting a clear goal for the result. This was importantin view of the group beeing able to complete the task whitin the given timeframe. Furthermore,problem definition was emphasized in order to really understand the scope of the problem and to beable to set clear frameworks and criteria for what the group was supposed to produce. This phasetransitioned into a concept development phase where the relevant concepts were designed usingthe criteria set during the phase of problem definition. The most suitable concept was selected forfurther development and has been calculated and modelled.Of all the components of the device, the design of the drum, frame and drive train was emphasisedthe most. During the testing and development of this work, the group discovered conditions withthe original concept that forced changes in the initial design. In short, faults with the spoolingbehavior made the concept impossible to realize. After this realization, a new process was initiatedwith a focus on keeping as much of the already completed work unchanged. An important aidand tool in this process was the 3D printing of different drums, which were done to test the newalternatives in real life.The final result presents a conceptual design of the device. This device is based on the functionof a capstan winch, only for this device there are two drums used to achieve the desired function.As part of the device’s functions, it will also be able to be used for different types of wire ropediameters. A conceptual design means that this solution should work well as a starting point forfurther development of the spooling device. Simplifications and assumptions has been made alongthe way, these should therefore be explored in any further work.The group feel certain that the result that has been put forward fulfils the objective that had beenset. The considerations done has been well thought out, and the components of the device aredesigned with currents standards in mind. All of the work done, including the functionality andappearance of the device, will function as the foundation of future development.