Maquina Lanza Pelotas Fin

8/17/2019 Maquina Lanza Pelotas Fin

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

DISEÑO DE UNA MÁQUINA DE LANZAMIENTO DE PELOTAS PARAENTRENAR TENIS

PROYECTO PREVIO A LA APROBACIÓN DEL CURSO DE DISEÑO DEMÁQUINAS

AUTOR(es) SANTIAGO BUSTAMANTE

DANIEL LUCERO

DANIEL !URADO

DIEGO SÁNC"EZ

DIRECTOR I#$% IVAN ZAMBRANO

Q&'* M+, -e ./01


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1

CONTENIDO

Contenido………………………………………………………………..…………………...iContenido de tablas………………………………………………………………..………..iv

Contenido de gráficas……………………………………………………..............................v

CAPÍTULO I.........................................................................................................1

GENERALIDADES SOBRE MÁQUINA DE LANZAMIENTO DE PELOTAS PARAENTRENAR TENIS................................................................................................1

1.1 TÍTULO:...................................................................................................1

1.2 OBJET!O "E#E$%L:................................................................................1

1.& OBJET!O' E'(ECÍ)CO':..............................................................................1

1.* +E)#C,# +EL ($OBLE-%:........................................................................11.. E'T%+O +E L% CE#C%................................................................................2

1..1. -á/0ina de r0edas giratorias.........................................................................2

1..2. -á/0ina ne0ática.....................................................................................3

1. C%'% +E L% C%L+%+...................................................................................5

1.3. E'(EC)C%CO#E' T4C#C%'......................................................................6

CAPÍTULO .......................................................................................................... 7

DEFINICIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL..................................................................7

2.1 %#5L'' )U#CO#%L...................................................................................72.1.1 +esarrollo del diagraa f0ncional...................................................................7

2.1.2 %nálisis de los diagraas f0ncionales...............................................................7

2.2. -,+ULO.....................................................................................................9

CAPÍTULO 2.......................................................................................................11

SOLUCIONES PARA CADA MÓDULO...................................................................11

&.1. -6d0lo 1: %L-E#T%$ ..............................................................................11

&.2. E!%LU%C,# 7 'ELECC,# +E LO' -,+ULO'............................................13

&.&. -6d0lo 2: ''TE-% +$ECCO#%L.............................................................15&.&.1. Establecer el áng0lo de giro 8oscilaci6n9.........................................................15

&.&.2. Establecer el áng0lo de tiro 8elevaci6n9..........................................................18

&.*. E!%LU%C,# 7 'ELECC,# +E LO' -,+ULO'............................................21

&.*.1. Ensable de la ie;a.................................................................................23

&.. E!%LU%C,# 7 'ELECC,# +E LO' -,+ULO'............................................23


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2

&.. -6d0lo &: -(UL'%$ ................................................................................26

&.3. E!%LU%C,# 7 'ELECC,# +E LO' -,+ULO'............................................28

CAPÍTULO 1.......................................................................................................31

DISEÑO DE ELEMENTOS MECÁNICOS Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS

NORMALIZADOS...............................................................................................31*.1 #T$O+UCC,#..........................................................................................31

*.2. C5LCULO +E L%' )UE$%# E# EL -EC%#'-O (%$% "E#E$%$EL -O!-E#TO !E$TC%L +E L% -5=U#% L%#%# E# EL -EC%#'-O (%$%%L-E#T%$ +E (ELOT%' +E TE#' % L% -5=U#% L%#%# E# EL -EC%#'-O (%$% "E#E$%$EL -O!-E#TO O$


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3

.2. CO'TO' +EL ''TE-% +E (!OTE (%$% !%$%$ EL %#"ULO +E T$O...........86

.2.1 CO'TO' +E ELE-E#TO' #O$-%L


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4

T%BL% 1: 1.1 C%'% +E L% C%L+%+....................................................................................5T%BL% 2:1.2 E'(EC)C%CO#E' T4C#C%' +E L% -5=U#% L%#


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5

)"U$% 1: 1.1. EJE-(LO +E $UE+%' "$%TO$%'...............................................................3)"U$% 2: 1.2.EJE-(LO +E -5=U#% CO# $UE+%' "$%TO$%'.........................................3)"U$% &: 1.&.EJE-(LO +E %L-E#T%C,# +E U#% -5=U#% #EU-5TC%.........................4)"U$% *: 1.*. EJE-(LO +E -5=U#% #EU-5TC%.............................................................4

)"U$% : 2.1 +%"$%-% )U#CO#%L...............................................................................8)"U$% : 2.2 'ELECC,# +E -,+ULO'.............................................................................9)"U$% 3: &.1.%L-E#T%C,# (O$ TUBE$Í% #CL#%+%...................................................11)"U$% : &.2. %L-E#T%C,# (O$ #CL#%C,# +E L% B%'E..........................................12)"U$% D: &.&. .%L-E#T%C,# (O$ -E+O +E U# (O'CO#%+O$ "$%TO$O..................12)"U$% 1: &.*. %L-E#T%C,# (O$ -E+O +E U# (O'CO#%+O$ "$%TO$O..................15)"U$% 11: &. $UE+%' "$%TO$%' E# L% B%'E..............................................................16)"U$% 12: &. $UE+%' "$%TO$%' E# L% B%'E.............................................................17)"U$% 1&: &.3 "UÍ% (O$ +O#+E 'E -UE!E EL TUBO L%#


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1

CAPÍTULO I

GENERALIDADES SOBRE MÁQUINA DE LANZAMIENTO DE PELOTAS PARAENTRENAR TENIS

0%0 TÍTULO

+ise?o de 0na á/0ina de lan;aiento de elotas ara entrenar tenis.

0%. OB!ETIVO GENERAL

• +ise?ar 0na á/0ina de lan;aiento de elotas ara entrenar tenis

0%2 OB!ETIVOS ESPECÍFICOS

• +eterinar el áng0lo de elevaci6n ara 0n lan;aiento ideal or arte de la

á/0ina lan;a elotas.• +efinir la velocidad inicial con la /0e serán lan;adas las elotas desde la á/0ina

lan;a elotas.• +efinir el oviiento de oscilaci6n ás 6tio de la á/0ina lan;a elotasF el c0al

erita reali;ar lan;aientos Aacia diferentes osiciones dentro de la cancAa.

0%1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

%ct0alente en n0estro aGs Aa a0entado considerableente el interHs or la ráctica deltenisF debido a esto los inversionistas de los centros /0e ofrecen el servicio ara racticar dicAo deorte se Aan visto en la necesidad de e@orar I sei a0toati;ar s0s Htodos deense?an;a I asG oseer 0n nivel coetitivo I estar a las eectativas de s0s clientesFadeás ediante la sei a0toati;aci6n evitar la contrataci6n ecesiva de entrenadores Ide esta anera red0cir costos en ano de obra.

(or otra arteF /0ienes ractican Aan otado or b0scar otras alternativas ara e@orar s0desee?o deortivoF Ia /0e en ocasiones Aan observado /0e ara ciertos oviientos/0e re/0ieren ser racticados de anera esecGfica dentro de este deorte la s0ervisi6n de0n entrenador no es s0ficienteF or citar 0n e@elo c0ando se desea racticar la receci6nde ciertos sa/0es 8arender a bolear9 los entrenadores no 0eden reali;ar 0n @0egoconstante I lan;ar las elotas con el iso i0lso I al iso l0garF lo c0al es ideal ara


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2

racticar 0n sKing Aasta erfeccionarlo I con esto oder e@orarF creando 0na eoria0sc0lar en el individ0o /0e lo ractica. %deás los entrenadores 0eden dosificar dee@or anera el entrenaiento de s0s dirigidosF es decir el instr0ctor rofesional Aace 0ne@or 0so de s0 tieo de ráctica. En c0al/0ier caso el 0so de las á/0inas lan;a elotasinii;a el tieo inactivoF lo /0e erite arovecAar al áio el tieo de ráctica

Io traba@ar con 0n nMero aIor de al0nos.

%nte esta creciente necesidad /0e tienen tanto inversionistasF entrenadores I @0gadores se roone en este roIecto el dise?o de 0na á/0ina de lan;aiento de elotas ara entrenar tenisF esta á/0ina lan;a elotas reali;ará 0n @0ego constanteF adeás de lan;ar a la ersona /0e entrena las elotas siere con el iso i0lso I al iso l0gar coo seencion6 anteriorente. Esto no lo 0ede conseg0ir ningMn @0gador ni ningMn entrenador de tenis. La constancia en los goles eritirá al @0gador racticar el iso gole 0na Iotra ve;F Ia /0e solaente a travHs de la reetici6n se arende a estiar la elotacorrectaente I a rearar la coordinaci6n del gole de odo adec0ado.

0%3% ESTADO DE LA CIENCIA

(ara la elaboraci6n del roIecto se resentan dos alternativas a seg0ir:

• -á/0ina de r0edas giratorias• -á/0ina ne0ática

0%3%0% M67&'#+ -e 8&e-+s $'8+8'+s

En esta á/0ina se enc0entran dos r0edas /0e giran en sentido contrario entre sGF la bola ese0@ada Aasta dentro de las r0edasF resionando a la bola e i0lsándole. (ara direccionar las bolasF se 0eve el ecaniso aleatoriaenteF Aori;ontalente o verticalenteF ara deesta anera lan;ar las bolas al ras de la red o globos segMn la necesidad del @0gador.

En este dise?o eiste la desventa@a /0e con el asar del tieo eiste 0n desgaste evidentede la elota or la fricci6n eistente entre la r0eda I la elota.


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3

Figura 1: 1.1. Ejemplo de Ruedas Giratorias

F&e#e (roia

Figura 2: 1.2.Ejemplo de Máquina con Ruedas Giratorias

F&e#e Att:ireneradera.blogsot.co2123laINadel.Atl

0%3%.% M67&'#+ #e&96':+

En esta á/0ina la elota bola entra en 0na cáara de aire I obstr0Ie la salida de aireF esteaire coien;a a ac00larse dentro de la cáara I or ende genera 0na cierta resi6nFc0ando esta resi6n llega a 0n lGiteF la bola es e0lsada a travHs del t0boF ese aire esgenerado or 0n coresor de aireF ediante este sistea se evita el desgaste de la elota adiferencia del sistea de r0edas giratorias.


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4

Figura 3: 1.3.Ejemplo de alimentación de una máquina neumática

F&e#e (roia

Figura 4: 1.4. Ejemplo de Máquina eumática

F&e#eAtt:KKK.lobstersorts.coigne0oKnersan0al.df

http://www.lobstersports.com/img/pneu_owners_manual.pdfhttp://www.lobstersports.com/img/pneu_owners_manual.pdf


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5

0%4 CASA DE LA CALIDAD

Tabla 1: 1.1 Casa de la Calidad


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0%;% ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Tabla 2:1.2 Esecificaciones THcnicas de la -á/0ina Lan;a (elotas de Tenis


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CAPÍTULO .

DEFINICIÓN Y DISEÑO CONCEPTUAL

.%0 ANÁLISIS FUNCIONAL

.%0%0 Des+88


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8

Figura !: 2.1 "iagrama Funcional

F&e#e (roia


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9

.%.% MÓDULO

Consiste en dividir el rod0cto en varios blo/0es 86d0los9 f0ncionales.

El ob@etivo del análisis f0ncional es obtener 6d0los o blo/0es /0e es el con@0nto de las f0ncionesa fin de:

• (roover el ingenio I creatividad• )acilitar s0bcontrataci6n I dise?o en aralelo• $ed0cir costos e@orando la calidad• )acilitar la introd0cci6n de sol0ciones eritiendo red0cir el roblea general• -e@orar la fiabilidad del con@0nto• 'ilificar el anteniiento

#o se considera conveniente desarrollar ás el diagraa f0ncional a fin de no inc0rrir en elestableciiento de rocesos I sol0ciones ilGcitasF adeás de /0e Ia se c0le con el coetidode establecer los 6d0los.

Figura #: 2.2 $elección de Módulos


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10

Los 6d0los establecidos se elican en el sig0iente c0adro.

-O+ULO 1

-O+ULO 2

-O+ULO &


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11

CAPÍTULO 2

SOLUCIONES PARA CADA MÓDULO

2%0% M>-&


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12

Figura +: 3.2. &limentación por inclinación de la 'ase

F&e#e (roia

)entajas- )0ncionaiento sile- Caacidad de alacenaiento b0ena- #o AaI desgaste en la elota

"es*entajas

- +ifGcil de a0toati;ar - Co0erta an0al- +ific0ltad en el ordenaiento de las elotas

A# ?8 9e-' ?s':'#+-8 $'8+8'Esta sol0ci6n co0esto or t0bos dis0estos en 0n disco giratorioF facilitan elordenaiento de las elotas I de esta fora facilitar 0n alientaci6n de elotascontrolada.

Figura ,: 3.3. .&limentación por medio de un posicionador giratorio

F&e#e (roia

)entajas


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13

- )acilidad en el ordenaiento de las elotas- Caacidad de alacenaiento b0ena- #o AaI desgaste en la elota

"es*entajas

- Costos- Oc0a esacio considerable- -ecaniso cole@o

2%.% EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE LOS MÓDULOS

(ara la deterinaci6n del 6d0lo ás convenienteF se elea el Htodo ordinal corregidode criterios onderados.

Criterios de valoraci6n ás deterinantes:- Costos del e/0io.

- )acilidad de constr0cci6n

- )acilidad de acolaiento

- )ácil anteniiento

La eval0aci6n de los criterios I 6d0los se detalla en las sig0ientes tablas:

Criterio

Costo del

e/0io

)acilidad de

constr0cci6n

)acilidad de

acole

)acilidad de

anteniiento ΣP1 (onderaci6nCosto dele/0io F F 2 F21)acilidad deconstr0cci6n F F F 2F F2)acilidad deacole 1 F F & F&2)acilidad deanteniiento F F 2 F21

DF 1Tabla &: &.1. Eval0aci6n de cada criterio

)acilidad de acole Q )acilidad de constr0cci6n Q Costo del e/0io R )ácil anteniiento


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14

% contin0aci6n se evalMan las & alternativas de ac0erda a cada criterio:

%Aorro de tieo%lternativa

1%lternativa

2%lternativa

& ΣP1 (onderaci6n

%lternativa 1 F F 2 F&1%lternativa 2 F F 2 F&1%lternativa & F 1 2F F&

F 1Tabla *: &.2.Eval0aci6n de las alternativas resecto a la Facilidad de acople

%lternativa & Q%lternativa 2 R %lternativa 1

)leibilidad%lternativa

1%lternativa

2%lternativa

& ΣP1 (onderaci6n%lternativa 1 F 1 2F F&

%lternativa 2 F F 2 F2%lternativa & F 1 2F F&

3 1Tabla : &.&.Eval0aci6n de las alternativas resecto a la Facilidad de construcción

%lternativa & R %lternativa 1Q%lternativa 2

)acilidad deacole

%lternativa1

%lternativa2

%lternativa& ΣP1 (onderaci6n

%lternativa 1 F F 2 F&1%lternativa 2 F F 1F F2&%lternativa & 1 1 & F*

F 1Tabla : &.*. Eval0aci6n de las alternativas resecto al Costo del equipo

%lternativa & Q%lternativa 1 Q%lternativa 2

)acilidad deani0laci6n

%lternativa1

%lternativa2

%lternativa& ΣP1 (onderaci6n

%lternativa 1 F 2 F&&

%lternativa 2 F F 2 F&&%lternativa & F F 2 F&& 1

Tabla 3: &.. Eval0aci6n de las alternativas resecto a la F+:'


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15

)inalenteF se resenta la tabla de concl0siones:

Concl0siones

)acilidad de

acole

)acilidad deconstr0cci6

n

Costos del

e/0io

)acilidad deanteniient

o Σ

(rioridad%lternativa 1 FDD2 FD& F1 FD& F&& 2

%lternativa 2 FDD2 F32 F*& FD& F2D &

%lternativa & F1221 FD& FD FD& F& 1Tabla : &.. Concl0siones ara el 6d0lo 1

En consec0enciaF la alternativa /0e ás se a@0sta a los criterios de eval0aci6n es la nMero&.

Figura 1-: 3.4. &limentación por medio de un posicionador giratorio

F&e#e (roia

2%2% M>-&


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16

% contin0aci6n se 0estra las ociones ara establecer el áng0lo de giro 8oscilaci6n9:

R&e-+s $'8+8'+s e#


23/107

17

R&e-+s s:'


24/107

18

G&+ ?8 -#-e se 9&ee e< &@


25/107

19

Ps':'#+8


26/107

20

Dese#++

- $estringe el tio de ecaniso ara i0lsar la elota- Eliina la osibilidad de

Ps':'#+8 6#$&


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21

Me-'+#e 98 e


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22

)0nci6n Coonente

Establecer el áng0lo de tiro8oscilaci6n9

Establecer el áng0lo de tiro8elevaci6n9

Tabla D: &.3. 'ol0ciones del 6d0lo 2

%osicionar pelota

&ueasoscilatorias

en elinterior e

(u)a porone semue"e untubo lan*a

elotas

&ueasgiratoriasen la base

e la

+otorel,ctrico

atapulta rin'uete


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23

2%1%0% E#s+9@


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24

- !ersatilidad en c0anto a la oscilaci6nF ara /0e 0eda girar segMn el re/0eriiento del

0s0ario- Ba@o costo de anteniiento

- Ba@o esoF Ia /0e la á/0ina debe ser transortable I debe de oder ser ane@ada or 0na sola ersonas.

La eval0aci6n de los criterios I 6d0los se detalla en las sig0ientes tablas:

Criterio)ácil

acolaiento

!ersatilidad enc0anto a laoscilaci6n

Ba@o costode anteniiento ΣP1 (onderaci6n

)ácilacolaiento F 1F F2&3D

!ersatilidad enc0anto a la

oscilaci6n 1 1 & F*1&Ba@o costo

de anteniiento 1 2 F&3D2F 1

Tabla 1: &.. Eval0aci6n de cada criterio

!ersatilidad en c0anto a la oscilaci6n Q )ácil acolaiento Q Ba@o costo de anteniiento


)ácil acolaiento %lternativa 1 %lternativa 2 ΣP1 (onderaci6n

%lternativa 1 1 1 F %lternativa 2 2 F &&&&&&

& 1Tabla 11: &.D.Eval0aci6n de las alternativas resecto al acolaiento

%lternativa 1 Q%lternativa 2

!ersatilidad en c0anto a laoscilaci6n %lternativa 1 %lternativa 2

ΣP1 (onderaci6n

%lternativa 1 1 F&&&&&&%lternativa 2 1 2 F& 1

Tabla 12: &.1.Eval0aci6n de las alternativas resecto a la versatilidad en c0anto a la oscilaci6n

%lternativa 2 Q %lternativa 1

Ba@o costo %lternativa 1 %lternativa 2 ΣP1 (onderaci6n


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25

de anteniiento%lternativa 1 1 F&&&&&&%lternativa 2 1 2 F

& 1Tabla 1&: &.11. Eval0aci6n de las alternativas resecto al ba@o costo de anteniiento

%lternativa 1 R %lternativa 2


Concl0siones)ácil

acolaiento

!ersatilidad enc0anto a laoscilaci6n

Ba@o costode

anteniiento Σ (rioridad%lternativa 1 F F&&&&&& F&&&&&& 1F&&&&&2 2%lternativa 2 F &&&&&& F F 1F 1

Tabla 1*: &.12. Concl0siones ara el 6d0lo

En consec0enciaF la alternativa /0e ás se a@0sta a los criterios de eval0aci6n es


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26

2%4% M>-&


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27

Ve#++s--aIor velocidad- #o eiste desgaste en las elotas- Oc0a enor esacio- #o necesita de 0cAos eleentos ecánicos.

Dese#++s- #o se 0ede dar efecto a la elota Ia /0e eiste 0na sola f0er;a de i0lso /0e

serGa la resi6n- +ifGcil anteniiento- Costo elevado

P's># #e&96':

Figura 23: 3.1%. istón neumático

F&e#e (roia

Ve#++s

5 )l0ido de traba@o iliitado I disonible en c0al/0ier l0gar.

5 (0ede reg0larse de anera contin0a.

N El onta@e I los eleentos son econ6icos.

Dese#++s

5 $0ido 0I elevado I olestosoN Tiene 0n lGite de carga de & gf

N Eige 0n b0en anteniiento.

2%;% EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE LOS MÓDULOS


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(ara la deterinaci6n del 6d0lo ás convenienteF se elea el Htodo ordinal corregidode criterios onderados.

Criterios de valoraci6n ás deterinantes:- )acilidad de anteniiento

- Costo del e/0io- )acilidad de constr0cci6n- )acilidad de oeraci6n

La eval0aci6n de los criterios del 6d0lo & se detalla en las sig0ientes tablas:

Criterio

)ácilanteniient

oCosto

E/0io

)ácilconstr0cci6

n)ácil

oeraci6n ΣP1 (onderaci6n

)ácilanteniiento . . 1 & .2D

Costo e/0io . 1 . & .2D

)ácil constr0cci6n . . 2 .2

)ácil oeraci6n . . . 2. .2*1. 1.

Tabla 1: &.1&.Eval0aci6n de cada criterio

)ácil anteniiento RCosto e/0ioQ )ácil oeraci6n.Q)ácil constr0cci6n


)ácilanteniiento

$0edas"iratorias

Coresor

(ist6n #e0ático ΣP1

(onderaci6n

$0edas "iratorias 1 . 2. .*2Coresor . 1. .2

(ist6n #e0ático . . 2 .&&

1

Tabla 1: &.1*.Eval0aci6n de las alternativas resecto al fácil anteniiento

%lternativa 1 Q %lternativa &Q %lternativa 2

Costo e/0io $0edas "iratorias Coresor (ist6n #e0ático ΣP1 (onderaci6n


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29

$0edas "iratorias N 1 1 & .Coresor N . 1. .2

(ist6n #e0ático . N 1. .2 1

Tabla 13:&.1. Eval0aci6n de las alternativas resecto al costo e/0io

$0edas "iratorias Q Coresor R (ist6n #e0ático

)ácilconstr0cci6n

$0edas"iratorias

Coresor

(ist6n #e0ático ΣP1 (onderaci6n

$0edas "iratorias . 1 2. .*2Coresor . 1 2. .*2

(ist6n #e0ático 1 .1 1

Tabla 1:&.1. Eval0aci6n de las alternativas resecto a )ácil constr0cci6n

$0edas "iratorias R Coresor Q (ist6n #e0ático

)acilidad deoeraci6n

$0edas"iratorias Coresor

(ist6n #e0ático ΣP1 (onderaci6n

$0edas "iratorias . 1. .2Coresor 1 . 2. .*2

(ist6n #e0ático . . 2 .&& 1

Tabla 1D:&.13.Eval0aci6n de las alternativas resecto a )acilidad de oeraci6n

Coresor Q (ist6n #e0ático Q $0edas "iratorias


Concl0siones)ácil

anteniientoCostoe/0io

)ácilconstr0cci6

n)ácil

Oeraci6n (rioridad$0edas

"iratorias .2DV.*2 .V.2D .*2V.2 .2V.2*.*1 1

Coresor .2DV.2 .2V.2D .*2V.2 .*2V.2* .&& 2(ist6n

#e0ático .2DV.&& .2V.2D .1V.2 .&&V.2* .2 &

Tabla 2:&.1. Tabla de concl0siones ara el 6d0lo

'e 0ede concl0ir or la tabla &.1 /0e la e@or selecci6n son las $0edas "iratorias


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30

Figura 24:3.1+. Mecanismo escogido alternati*a 1

F&e#e (roia

(or lo /0e el es/0ea )inal de la á/0ina 'erGa:

Figura 2!: 3.1,. Máquina ensam'lada seg5n los criterios escogidos

F&e#e (roia


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31

CAPÍTULO 1

DISEÑO DE ELEMENTOS MECÁNICOS Y SELECCIÓN DE ELEMENTOSNORMALIZADOS

1%0 INTRODUCCIÓN

En este caGt0lo se van a reali;ar los cálc0los ertinentes ara 0n b0en dise?o de la á/0ina

lan;a elota de tenisF teniendo en c0enta los aráetros de dise?o e0estos en los

caGt0los anteriores.

(ara esto se va a 0tili;ar toda la teorGa de dise?o de eleentos de á/0inas I estr0ct0ras de

aceroF Ia /0e la el ecaniso Aori;ontal va a soortar el eso de la estr0ct0ra de la

á/0ina or lo /0e se Aa toado coo 0n coonente estr0ct0ralF or ello lo /0e riero

se debe toar en c0enta es la erfilerGa a 0tili;arF b0scando los eleentos /0e resenten 0n

Gndice de traba@o seg0roF ero a s0 ve; tratar de no sobrediensionar a la estr0ct0raF Ia /0e

esto eleva los costos de fabricaci6n.

L0ego se rocede a reali;ar el análisis de la otencia del otor ara dar v0eltas a las r0edas

/0e a s0 ve; i0lsarán a la elota de tenisF adeás se reali;a el dise?o de los eleentos de

s0@eci6n I conei6n ara la estr0ct0raF asG coo el de las lacas /0e se van a colocar ara la

s0@eci6n de los otores a 0tili;ar.

1%.% CÁLCULO DE LAS FUERZAS QUE ACTAN EN EL MECANISMO PARAIMPULSAR LAS PELOTAS EN LA MÁQUINA LANZA PELOTAS DE TENIS

V


38/107

32

T+9@8

V tambor=2( π ∙d p2

4∙t p)+( π ∙ d t

2

4∙ t p)

D#-e

V rueda=volumenrueda

d p=diámetro dela placa circular (m )=0,1m

t p=epesor de la placacircular ( m)=5∙10−3

m

dc=diámetro del cilindro ( m)=0,08m

t c=epesor del cilindro (m )=0.065m

V rueda=1,62 ∙10−3

m3

V


39/107

33

V tambor=(π ∙d12

4∙ t )( π ∙ d224 ∙t )

V caucho=3.47 ∙10−4

m3

El aterial del tabor debe tener 0na densidad relativaente e/0e?aF ara red0cir s0 esoF se escoge coo aterial el al0inio.

Pes -e< +9@8 ρ=2700 kg/m3

ρ=m

V →m= ρ ∙V

m=masadeldisco (kg )

m=4,37 kg

W tambor=42.8 N

Pes -e< :+&: ρ=1292kg /m3

W caucho=4.3 N

Pes +< -e


40/107

34

Teniendo en c0enta /0e la distancia áia a c0brir es de 2* se calc0lara la velocidadcon 0n áng0lo enor al del alcance áio.

V o=√ X max∗g

Sen2θ

(ara 0n θ=300

I X max=24 m

V o=16.5m /s2

C6


41/107

35

min=V o

r

r=0.09m

'e enc0entra: min=183.31/ s

Ve


42/107

36

V ox=cte

V ox=V 0∗cos45!=39,31 m

s

" x=V ox∗t −a t 2

(ara 0n tR1 s I " x=24 m se tiene + H 2/*4. 9s.

'e reali;a +.C.L de la elota de tenis

∑ #x=$r1+ $r 2

∑ #x=m∗a% m pelota=0,058 kg

∑ & centro dela pelota=0debido a 'ue ( =0

$r1=$r

2

2 $r=m∗a=1,8 N

$r=0,9 N

D%C%L +9@8

rR FD


43/107

37

) =$r∗r

) =0,081 Nm

*=Vx

r

*=436,77 rad

s =4171 rpm

Calc0lo de la otencia necesaria ara enviar la elota con dicAa velocidad inicial

+ =) ∗*

+ =35.38W =0,25hp

1%.%0 D'seJ -e< Ee2

% contin0aci6n se indica el +.C.L del e@e /0e soorta al tabor I al engrana@e /0etransite la otencia desde el otor:

3 /iseo en ngenier)a +ecánica igle 8t eición %ag. 347


44/107

38

∑ # =0

,-+ ,.=2968,32

∑ &.=0

,-=1077,3 N / ,.=1891,02 N

'e cabia las 0nidades

-c R N-d R F32lbfincA

$aR 2*2F12 lbf

$b R *2.11 lbf

Xtabor R DF** lbf

Xengrana@e R F** lbf

Xe@e R 3F11 lbf

T R F32 lbfVincA

-a R F32 lbfVincA

TaR-R


45/107

39

% artir de tablas de 'AigleI Tabla 3.1 se obtiene los sig0ientes datos:

tR 1F3 tsR 1F

'e s0one los sig0ientes datos

f R Wt fs R tsEl aterial del e@e es acero 12 '0t R si entonces:

0a=a∗Sut b=0,883

'e as0e 0b=0,9

c R Wd R We R 1

'e R 8F&VFDVFV9R23 si

+ebido a /0e el aterial tiene 0na alta resistencia se as0e 0n factor de seg0ridad:n R 1F

% contin0aci6n se escoge el criterio de E+N"oodan:

2∗(k$&a)Se

+¿

¿3 ( 0$s)m )

2

[¿¿1 /2Sut

d={16∗n

π ¿

dc R dd R F& incA R 1

+ebido a /0e las diensiones del diaetro interno de rodaientos tab0lado en tablas iniciaen 1 se decide d0licar el diaetro del e@e en los 0ntos c I d a 0n diaetro de 2

dc R dd R 2

7 or ende los diaetros del e@e en donde se acientan los rodaientos es de 0n diaetronoinal de 1 :

-+ H -@ H 03 99 H D'+9e8 -e< ee

1%.%. D'seJ -e


46/107

40

a9 Estiar geoetrGa I nMero de dientes:

1

2 (d p+d1 )=110

d1

d p=1=

N 1

N p

%deás

d p=m * N p

d1=m∗ N 1

1

2 (m∗ N p+m∗ N p )=110

m * N p=110

m (normalizado)= 4

N p( 2ebe ser 317) = 17

d p=m∗ Np=4∗17=68mm

c=

1

2 (68

+68

)=136

mm

+onde:

R aso diaetral

R nMero de dientes

m R 6d0loF

d R diáetro de asoF

p R aso circ0lar

b9 Estiaci6n de ateriales or desgaste

La f6r0la %"-% de esf0er;o es:


47/107

41

4 v∗ # d∗¿ 5

Sc=4 p√ W t ∗4 a∗4 c∗4 m∗4 $

¿

4 p → ( tabla14.5 )>191 &6a(acero)

W t = + ∗6000 p∗d p∗n

=0.25∗746∗2∗6000

p∗4171=7866 N

4 a→ (tabla1.2)1.5

4 s → 1

d p= 68

25.4=2.68

+onde:

4 p=4oe$iciente elastico

4 a= #actor de alineacion del acoplamiento

4 s= &odi$icador de proporcion del pinon

W t =4arga transmitida

d p=4oe$iciente elastico

(or tantoF s0stit0Iendo:

Sc=4 p√ 7866∗1.5∗1∗1.34∗1

0.71∗0.126∗0.12=839 &6a

La f6r0la %"-% del esf0er;o adisible es:

c∗¿ 4

7∗¿ 4 +

4 ) ∗4 ,4 ¿

Sc 8adm=¿

Toaos coo:


48/107

42

Factor de relación de la dureza CH

4 7=1 ( duracioninde$inida)

4 + =1 (dure9a solo para el engrane)

4 ) =1 ()emperatura


49/107


50/107

44

1%.%1 E


51/107

45

!R 8nV;V9 R &. s

L#$'&- -e


52/107

46

∅e:e=15mm→*=3 /16 in

) =63025∗0.25

1800=8.75lb$ 8∈¿

# =) r = 8.75

0.295=30.33 lbf

7=2∗ # ∗n*∗S/

=2∗30.33∗0.250.1875∗57

=1.56∈¿

+onde:

L R longit0d de la cAaveta

T R -oento e@ercido or el engrana@e

r R radio del e@e

Estos valores se 0tili;arán ara los dos cAaveteros de los engranes del e@e del tabor.

(ara la selecci6n de anillos de retenci6n es sileente c0esti6n de verificar lasesecificaciones de los catálogos. 'e enc0entra or diáetro noinal del e@e.

1%.%4 Se


53/107

47

7=( 4 6 ) 6

obien7h=1000000

60∗n ( 4 6 ) 6

(riero se robara ara 0n rodaiento ') 2• C R 11 ZWg[• C R 31 ZWg[

• $(- -a R 12

'e 0tili;ará el rodaiento a n R *13 $(-. 'e deben 0sar los valores de las cargas en ZWg[Fno en Z#[ 80tili;ar g R D.9.

Carga radial )r R &&. Z#[


54/107

48

Calc0lando la carga e/0ivalenteF( R . )r P 1 )a R D. ZWg[

$eela;ando en las ec0aciones de vida del rodaiento se obtienen los sig0ientes valores.

L R 1*3.*113 illones de revol0cionesLA R 12.23& Aoras.

Siendo seleccionado en ese caso el rodamiento SKF 16014.

1%.%; S


55/107

49

t R garganta efectiva

t R K8Cos*o9 R .33K

s R t.0 R 8.33K9.bA22

^fs R -.cs R 1.*12-ábAK

^fs R 81.*1298*gNc9811.2.K9 R 1&.**K

2. Calc0laos el Esf0er;o de )lei6n -áio /0e soortarGa el %cero %&:

^fá R -á.C R 8*9.8.&988198.&9129

^fá R . gc2 \ 2.2DF 8'I%&9 gc2

E< 9+e8'+< s?8+


56/107

50

1%2% CÁLCULO DE LAS FUERZAS QUE ACTAN EN EL MECANISMO PARAGENERAR EL MOVIMIENTO VERTICAL DE LA MÁQUINA LANZA PELOTASDE TENIS

D%C%L &@ -e


57/107

51

'e selecciona coo aterial acero '%E 11 tanto ara el t0bo direccionador cootabiHn ara el e@e con el c0al va soldado.

+ensidad del acero '%E 11 R 3 Wg&

+onde:

Xt0bo direccionador R 2 #

)Nt R )0er;a /0e e@erce la elota Aacia el t0bo direccionado

XR (eso de la elota R 1 #

XtR (eso del t0bo direccionado

$2 R $eacci6n 1 en la direcci6n

$2 R $eacci6n 1 en la direcci6n

$1I R $eacci6n 1 en la direcci6n


58/107

52

$2I R $eacci6n 1 en la direcci6n

∑ #x= # p−t − ,1 x− ,2 x=0

∑ #/= ,1 /+ ,2 /−℘−Wt =0

,1 x= ,2 x=9 N

,1 /= ,2 /=13 N

∑ # =0

,1+ ,2=44 N

Cálc0lo del diáetro del e@e soldado al t0bo

% artir de tablas de 'AigleI Tabla 3.1 se obtiene los sig0ientes datos

tR 1F3 tsR 1F

'e s0one los sig0ientes datos

f R Wt fs R ts

El aterial del e@e es acero 12 '0t R si entonces

0a=a∗Sut b

=0,883

'e as0e 0b=0,9

c R Wd R We R 1

'e R 8F&VFDVFV9R23 si

+ebido a /0e el aterial tiene 0na alta resistencia se as0e 0n factor de seg0ridad

n R 1F

% contin0aci6n se escoge el criterio de E+N"oodan


59/107

53

2∗(k$&a)Se

+¿

¿3 ( 0$s)m )

2

[¿¿1 /2

Sut

d={16∗nπ ¿d R 1 incA R 2*F R 2

El diáetro del e@e seleccionado es 2

∑ & =0

Calc0lo de la soldad0ra.

V =500−400 x

& =500 x−200 x2

&max ( x=96mm )=31250kgcm

;$ = &c / 5

;$ =31250∗4

247=506.07 6si

;$ = & ∗c

5s =

31250

0.707*∗442 6si

5s=0,707*∗ 5u

Escogeos AiotHticaente el electrodo %X' EYY 'I R Wsi;adm=0,6∗S/=30000 psi

2108,16= 31250

0.707*∗442

*soldadura=2,8mm


60/107

54

'eleccionaos 0n electrodo E11

D%C%L -e< @:#

$ R D #

$ R $eacci6n de la latina en R D #

$I R $eacci6n de la latina en I R 1*F* #

XT R 1*F* #

Las diensiones son seleccionadas del catálogo de ConNT0bo '% de ac0erdo a las

diensiones del e@e calc0ladas.


61/107

55

D%C%L -e P


62/107


63/107

57

+%"$%-%' +E +E'(L%


64/107

58

1%1 CÁLCULO DE LAS FUERZAS QUE ACTAN EN EL MECANISMO PARAALIMENTAR DE PELOTAS DE TENIS A LA MÁQUINA LANZA PELOTAS DETENIS

(ara ee;ar con los cálc0los de los eleentos ecánicos es indisensable I 0Iiortante dar diensiones a eleentosF los c0ales se establecieron con diensionesconocidas /0e es el taa?o de la elota de tenis básicaente todo las diensiones

as0idas están en f0nci6n de este aráetro.

(or otivos de cálc0los I teniendo el criterio de econoi;ar se seleccion6 el al0iniocoo bases ara estas estr0ct0ras.

%l0inio 1NT:

CAaas N (lacas N Barras N T0bos N (erfiles %labre


65/107

59

S /=2800kg /cm2

R 23*2 #2

'e desea /0e caiga 0na bola cada 2 seg0ndosF or lo tanto otro dato seria:

=0,125 rps=π

4

rad

s

=7,5 rpm

+isco ag0@ero:

-asaR 1DF1 gr

∅ & =245mm

∅m=75mm

T0bo:

-asaRFD gr

Triang0lo:

-asaR1F2* gr


66/107

60

-ecaniso giratorio:

m) =2 (159,15 gr )+4 (86,69 gr )+4 (16,24 gr )+4(50 gr)

m) =907,02gr

6) =9,51 N

D%C%L%

& ) =∑ &

& ) =7,708 (0,7 )−4,75 (0,1 )

& ) =4,85 Nm


67/107

61

(ara calc0lar el diáetro Gnio del e@e se 0tili;a la teorGa de la energGa de la distorsi6nF ara e@es generalente se 0sa 0n factor de seg0ridad de 2.

d=( 32 &nπS/ )1/3

d=¿ diáetro Gnio del e@e

& =¿ oento áio

n=¿ factor de seg0ridad

S/=¿ esf0er;o de fl0encia del aterial

d=( 32 &nπS/ )1

3

d=( 32∗4,85∗2π ∗274586200 )

1

3

dmin=9mm

(ar -otor:

6= & ∗

+onde:

(R (otencia del otor

-R -oento total

=¿ !elocidad ang0lar

6= & ∗

6=4,85 Nm∗π

4

rad

s =3,8W

'e b0sca 0n otor red0ctor con revol0ciones ba@as I otencia Gnia de * X.


68/107

62

La relaci6n de transisi6n es :1

'e 0sa 0na banda de sincroni;aci6n ara transitir el oviiento del otor al e@e.

(ara los esesoresF toando en c0enta /0e no está soetido a grandes esf0er;os I /0e eloento es GnioF se revis6 los catálogos I considerando el factor econ6ico se eligi6 elesesor de 1F ara el ecaniso.

Calculo de la Soldadura10

En od0lo se resenta generalente soldad0ras en la estr0ct0ras I ara acolar otroseleentos a la estr0ct0ra rincial.

DCL

10 &icar @unas . Beit /iseo en ingenier)a mecánica e igleitorial +c(raCill 8 eición pag 461.


69/107

63

(riero se calc0la el esf0er;o áio ; c

; c= 6

-

6: 6eso= 6mr=9,81 kg∗9.8 m

s2+60∗0,06

6=99,74 [ N ]

-=50mm∗50mm

-=2500m m2=0.0025m²

; c= 6

-

; c= 24,94 N

0,0025m ²=9,974

kN

m ²


70/107

64

; c=9,974 [ kpsi ]

%cero estr0ct0ral %'T- % &F S /=36 kpsi

(ara Carga de Coresi6n con )ilete:

^ad R .33(K V %

%cero estr0ct0ral %'T- % &F S /=36 kpsi I debido al tio de carga /0e es de

coresi6n I el tio de soldad0ra se escoge 0n esf0er;o erisible .'I

Entonces:

0.60∗36kpsi=0.707∗(11,15 lb$ )∗*∗( 50mm∗50mm25.4² )*=0.71 pulg

*=0.707m=1.8mm

; adm=0.60∗36kpsi=21,6 kpsi


71/107

65

(or lo tanto

; adm=21,6 kpsi>; c=9.974 [ kpsi ]

EntoncesF se 0ede 0tili;ar 0n electrodo E11 de 0n R 10lgF dos asadas.

#ota:

Este cálc0lo es rincialente ara la estr0ct0ra rincial /0e soorta riordialente el eso de las elotas I del ecaniso. +e anera generalF los eleentos /0e vanensablados ediante 0n roceso de soldad0ra tienen 0na f0er;a e/0e?a I s0 f0nci6n rincialente es la de 0nir dos eleentos.

Todo el roceso se lo reali;a con el roceso '-%X.

1%3% CÁLCULO DE LAS FUERZAS QUE ACTAN EN EL MECANISMO PARAGENERAR EL MOVIMIENTO "ORIZONTAL DE LA MÁQUINA LANZAPELOTAS DE TENISConsideraciones:

(ara el análisis de las f0er;as en este ecaniso se divide en * artes ara facilidad decálc0lo.

• La riera arte ertenece a la lancAa s0erior donde será aoIada la estr0ct0ra de

la á/0inaF esta lancAa AoogHnea se considera coo 0na viga aoIada en dos 0ntosF estos 0ntos se enc0entran en donde están 0bicadas las r0edas /0e servirán

de g0Gas ara el giro oscilatorio de la á/0ina. El aterial a 0sar ara la viga es 0nacero estr0ct0ral %'T- %N &.

Cálc0los:

DCL


72/107

66

El eso de la estr0ct0ra de la á/0ina lan;a elota de tenisF sin el ecaniso ara generar el oviiento Aori;ontal aleatorio es de 11lb or lo /0e:

Tabla %ND de aoIos siles: cargas idHnticas del Libro de +ise?o en ngenierGa-ecánica de 'AigleI

+onde:

aR 2 Z[

bR1 Z[

cR * Z[ 6=27.5 lb=12.5 kg

# =12.5kg∗9.8 m

s2

# =122.5[ N ]

&asadel motor= &r=4.1kg

6=12.5 kg

& máx=12.5 kg∗( 100mm−26mm1000 )


73/107

67

& máx=0,925 kg−m

& máx=80.118 lb− pulg

; # =

& máx

S x < [ ; ]

+onde:

& máx : &omento maximo [lb− pulg ]

S x== = = [c m3]

%cero estr0ct0ral %'T- % & F S /=36 kpsi F s0oneos 0n factor de seg0ridad de 2

; # = S /

#S

+onde S / es$uer9o ultimo a latraccion [ kpsi ]

#S : $actor de seguridad

'0ongo 0n factor de seg0ridadR 2R )'

(or lo tanto:

; # = S /

#S=

36

2

; # =18kpsi

S xx=¿80.118 lb− pulg

18kpsi

=4,451 pul g3

-oento estático de 0na lancAa 8referencia en los aneos9

S x=b∗h∗ 9

6[ c m3 ]


74/107

68

2onde: b=630mm

h=32mm

9=16mm

S x=

630

25.4∗32

25.4∗16

25.4

6[ c m3 ]

S x=19,68 pulg3

Sx>Sxx

(or lo tantoF la lancAa soorta el eso de la estr0ct0ra.

• %Aora ara el seg0ndo cálc0lo del ecanisoF la c0al es 0na lancAa /0e soorta el

eso del otor a asos I esta lancAa a s0 ve; está soldada en la base de otra lancAa.

(ara este caso se consider6 /0e va a eistir 0na f0er;a de coresi6n /0e va a e@ercer en la arte s0erior de la lancAa /0e va ser considerada coo 0na viga en voladi;o. %deás /0ese considera el andeo de la viga con la sig0iente condici6n de bordeF el etreo inferior eotrado I el s0erior libre I 6vil.

DCL


75/107

69

)ig. !iga con etreo inferior eotrado I el s0erior libre I 6vil.

6: 6eso delmotor= 6mr=4.1kg∗9.8m

s2

6mr=40,18[ N ]

6cr=π

2 > 5

(k7) ²( >c :10.11% ,esistencia de &ateriales? pag364)

+onde:

7=longitud de la plancha para para estecaso es=2

k =valor de longitud e'uivalente

%cero estr0ct0ral %'T- % & osee 0n ER2Z"(a[


76/107

70

(ara esta viga rectang0lar se osee 0n 5 =b∗h3

12

bR1

AR12 Z[RL

5 =150mm∗(120mm)3

12

5 =56 x10−7[m ]

6cr=π

2 > 5

(k7) ²

6cr=π

2200 x10

9∗56 x10−7

4∗( 1201000 )

2

6cr=5316,03kN

%l ser el (cr Q (soorta la vigaF no eiste ningMn riesgo de falla.

• (ara el tercer caso se anali;a la cAaveta /0e transite el oento al b0@e or arte

del e@e del otor.


77/107

71

El otor a asos /0e se eligi6 osee 0n tor/0e de #N 8catálogo del otor en aneo9

Se :+


78/107

72

Considerando l coo la longit0d de la cAaveta

S/∗0.5ns

= 2 &

2∗l∗b

+e la nora '+#N ara cAaveta de c0?a 8ver en aneos9:

(ara e@es de diáetro de 12 a 13 se recoienda las sig0ientes edidas ara la cAavetade c0?a

b=5mm

h=5mm

Utili;ando el criterio de T$E'C%F alicando a ateriales dMctilesF la longit0d necesaria

ara /0e no rod0;ca falla considerando coeficiente de seg0ridad ns será:

l 34 & ∗ns

2∗b∗S /

%s0ios 0n factor de seg0ridad de 2F ara cAavetas se 0tili;a acero %''%B con'IR**Wsi

Entonces:

l 3 4∗6∗2

0.014∗0.005∗44

l315,58mm

+es0Hs del análisis de los res0ltados obtenidos las caracterGsticas geoHtricas de lacAaveta c0le con los re/0eriientos.


79/107

73

• (ara el c0arto caso se va anali;ar la soldad0ra reali;ada en la laca /0e va a soortar

el eso del otor a aso.

DCL

(riero se calc0la el esf0er;o áio ; c

; c= 6

-

6: 6eso delmotor= 6mr=4.1kg∗9.8 ms2

6mr=40,18[ N ]

-=150mm∗120mm


80/107

74

-=18000m m2=0.018m²

; c= 6mr

-

; c= 40.18 N 3 x10−3m²

=13.3933 kN m ²

; c=13.3933 [ kpsi ]

%cero estr0ct0ral %'T- % &F S /=36 kpsi

(ara Carga de Coresi6n con )ilete:

^ad R .33(K V %

%cero estr0ct0ral %'T- % &F S /=36 kpsi I debido al tio de carga /0e es de

coresi6n I el tio de soldad0ra se escoge 0n esf0er;o erisible .'I

Entonces:

0.60∗36kpsi=0.707∗( 40,18 [lb−$ ]4,448 )∗*∗( 150mm∗120mm25.4² )*=0.12 pulg

*=0.3048 cm=3.04 mm

; adm=0.60∗36kpsi=21,6 kpsi


81/107

75

(or lo tanto

; adm=21,6 kpsi>; c=13.3933 [ kpsi ]

Entonces se 0ede 0tili;ar 0n electrodo E11 de 0n R 10lg.

C6


82/107

76

=15 rev /seg

=15

rev

min∗2π

1 rev ∗1min

60 seg

=1,57rad

seg

'e tiene /0e:

a=2∗r

+onde rR2

a=(1,57 radseg

)2

∗200mm

a=493,48 mm/ s ²

a=0,49348m /s ²

# =m∗a

+onde R 11lbRWg

# =50kg∗0,49348m /s ²

# =24.674 kg∗m /s ²

# =24.674 N

) = # ∗d

+onde dR2R.2

) =24.674 N ∗0,2m

) =4,93 N −m


83/107

77

6=) ∗

6=4,93 N −m∗1,57 rad

seg

6=7.747 Nmseg

6teArica=7.747W

El otor a asos /0e se eligi6 osee 0n tor/0e de #N

) =6 N −m

6=) ∗

6=6 N −m∗1,57 rad

seg

6=9.42 Nm

seg

6real=9.42W

Coo se observa la otencia /0e entrega el otor a asos es de D.*2 X Q a la otencia /0ere/0iere el ecaniso /0e es de 3.3*3 XF or lo /0e el otor elegido c0le con laseigencias /0e resenta el ecaniso.

El Mltio cálc0lo /0e se Aace ara este ecaniso /0e erite el oviiento giratoriooscilante de la á/0ina es considerar otra lancAa de acero estr0ct0ral %'T- % & /0esoorta tres cargas I está aoIada en dos 0ntos.

DCL


84/107

78

a=50,23mm

d=232,5mm

'ecci6n % B

∑V +B=0

, -+ , .=285.18

∑ & +B=0

−50 (50,23 )−40,18 (232,5 )−122,5 (549.77 )+ , .(600)=0


85/107

79

,.=61,49[ N ]

, -=68[ N ]

+ = 61∗0.7=159kg

& -=122.5(0.05023m)[ N ]

& -=6.15 Nm

& máx=7,83 Nm

; # = & máx

S x< [ ; ]

+onde

& máx : &omentomaximo [lb− pulg ]

S x== = = [c m3]

%cero estr0ct0ral %'T- % & F S /=36 kpsi F s0oneos 0n factor de seg0ridad de 2

; # = S /

#S

+onde S / es$uer9o ultimo a latraccion [ kpsi ]


86/107

80

#S $actor de seguridad

'0ongo 0n factor de seg0ridadR 2R )'

(or lo tanto:

; # = S /

#S=36

2

; # =18kpsi

S x=6,83 x10

−3∗86,618

[ pulg3 ]

S x=0,033 pulg3

-6d0lo de la secci6n ara 0na lancAa rectang0lar

S x=b∗h∗ 9

6[ c m3 ]

2onde : b=630mm

h=32mm

9=16mm

S x=

630

25.4∗32

25.4∗16

25.4

6[ c m3 ]


87/107

81

S x=19,68 pulg3

Sx>Sxx

(or lo tantoF la lancAa soorta el eso de la estr0ct0ra I adeás el eso del ecaniso

ara generar el oviiento giratorio.

CAPÍTULO 3%

PROTOCOLO DE PRUEBAS

Con la finalidad de verificar el onta@e I el correcto f0ncionaiento de todos los eleentoscon /0e está constit0ida la á/0ina lan;a elotas de tenis se establece el rotocolo de r0ebas ara la reali;aci6n de 0na serie r0ebas /0e eritan deterinar 0n correctodesee?o de la á/0ina lan;a elotas de tenisF or lo c0al se anali;a los aráetros rinciales del ecaniso

%l reali;ar el doc0ento escrito del rotocolo de r0ebasF este doc0ento erite soeter al rototio a diferentes r0ebas /0e deterinan la fiabilidad del dise?o I la constr0cci6nresectiva.

% contin0aci6n se resentan alg0nos rocesos /0e se deben reali;ar ara verificar lasesecificaciones de la á/0ina lan;a elotas de tenis

3%0% NOMBRE DEL PROCESO ENSAYO 0

O@e'

!erificar en base a las esecificaciones tHcnicas /0e la elota al oento de ser lan;adatenga 0na velocidad inicial Gnia 1WA. I /0e esta salga ediante oviiento arab6licoF cabiando el áng0lo de tiro variar el alcance áioF o a s0 ve; odificandola velocidad inicial de la elota.

D&eJ -e< ?8:es

J0gador

C# -e +:''-+-es

(ara la reali;aci6n del ensaIo 2 se rocede de la sig0iente anera:

• Encender los otores ara /0e las r0edas giren a la velocidad de 13 r

velocidad noinal de los otores.• Encender el otor /0e 0eve la leva /0e está en contacto con el t0bo /0e

direcciona a *S de elevaci6n I áio S de elevaci6n.


88/107

82

• Encender el otor ara alientaci6n de las elotas de tenis.• -ediante 0n fle6etro edir el alcance áio al c0al llegan las elotas de tenis

I de ig0al anera la distancia Gnia a la c0al llega las elotas• %agar todos los otores.

NOTA 'i la elota de tenis llega a los 2* de alcance áio se a verificado /0e salecon 0na velocidad de 1 WA

'i eiste variaci6n de alcance áio de las elotas lan;adas se verifica /0e se Aacabiado el áng0lo de lan;aiento.

E#8+-+s

• (elota de tenis de diensiones estándar • EnergGa elHctrica 811!F ;9F 12!• )le6etro

S+


89/107

83

3%.% NOMBRE DEL PROCESO ENSAYO .

O@e'

(rod0cir efectos en la elota a artir del cabio de velocidades en el tabor

D&eJ -e< ?8:es

J0gador

C# -e +:''-+-es

(ara la reali;aci6n del ensaIo 2 se rocede de la sig0iente anera:

• Conectar el variador de frec0encias en los otores /0e dan oviiento al e@e del

tabor ara obtener diferentes velocidades• Encender los otores ara /0e las r0edas giren a 0na velocidad deendiendo del

cabio de frec0encia 0esto• Encender el otor /0e 0eve la leva /0e está en contacto con el t0bo /0e

direcciona a *S de elevaci6n I áio S de elevaci6n.• -ediante 0n sensor de velocidad 8tac6etro9 0bicado en cada 0na de las r0edas

verificar /0e tengan diferentes velocidades la 0na resecto a la otra.• %agar los otores.

NOTA

- El tabor debe girar coo Gnio a 13 r ara /0e la elota tenga 0n alcanceGnio

- +eende de la diferencia de velocidades de las r0edas I el giro de los tabores ara obtener el efecto del liftado o cortado

E#8+-+s

• !ariador de frec0encia• (elota de tenis de diensiones estándar • EnergGa elHctrica 811!F ;9• 'ensor de velocidad

S+


90/107

84

ESQUEMA

3%2% NOMBRE DEL PROCESO ENSAYO 2

O@e'

-oviiento oscilatorio de la á/0ina en el e@e Aori;ontal resecto al s0elo.

D&eJ -e< ?8:es

N J0gador Entrenador

C# -e +:''-+-es

(ara la reali;aci6n del ensaIo & se rocede de la sig0iente anera:

• Encender el otor a asos /0e genera el oviiento oscilatorio de la á/0inaFadeás alientar I accionar el lan;aiento de las elotas.

• Toar las distancias en donde caen las elotas de tenis resecto a la á/0ina con 0ndistanci6etroF de@ar /0e al enos salgan 2 elotas de tenis ara oder reali;ar lacorobaci6n

• Una ve; toada las distancias con resecto a la á/0ina de cada elotaF secorará las distancias entre la riera elota /0e f0e lan;ada I la seg0nda elota

• Conocida esas distanciasF tanto la de las elotas con resecto a la á/0ina coo ladistancia de la 0na resecto a la otraF se 0ede calc0lar el áng0lo /0e foran abasresecto a la á/0ina.

• %agar el ecaniso

• 'i el áng0lo edido es aIor 2SF entonces eiste oviiento oscilatorio de laá/0ina lan;a elota de tenis.


91/107

85

NOTA 'e debe toar la edida de la distancia de la elota resecto a la á/0ina en el rier 0nto donde Aace contacto la elota con el iso.

E#8+-+s

• (elota de tenis de diensiones estándar

• EnergGa elHctrica 811!F ;9F 12!• +istanci6etro

S+


92/107

86

(ara la reali;aci6n del ensaIo & se rocede de la sig0iente anera:

• Conectar el ecaniso a 0na f0ente de volta@e de 11!

• Encender el ecaniso

• Corobar /0e el ecaniso f0ncione con noralidad

• %agar el ecaniso

NOTA En caso de no f0ncionar con noralidad la á/0ina 0ede ser debido a /0e 0tili;avalores diferentes de volta@e o incl0so 0tilice otro tio de corriente coo es la de +C /0e0tili;an baterGas ara alientar a ciertos ecanisos.

E#8+-+s

• -á/0ina lan;a elota de tenis• EnergGa elHctrica 811!F ;9F 12!

S+


93/107

87

O@e'

Caacidad de alacenaiento de elotas de tenis de a .

D&eJ -e< ?8:es

N THcnico aI0dante

C# -e +:''-+-es(ara la reali;aci6n del ensaIo * se rocede de la sig0iente anera:

• $evisar /0e el otor ara accionar la alientaci6n de las elotas de tenis estHaagado.

• Ubicar en el contenedor de elotas de la á/0inaF 0na elota cada cierto tieo e ircontabili;ándolas.

• Contar las elotas /0e ingresan Aasta /0e lleg0e al toe de s0 caacidad elcontenedor • Corobar /0e el nMero de elotas c0la con las esecificaciones

• $etirar las elotas del contenedor.

NOTA: %seg0rarse de /0e el ecaniso ara alientar las elotas este totalente aagadoIa /0e de lo contrario odrGan generarse accidentes.

E#8+-+s

• Contenedor de la á/0ina lan;a elota de tenis

• EnergGa elHctrica 811!F ;9F 12!

S+


94/107

88

CAPÍTULO 4%5 COSTOS

En el presente apartado se detalla el aspecto económico correspondiente aactividades de construcción, mano de obra, montaje etc. Los siuientes rubros sedetallan a continuación!

4%0% COSTOS DEL MECANISMO PARA REALIZAR MOVIMIENTOOSCILATORIO "ORIZONTAL A LA MÁQUINA LANZA PELOTAS DE TENIS


95/107

89

4%0%0% COSTO DE ELEMENTOS NORMALIZADOS

ELEMENTO ESPECIFICACI

ÓNCANTID

AD

PRECIOUNITARIO($

/u)

PRECIOTOTAL

($)%ernos e anclae /D 13 + 6?1 4 02 08 uercas /D 13 + 6?1 4 013 052

%erno e?agonal +7?6?18 16 025 4 uercas +7 16 017 272

ornillo e auste /D 6914 +7 4 025 1+otor a pasos

controlaor &B5913AA/1 1 3549 3549

oporte el motor %AE4%5 1 25 25@ue /oge 122052 1 65 65

(u)a para llantas Fit 520 1 25 25

&ueas gu)as %/63GH 4 25 100&ueas &3031I2 4 15 60

a"eta /D 6886

5J5J12 1 125 125

TOTAL 63215


96/107

90

4%0%.% COSTOS MANO DE OBRA

+AKLDA&A

CANTIDAD

M&DM AEA/&

M

&&AAE&DAHA

NAEEA ME/A/L

&A

+A&N/

&A/M

/M@EA/M&A / L@M

M%&A&M

(D&AE TOT

AL

MM+

8 6 5 4 20 40 8 2

%NA a

ntL/

ant

L/

ant L/ a

ntL/

ant

L/ an

tL/

ant L

/an

tL/

L/

%lancarectangular uperior

1 0 0 07

5 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 05 4 85

%lancarectangula

r nerior

1 0 0 07

5 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

025

2 65

%lancarectangular soporte

1 0 0 025

15 0 0 0 0 01 2 0 0 0 0 05 4 75

TOTAL 0 0 17

5105

0 0 0 0 01 2 0 0 0 0 12

5 10 225


97/107

91


98/107

92

4%0%2% COSTO MATERIAL

%NA %lancas e aceroA+ 36 /%A

TOTAL

MM LDA&M 6894

AD. L/%lanca rectangular

superior 1 6894 6894

%lanca rectangularinerior

1 6894 6894

%lanca rectangular

soporte 1 6894 6894

TOTAL 025 20682 20682

4%0%1% COSTO DE FABRICACIÓN DEL MECANISMO PARA REALIZAR MOVIMIENTO OSCILATORIO "ORIZONTAL A LA MÁQUINA LANZAPELOTAS DE TENIS

&L@&MHAEM&!O#

E+DM DM&+AENA/M 63215+ADM / M@&A 225

+A&AE 20682L@MAE 1 86147+%&HM !10P# 86147

TOTAL 947,617


99/107

93

4%.% COSTOS DEL SISTEMA DE PIVOTE PARA VARIAR EL ANGULO DE TIRO

4%.%0 COSTOS DE ELEMENTOS NORMALIZADOS

ELEMENTO ESPECIFICA

CIÓNCANTID

AD

PRECIOUNITARIO($

/u)

PRECIOTOTAL

($)

%ernos e anclae/D 13 +

8?1 4 02 08

uercas /D 13 +8?1

4 013 052

+otor / 12 H 330018 1 288 288

Anillo e seguriae?terno para ees

/D 471/25mm

2 04 08

TOTAL 3092


100/107

94

4%.%.% COSTOS MANO DE OBRA

+AKLDA&A

CANTIDAD

M&DM AEA/

&M

&&AAE&DAHA

NAEEA ME/A/

L&A

+A&N/

&A/M

/M@EA/M&A / L@M

M%&A&M(D&AE TOT

AL

MM +8 6 5 4 20 40 8 2

%NA a

ntL/

ant

L/

ant L

/an

tL/

ant

L/

ant

L/

ant

L/

ant L/ L/

L@M/&MDA

/M&1

0 0 0 0 05 25 0 0 05 10 1 40 05 4 05 4 605

%HM 22 16

025

15 025

125 0 0 025 5 0 0 0 0 05 4 555

@MD 205 4 0 0 025

125 0 0 01 2 0 0 0 0 05 4 225

%EADA 2 0 0 05 3 0 0 025 1 01 2 0 0 0 0 05 4 20%&GE

M%M& 1

0 0 05 3 05 25 0 0 0 0 0 0 0 0 05 4 95

EHA 1 3 24 05 3 05 25 0 0 0 0 0 0 0 0 05 4 335TOTAL

8 64 25 15 25125 05 2 14 28 1 40 0 4 45 36

2015


101/107

95

4%.%2% COSTO MATERIAL

%NA

L@M

&LL&AE A 36/Q70mm

!OIm#

A&M

A A-1010/Q35mm

!OIBg#

L@M

A&M AA 1010/Q25mm

!OIm#

A&MA+-A36!OIFg#

&&MGLD//M &AA/M

&+ !OIBg# TOTAL

MMLDA&

M45 35 3 3 4

AD. L/ AD. L/ AD. L/ AD. L/ AD. L/ L@M/&.

025 112

5 0 0 0 0 0 0 0 0 1125

%HM

0 0 14 49 0 0 0 0 0 0 49

@MRD 0 0 0 0 033 099 0 0 0 0 099%EAD

A0 0 0 0 0 0 017 051 0 0 051

EHA 0 0 0 0 0 0 0 0 007 028 028

TOTAL 025 112

5 14 49 033 099 017 051 007 028 781

4%.%1% COSTO DE FABRICACIÓN DEL SISTEMA DE PIVOTE PARA VARIAR ELANGULO DE TIRO

&L@&MHAEM&!O#

E+DM DM&+AENA/M 3092+ADM / M@&A 2015+A&AE 781L@MAE 1 24023+%&HM !10P# 24023

TOTAL 264,25


102/107

96

4%2% COSTOS DE LE ESTRUCTURA Y DEL SISTEMA DE IMPULSAR LAPELOTA

4%2%0% COSTOS DE ELEMENTOS NORMALIZADOS

ELEMENTO ESPECIFICA

CIÓNCANTID

AD

PRECIOUNITARIO($

/u)

PRECIOTOTAL

($)%ernos e anclae +16?3?40 8 075 6

uercas +16 8 016 128Aranelas +25 8 0.1 08

umacera "#F $1% 4 115.7 4628+otor el,ctrico

monoásico 0.25%1425&%+

350028 2 1708 3416

Anillo e seguriae?terno para ees

/D 471/15mm

12 023 08

TOTAL 81328


103/107

97


+AKLDA&A

CANTIDAD

M&DM

AEA/&M

&&AAE&DAHA

G&A/M

ME/A/L&A

M%&A&M

(D&AE TOTAL

MM+ 8 6 5 6.5 20 2

%NAant

L/

ant

L/

ant

L/ an

tL/

ant

L/

ant L

/ L/

A+@M& 2 1 8 0 0 0 0 05 325 05 10 05 4 505

22

16 0 0 0 0

025

163 0 0 05 4 4326

@A+MM&

20 0 05 3

05 25 0 0

025 5 05 4 21

%EADA 40 0 0 0

025

125 0 0

025 5 05 4 125

(&ADmQ4 *Q17

41 8 0 0 0 0 1 65 0 0 05 4 74

TOTAL 2012

6


%NA

L@M&LL&AE A 36/Q70mm

!OIm#

A&M

A A-1010

/Q35mm!OIBg#

L@MA&M

A A1010

/Q25mm!OIm#

A&MA+-A36

!OIFg#

&&MGLD//M &AA/M

&+!OIBg#

TOTAL

45 35 3 3 4

MMLDA&M

AD. L

/AD .

L/

AD.

L/

AD.

L/

AD.

L/

0 0 0 0 0 0 0 0 2 8 8

A+@M& 0 0 25 87

5 0 0 0 0 0 0 875

0 0 0 0 0 0 1 3 0 0 3@A

+MM& 0 0 0 0 0 0 1 3 0 0 3

%EADA 0 0 0 0 0 0 05 15 0 0 15


104/107

98

&LL&A

3 9 0 0 0 0 0 0 0 0 9

TOTAL 332

5

4%2%1% COSTO DE FABRICACIÓN DE LA ESTRUCTURA Y DEL SISTEMAIMPULSAR PELOTA

&L@&M HAEM&!O#E+DM DM&+AENA/M 81328+ADM / M@&A 20126+A&AE 3325L@MAE 1 104779+%&HM !10P# 10477

TOTAL 1152,56

4%1% COSTOS DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN


105/107

99

4%1%0 COSTOS DE ELEMENTOS NORMALIZADOS

E+DM %GA

MDAD/A

/

%&MLDA&M

!OIu#

%&M MAE

!O#&oamiento nsF 6801@ 2 16 32

@ana 1 8 8%erno-tuerca 1I2 S 1-1I2 10 049 49&ueas (iratorias 420( 4 159 636%erTl uarao A+ A-500 1 255 255%erTl reono iam 75 mm 1 35 35

TOTAL 11176


+AKLDA&A

CANTIDAD

M&DM AEA/&M&&A

AE&DAHA

ME/A/L&A

/M@EA/M&A / L@M

M%&A&M

(D&AE TOTAL

MM+ 8 6 5 20 8 2

%NA an

tL/

ant

L/

ant L/ ant L/ ant L/ an

tL/

L/

e 2 1 8 0 0 05 25 05 10 0 0 05 4 49%erTl

uarao 2

0 002

5 15 1 5 1 20 0 0 05 4 61%erTl

&eono 2

0 0 0 0 05 25 0 0 05 4 05 4 21 ubos 4 05 4 0 0 1 5 1 20 0 0 05 4 132

&ecipiente 2 0 0 05 3 1 5 01 2 0 0 05 4 28 ornillo

sin)n 1 2 16 05 3 0 0 0 0 0 0 0 19

oportes 10 0

025 15 1 5 025 5 0 0 05 4 155

/iscos 1 0 0 0 0 0 0 05 10 0 0 05 4 14

TOTAL 2 48

175

135 11 55 795 159 1 8 7 56 3395


%NA Acero A36 Aluminio electroo

6011 U 1I8V MAE

MM

LDA&M 13 !OIm# 404 !OIFg# 25 !OIFg#

ant. L/ ant. L/ ant. L/e 08 104 0 0 1 25 129

%lanca 0 0 125 505 1 25 53oportes 0 0 0 0 1 25 25 MAE 08 104 125 505 3 75 684


106/107

100

4%1%1% COSTO DE FABRICACIÓN DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

&L@&MHAEM&!O#

E+DM DM&+AENA/M 26176+ADM / M@&A 3395

+A&AE 684L@MAE 1 66966+%&HM !10P# 6696

TOTAL 76,62

4%3% COSTO TOTAL DE LA MÁQUINA

osto el mecanismo e mo"imiento oscilatorioori*ontal

947617

osto el mecanismo para "ariar en ángulo e giro 264253osto e la estructura 115256

osto el mecanismo e alimentación 73662SU!TOTAL ($) 310105

osto e montae !10P# 310105

osto e iseo !10P# 310105Ltilia !15P# 4651575

COSTO TOTAL DE LA M"#UINA ($) 4186417

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&ara la estimación del costo de comercialización de la m'(uina se )a considerado uncosto adicional correspondiente a los recursos invertidos en el montaje de todos lossistemas, se )a considerado un valor del 1+. ambin se considera (ue el costo dediseo es del 1+ / la utilidad a obtener del 10+. l observar el valor obtenido para lacomercialización de la m'(uina lanza pelotas de tenis, se llea a la conclusión de (ueeste es un valor aceptable en comparación con los valores de este tipo de m'(uinasen el mercado nacional e internacional.


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Maquina Lanza Pelotas Fin

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