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Proceedings

Development of a Cable Actuator Test Rig for Identification of Dynamic Running Properties of Synthetic Fiber Ropes

  1. M.Sc. Thomas Reichenbach Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units (ISW) Faculty for Engineering Design, Production Engineering and Automotive Engineering University of Stuttgart
  2. M.Sc. Felix Trautwein Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units (ISW) Faculty for Engineering Design, Production Engineering and Automotive Engineering University of Stuttgart
  3. Prof. Dr.-Ing. Pott Andreas Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units (ISW) Faculty for Engineering Design, Production Engineering and Automotive Engineering University of Stuttgart
  4. Prof. Dr.-Ing. Verl Alexander Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units (ISW) Faculty for Engineering Design, Production Engineering and Automotive Engineering University of Stuttgart

Abstracts

Synthetic fiber ropes are being used more frequently in industrial machines and applications due to their low mass, high breaking loads, and compact storage. While the properties of wire ropes, such as breaking load and durability, can be investigated using industrially established test methods, the use of synthetic fiber ropes requires a systematic evaluation of the static and dynamic properties. The cable actuator test rig developed in this work will therefore be used to investigate cable slip as well as friction under highly dynamic motions. Two preload control methods were developed for the test rig so that a cable running on a drum can be tested with various motion and load profiles. The experimental investigations show that the cable slip is dependent on its speed and force, and that operating points with low cable slip can be identified. Furthermore, a Coulomb-viscous friction curve and a direction-dependent efficiency of the tested winch were determined.

Kunststofffaserseile werden aufgrund ihrer geringen Eigenmasse, hohen Bruchlasten und der kompakten Speicherung immer häufiger in industriellen Anlagen eingesetzt. Während die Eigenschaften von Drahtseilen, wie Bruchkraft und Lebensdauer, mit industriell etablierte Prüfverfahren untersucht werden können, erfordert die Verwendung synthetischer Faserseilen eine systematische Bewertung der statischen und dynamischen Eigenschaften. Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Seilwindenprüfstand sollen daher der Seilschlupf sowie die Reibung unter hochdynamischen Bewegungen untersucht werden. Für den Seilwindenprüfstand wurden zwei Verfahren einer Verspannungsregelung entwickelt, damit das auf einer Trommelwinde laufende Seil mit Bewegungs- und Lastprofilen geprüft werden kann. Die experimentellen Untersuchungen zeigen, dass der Seilschlupf abhängig von der Seilgeschwindigkeit und -kraft ist und Betriebspunkte mit geringem Seilschlupf identifiziert werden können. Weiterhin wurde ein Coulomb-viskoser Reibverlauf sowie ein richtungsabhängiger Wirkungsgrad der geprüften Seilwinde beobachtet.

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