Màquina de llançar plats per al tir olímpic

Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 1 Resum Aquest volum conté annexos que donen suport al contingut de la memòria del Projecte Final de Carrera. Quant a continguts, hi ha un extracte de la normativa vigent on s’especifiquen aquelles característiques dels fossats de tir i del reglament de l’esport que estan íntimament lligades amb les prestacions de la màquina objecte. També s’hi adjunta un document relatiu al vol del plat que, tot i no ser objecte d’estudi d’aquest projecte, té l’interès d’estar relacionat amb la funció de la màquina, és la continuació del moviment que genera la màquina. Hi ha un capítol de càlculs que suporta el dimensionament dels components i ajuda a justificar les decisions de disseny emprades. I finalment hi ha l’estudi econòmic (pressupost). Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 3 Sumari Resum ................................................................................................................................... 1 Sumari ................................................................................................................................... 3 A Normativa per a les galeries i instal·lacions de tir ........................................................... 5 A.1 Normes generals dels camps de tir al plat ............................................................... 5 A.2 Especificacions de les instal·lacions de fossat ......................................................... 5 A.3 Especificacions de les instal·lacions de fossat doble ............................................... 8 B Esquemes de configuració al fossat .............................................................................. 11 C Vol del plat .................................................................................................................... 19 D Càlculs .......................................................................................................................... 20 D.1 Accionament del braç ............................................................................................ 20 D.2 Moviment “lliure” del braç ....................................................................................... 30 D.3 Mecanisme de gir unidireccional ............................................................................ 37 D.4 Unió arbre-botó braç .............................................................................................. 39 D.4.1 Unió per pinçament amb botó semipartit ......................................................... 39 D.4.2 Unió per estriat de perfil envoltant .................................................................. 40 D.5 Unió botó braç-braç ............................................................................................... 41 D.6 Rodament superior ................................................................................................ 43 D.7 Unió arbre-manovella............................................................................................. 44 D.8 Unió manovella-eix biela ........................................................................................ 47 D.9 Recàrrega del braç ................................................................................................ 50 D.10 Selecció de motor i transmissió ............................................................................. 53 Pàg. 4 Màquina de llançar plats per al tir olímpic F Pressupost .................................................................................................................... 57 F.1 Condicionants ........................................................................................................ 57 F.2 Cost del producte acabat ....................................................................................... 57 F.3 Planificació de resultats ......................................................................................... 59 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 5 A Normativa per a les galeries i instal·lacions de tir A.1 Normes generals dels camps de tir al plat Segons el reglament tècnic: A.2 Especificacions de les instal·lacions de fossat Segons el reglament tècnic: Pàg. 6 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 7 Pàg. 8 Màquina de llançar plats per al tir olímpic A.3 Especificacions de les instal·lacions de fossat doble Segons el reglament tècnic: Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 9 Pàg. 16 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 17 Pàg. 18 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 19 C Vol del plat Tot i que no és objecte d’estudi en aquest PFC, s’adjunta aquí un document elaborat a la Universitat de Tecnologia (Sidney, Austràlia) on descriu el model de la dinàmica de vol d’un disc (tipus “Frisbee”) i una simulació: Pàg. 20 Màquina de llançar plats per al tir olímpic D Càlculs D.1 Accionament del braç La solució numèrica ampliada és: t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad]  [m/s2]  [m/s] x [m] v [m/s] Dir. [°] Τ [Nm] ψ [°] 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,235 0,00 -90,00 15,84 0,00 0,0005 146,66 0,07 0,00 1,18 0,00 0,235 0,02 -91,96 15,84 0,00 0,001 146,75 0,15 0,00 1,18 0,00 0,235 0,03 -91,95 15,86 0,01 0,0015 146,90 0,22 0,00 1,18 0,00 0,235 0,05 -91,95 15,87 0,01 0,002 147,11 0,29 0,00 1,19 0,00 0,235 0,07 -91,94 15,90 0,02 0,0025 147,39 0,37 0,00 1,19 0,00 0,235 0,09 -91,93 15,93 0,03 0,003 147,72 0,44 0,00 1,20 0,00 0,235 0,10 -91,92 15,97 0,04 0,0035 148,12 0,52 0,00 1,21 0,00 0,235 0,12 -91,91 16,01 0,05 0,004 148,57 0,59 0,00 1,22 0,00 0,235 0,14 -91,90 16,06 0,07 0,0045 149,09 0,66 0,00 1,23 0,01 0,235 0,16 -91,89 16,12 0,09 0,005 149,67 0,74 0,00 1,25 0,01 0,235 0,17 -91,87 16,19 0,11 0,0055 150,31 0,81 0,00 1,26 0,01 0,235 0,19 -91,85 16,26 0,13 0,006 151,01 0,89 0,00 1,28 0,01 0,235 0,21 -91,83 16,34 0,16 0,0065 151,78 0,96 0,00 1,29 0,01 0,235 0,23 -91,81 16,42 0,18 0,007 152,60 1,04 0,00 1,31 0,01 0,235 0,24 -91,79 16,51 0,21 0,0075 153,50 1,12 0,00 1,34 0,01 0,235 0,26 -91,77 16,61 0,24 0,008 154,45 1,19 0,00 1,36 0,01 0,235 0,28 -91,74 16,72 0,28 0,0085 155,47 1,27 0,01 1,38 0,01 0,235 0,30 -91,71 16,83 0,31 0,009 156,55 1,35 0,01 1,41 0,01 0,235 0,32 -91,69 16,95 0,35 0,0095 157,70 1,43 0,01 1,44 0,01 0,235 0,34 -91,65 17,08 0,39 0,01 158,91 1,51 0,01 1,47 0,01 0,235 0,35 -91,62 17,21 0,43 0,0105 160,19 1,59 0,01 1,50 0,01 0,235 0,37 -91,59 17,36 0,48 0,011 161,53 1,67 0,01 1,53 0,01 0,235 0,39 -91,55 17,50 0,53 0,0115 162,94 1,75 0,01 1,57 0,02 0,235 0,41 -91,51 17,66 0,58 0,012 164,42 1,83 0,01 1,61 0,02 0,235 0,43 -91,47 17,82 0,63 0,0125 165,96 1,91 0,01 1,65 0,02 0,235 0,45 -91,43 17,99 0,68 0,013 167,57 2,00 0,01 1,69 0,02 0,235 0,47 -91,39 18,17 0,74 0,0135 169,26 2,08 0,01 1,73 0,02 0,235 0,49 -91,35 18,36 0,80 0,014 171,01 2,17 0,01 1,78 0,02 0,235 0,51 -91,30 18,55 0,86 0,0145 172,83 2,25 0,02 1,83 0,02 0,235 0,53 -91,25 18,75 0,92 0,015 174,73 2,34 0,02 1,88 0,02 0,235 0,55 -91,20 18,96 0,99 0,0155 176,69 2,43 0,02 1,93 0,02 0,235 0,57 -91,15 19,18 1,06 0,016 178,73 2,52 0,02 1,99 0,02 0,235 0,59 -91,09 19,41 1,13 0,0165 180,84 2,61 0,02 2,05 0,02 0,235 0,61 -91,04 19,64 1,20 0,017 183,03 2,70 0,02 2,11 0,03 0,235 0,63 -90,98 19,88 1,28 0,0175 185,29 2,79 0,02 2,18 0,03 0,235 0,66 -90,92 20,13 1,36 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 21 t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad]  [m/s2]  [m/s] x [m] v [m/s] Dir. [°] Τ [Nm] ψ [°] 0,018 187,63 2,88 0,03 2,25 0,03 0,235 0,68 -90,86 20,39 1,44 0,0185 190,04 2,98 0,03 2,32 0,03 0,235 0,70 -90,79 20,65 1,52 0,019 192,53 3,07 0,03 2,39 0,03 0,235 0,72 -90,73 20,93 1,61 0,0195 195,11 3,17 0,03 2,47 0,03 0,235 0,75 -90,66 21,21 1,70 0,02 197,76 3,27 0,03 2,55 0,03 0,235 0,77 -90,59 21,51 1,79 0,0205 200,49 3,37 0,03 2,64 0,03 0,235 0,79 -90,52 21,81 1,89 0,021 203,31 3,47 0,03 2,73 0,03 0,235 0,82 -90,44 22,12 1,99 0,0215 206,20 3,57 0,04 2,82 0,04 0,235 0,84 -90,37 22,44 2,09 0,022 209,19 3,68 0,04 2,92 0,04 0,235 0,87 -90,29 22,77 2,19 0,0225 212,25 3,78 0,04 3,02 0,04 0,235 0,89 -90,21 23,11 2,30 0,023 215,41 3,89 0,04 3,13 0,04 0,235 0,92 -90,12 23,45 2,41 0,0235 218,65 4,00 0,04 3,24 0,04 0,235 0,94 -90,04 23,81 2,53 0,024 221,98 4,11 0,05 3,36 0,04 0,235 0,97 -89,95 24,18 2,64 0,0245 225,41 4,22 0,05 3,48 0,05 0,235 0,99 -89,86 24,56 2,76 0,025 228,92 4,33 0,05 3,60 0,05 0,235 1,02 -89,77 24,94 2,89 0,0255 232,53 4,45 0,05 3,73 0,05 0,236 1,05 -89,67 25,34 3,01 0,026 236,23 4,57 0,05 3,87 0,05 0,236 1,08 -89,57 25,75 3,14 0,0265 240,03 4,69 0,06 4,01 0,05 0,236 1,10 -89,47 26,17 3,28 0,027 243,92 4,81 0,06 4,16 0,06 0,236 1,13 -89,37 26,60 3,41 0,0275 247,92 4,93 0,06 4,32 0,06 0,236 1,16 -89,27 27,04 3,55 0,028 252,01 5,06 0,06 4,48 0,06 0,236 1,19 -89,16 27,49 3,70 0,0285 256,21 5,18 0,07 4,65 0,06 0,236 1,22 -89,05 27,95 3,84 0,029 260,51 5,31 0,07 4,83 0,06 0,236 1,25 -88,93 28,43 3,99 0,0295 264,91 5,44 0,07 5,01 0,07 0,236 1,28 -88,82 28,91 4,15 0,03 269,43 5,58 0,08 5,20 0,07 0,236 1,32 -88,70 29,41 4,31 0,0305 274,05 5,71 0,08 5,40 0,07 0,236 1,35 -88,58 29,92 4,47 0,031 278,78 5,85 0,08 5,61 0,07 0,236 1,38 -88,45 30,44 4,64 0,0315 283,62 5,99 0,08 5,83 0,08 0,236 1,42 -88,33 30,98 4,81 0,032 288,58 6,14 0,09 6,05 0,08 0,236 1,45 -88,20 31,52 4,98 0,0325 293,65 6,28 0,09 6,29 0,08 0,236 1,48 -88,06 32,08 5,16 0,033 298,84 6,43 0,09 6,53 0,09 0,236 1,52 -87,93 32,66 5,34 0,0335 304,15 6,58 0,10 6,79 0,09 0,236 1,56 -87,79 33,24 5,53 0,034 309,58 6,73 0,10 7,05 0,09 0,236 1,59 -87,64 33,84 5,72 0,0345 315,14 6,89 0,10 7,33 0,10 0,236 1,63 -87,50 34,45 5,92 0,035 320,82 7,05 0,11 7,62 0,10 0,236 1,67 -87,35 35,08 6,12 0,0355 326,62 7,21 0,11 7,92 0,10 0,236 1,71 -87,19 35,72 6,32 0,036 332,56 7,38 0,11 8,24 0,11 0,236 1,75 -87,04 36,38 6,53 0,0365 338,63 7,55 0,12 8,56 0,11 0,236 1,79 -86,88 37,05 6,75 0,037 344,83 7,72 0,12 8,91 0,12 0,236 1,83 -86,71 37,73 6,97 0,0375 351,16 7,89 0,13 9,26 0,12 0,236 1,87 -86,55 38,43 7,19 0,038 357,64 8,07 0,13 9,63 0,13 0,237 1,91 -86,38 39,14 7,42 0,0385 364,25 8,25 0,13 10,02 0,13 0,237 1,96 -86,20 39,87 7,66 0,039 371,01 8,43 0,14 10,42 0,14 0,237 2,00 -86,02 40,62 7,90 Pàg. 22 Màquina de llançar plats per al tir olímpic t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad]  [m/s2]  [m/s] x [m] v [m/s] Dir. [°] Τ [Nm] ψ [°] 0,0395 377,91 8,62 0,14 10,84 0,14 0,237 2,05 -85,84 41,38 8,14 0,04 384,95 8,81 0,15 11,27 0,15 0,237 2,09 -85,65 42,16 8,39 0,0405 392,15 9,01 0,15 11,73 0,15 0,237 2,14 -85,46 42,95 8,65 0,041 399,50 9,21 0,16 12,20 0,16 0,237 2,19 -85,27 43,76 8,91 0,0415 407,00 9,41 0,16 12,69 0,17 0,237 2,24 -85,07 44,59 9,18 0,042 414,66 9,61 0,16 13,21 0,17 0,237 2,29 -84,87 45,44 9,45 0,0425 422,47 9,82 0,17 13,74 0,18 0,237 2,34 -84,66 46,30 9,73 0,043 430,45 10,04 0,17 14,30 0,19 0,237 2,39 -84,45 47,18 10,02 0,0435 438,59 10,25 0,18 14,88 0,19 0,237 2,44 -84,23 48,08 10,31 0,044 446,89 10,48 0,19 15,49 0,20 0,238 2,50 -84,01 49,00 10,61 0,0445 455,36 10,70 0,19 16,12 0,21 0,238 2,55 -83,78 49,94 10,91 0,045 464,01 10,93 0,20 16,77 0,22 0,238 2,61 -83,55 50,89 11,22 0,0455 472,82 11,17 0,20 17,46 0,23 0,238 2,67 -83,32 51,86 11,54 0,046 481,81 11,41 0,21 18,17 0,23 0,238 2,72 -83,07 52,86 11,87 0,0465 490,98 11,65 0,21 18,91 0,24 0,238 2,78 -82,83 53,87 12,20 0,047 500,33 11,90 0,22 19,69 0,25 0,238 2,85 -82,58 54,91 12,54 0,0475 509,86 12,15 0,22 20,49 0,26 0,238 2,91 -82,32 55,96 12,88 0,048 519,58 12,41 0,23 21,33 0,27 0,238 2,97 -82,06 57,04 13,24 0,0485 529,49 12,67 0,24 22,21 0,29 0,239 3,04 -81,79 58,13 13,60 0,049 539,58 12,94 0,24 23,12 0,30 0,239 3,10 -81,52 59,25 13,97 0,0495 549,87 13,21 0,25 24,07 0,31 0,239 3,17 -81,24 60,39 14,34 0,05 560,35 13,49 0,26 25,06 0,32 0,239 3,24 -80,95 61,55 14,73 0,0505 571,03 13,77 0,26 26,09 0,33 0,239 3,31 -80,66 62,73 15,12 0,051 581,91 14,06 0,27 27,16 0,35 0,239 3,38 -80,37 63,93 15,52 0,0515 592,99 14,36 0,28 28,28 0,36 0,240 3,46 -80,06 65,16 15,93 0,052 604,27 14,66 0,29 29,45 0,38 0,240 3,53 -79,75 66,41 16,34 0,0525 615,76 14,96 0,29 30,66 0,39 0,240 3,61 -79,44 67,68 16,77 0,053 627,45 15,27 0,30 31,93 0,41 0,240 3,69 -79,11 68,98 17,20 0,0535 639,36 15,59 0,31 33,25 0,42 0,240 3,77 -78,78 70,30 17,65 0,054 651,48 15,91 0,32 34,62 0,44 0,241 3,85 -78,45 71,64 18,10 0,0545 663,81 16,24 0,32 36,05 0,46 0,241 3,94 -78,10 73,01 18,56 0,055 676,35 16,58 0,33 37,54 0,48 0,241 4,02 -77,75 74,41 19,04 0,0555 689,12 16,92 0,34 39,10 0,49 0,241 4,11 -77,39 75,82 19,52 0,056 702,10 17,27 0,35 40,72 0,51 0,242 4,20 -77,03 77,26 20,01 0,0565 715,30 17,62 0,36 42,40 0,54 0,242 4,30 -76,65 78,73 20,51 0,057 728,72 17,99 0,37 44,16 0,56 0,242 4,39 -76,27 80,22 21,02 0,0575 742,36 18,35 0,38 45,99 0,58 0,242 4,49 -75,88 81,74 21,55 0,058 756,22 18,73 0,39 47,90 0,60 0,243 4,58 -75,49 83,28 22,08 0,0585 770,31 19,11 0,39 49,89 0,63 0,243 4,69 -75,08 84,85 22,62 0,059 784,62 19,50 0,40 51,96 0,65 0,243 4,79 -74,67 86,44 23,18 0,0595 799,16 19,90 0,41 54,12 0,68 0,244 4,90 -74,24 88,06 23,75 0,06 813,92 20,30 0,42 56,37 0,71 0,244 5,00 -73,81 89,71 24,32 0,0605 828,90 20,71 0,43 58,72 0,74 0,244 5,11 -73,37 91,38 24,91 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 23 t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad]  [m/s2]  [m/s] x [m] v [m/s] Dir. [°] Τ [Nm] ψ [°] 0,061 844,10 21,13 0,45 61,16 0,77 0,245 5,23 -72,92 93,07 25,52 0,0615 859,53 21,56 0,46 63,71 0,80 0,245 5,34 -72,46 94,79 26,13 0,062 875,18 21,99 0,47 66,36 0,83 0,246 5,46 -71,99 96,54 26,76 0,0625 891,04 22,44 0,48 69,13 0,87 0,246 5,59 -71,52 98,32 27,40 0,063 907,13 22,89 0,49 72,01 0,90 0,246 5,71 -71,03 100,12 28,05 0,0635 923,43 23,34 0,50 75,02 0,94 0,247 5,84 -70,53 101,94 28,71 0,064 939,95 23,81 0,51 78,15 0,98 0,247 5,97 -70,02 103,79 29,39 0,0645 956,67 24,29 0,53 81,41 1,02 0,248 6,10 -69,50 105,67 30,08 0,065 973,60 24,77 0,54 84,81 1,06 0,248 6,24 -68,97 107,56 30,79 0,0655 990,74 25,26 0,55 88,36 1,10 0,249 6,38 -68,43 109,49 31,51 0,066 1008,07 25,76 0,56 92,05 1,15 0,249 6,53 -67,87 111,44 32,24 0,0665 1025,60 26,27 0,58 95,90 1,19 0,250 6,68 -67,31 113,41 32,99 0,067 1043,32 26,79 0,59 99,92 1,24 0,251 6,83 -66,73 115,40 33,75 0,0675 1061,21 27,32 0,60 104,10 1,29 0,251 6,99 -66,14 117,42 34,53 0,068 1079,29 27,85 0,62 108,46 1,35 0,252 7,15 -65,54 119,46 35,32 0,0685 1097,53 28,40 0,63 113,01 1,40 0,253 7,31 -64,93 121,52 36,13 0,069 1115,93 28,95 0,65 117,75 1,46 0,253 7,48 -64,31 123,61 36,96 0,0695 1134,48 29,52 0,66 122,69 1,52 0,254 7,65 -63,67 125,71 37,80 0,07 1153,18 30,09 0,67 127,84 1,58 0,255 7,83 -63,01 127,83 38,65 0,0705 1172,00 30,67 0,69 133,21 1,65 0,256 8,02 -62,35 129,97 39,53 0,071 1190,95 31,26 0,71 138,81 1,72 0,257 8,20 -61,67 132,13 40,42 0,0715 1210,00 31,86 0,72 144,65 1,79 0,257 8,40 -60,98 134,30 41,33 0,072 1229,15 32,47 0,74 150,73 1,86 0,258 8,60 -60,27 136,48 42,25 0,0725 1248,37 33,09 0,75 157,08 1,94 0,259 8,80 -59,55 138,68 43,19 0,073 1267,66 33,72 0,77 163,69 2,02 0,260 9,01 -58,81 140,90 44,15 0,0735 1286,99 34,36 0,79 170,59 2,10 0,261 9,23 -58,05 143,12 45,13 0,074 1306,36 35,01 0,81 177,78 2,19 0,262 9,45 -57,29 145,35 46,13 0,0745 1325,73 35,67 0,82 185,27 2,28 0,264 9,68 -56,50 147,59 47,15 0,075 1345,09 36,34 0,84 193,09 2,38 0,265 9,91 -55,70 149,83 48,18 0,0755 1364,41 37,02 0,86 201,24 2,48 0,266 10,15 -54,88 152,07 49,24 0,076 1383,68 37,71 0,88 209,74 2,58 0,267 10,40 -54,05 154,32 50,31 0,0765 1402,86 38,41 0,90 218,61 2,69 0,269 10,66 -53,20 156,56 51,41 0,077 1421,93 39,11 0,92 227,85 2,80 0,270 10,93 -52,33 158,79 52,52 0,0775 1440,86 39,83 0,94 237,49 2,92 0,271 11,20 -51,44 161,02 53,65 0,078 1459,61 40,56 0,96 247,54 3,04 0,273 11,48 -50,54 163,24 54,81 0,0785 1478,15 41,29 0,98 258,02 3,17 0,274 11,77 -49,62 165,44 55,99 0,079 1496,45 42,04 1,00 268,94 3,30 0,276 12,07 -48,68 167,62 57,18 0,0795 1514,46 42,79 1,02 280,34 3,44 0,278 12,37 -47,72 169,79 58,40 0,08 1532,13 43,55 1,04 292,22 3,58 0,280 12,69 -46,74 171,92 59,64 0,0805 1549,43 44,32 1,06 304,60 3,73 0,281 13,02 -45,74 174,02 60,91 0,081 1566,31 45,10 1,09 317,52 3,89 0,283 13,36 -44,72 176,09 62,19 0,0815 1582,70 45,89 1,11 330,99 4,05 0,285 13,71 -43,68 178,11 63,50 0,082 1598,55 46,69 1,13 345,02 4,22 0,287 14,07 -42,62 180,08 64,83 Pàg. 24 Màquina de llançar plats per al tir olímpic t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad]  [m/s2]  [m/s] x [m] v [m/s] Dir. [°] Τ [Nm] ψ [°] 0,0825 1613,79 47,49 1,16 359,66 4,39 0,290 14,44 -41,53 182,00 66,19 0,083 1628,37 48,30 1,18 374,91 4,58 0,292 14,82 -40,43 183,86 67,56 0,0835 1642,20 49,12 1,20 390,81 4,77 0,294 15,22 -39,31 185,64 68,96 0,084 1655,21 49,95 1,23 407,37 4,97 0,297 15,63 -38,16 187,35 70,39 0,0845 1667,31 50,78 1,25 424,64 5,18 0,299 16,05 -36,99 188,97 71,83 0,085 1678,41 51,61 1,28 442,62 5,40 0,302 16,49 -35,80 190,49 73,30 0,0855 1688,41 52,46 1,31 461,35 5,63 0,305 16,94 -34,59 191,90 74,80 0,086 1697,21 53,30 1,33 480,85 5,86 0,308 17,41 -33,35 193,20 76,32 0,0865 1704,69 54,15 1,36 501,16 6,11 0,311 17,89 -32,09 194,36 77,86 0,087 1710,73 55,01 1,39 522,29 6,36 0,314 18,39 -30,81 195,37 79,43 0,0875 1715,20 55,86 1,41 544,28 6,63 0,317 18,91 -29,51 196,22 81,03 0,088 1717,97 56,72 1,44 567,15 6,91 0,320 19,45 -28,18 196,90 82,64 0,0885 1718,90 57,58 1,47 590,92 7,20 0,324 20,00 -26,82 197,38 84,29 0,089 1717,83 58,44 1,50 615,63 7,51 0,328 20,57 -25,45 197,65 85,95 0,0895 1714,61 59,30 1,53 641,29 7,82 0,332 21,16 -24,05 197,70 87,64 0,09 1709,09 60,16 1,56 667,93 8,15 0,336 21,77 -22,62 197,50 89,36 0,0905 1701,10 61,01 1,59 695,56 8,49 0,340 22,40 -21,18 197,03 91,10 0,091 1690,48 61,86 1,62 724,21 8,85 0,344 23,05 -19,70 196,27 92,86 0,0915 1677,08 62,70 1,65 753,88 9,22 0,349 23,73 -18,21 195,21 94,65 0,092 1660,74 63,53 1,68 784,60 9,60 0,353 24,42 -16,69 193,83 96,47 0,0925 1641,33 64,35 1,72 816,37 10,01 0,358 25,14 -15,15 192,10 98,30 0,093 1618,70 65,17 1,75 849,20 10,42 0,364 25,88 -13,59 190,01 100,16 0,0935 1592,76 65,97 1,78 883,09 10,86 0,369 26,65 -12,00 187,54 102,05 0,094 1563,40 66,76 1,81 918,03 11,31 0,374 27,44 -10,39 184,69 103,95 0,0945 1530,59 67,53 1,85 954,03 11,78 0,380 28,25 -8,76 181,43 105,88 0,095 1494,28 68,28 1,88 991,06 12,27 0,386 29,10 -7,11 177,76 107,83 0,0955 1454,49 69,02 1,92 1029,13 12,78 0,393 29,96 -5,44 173,69 109,80 0,096 1411,28 69,73 1,95 1068,19 13,30 0,399 30,86 -3,75 169,20 111,79 0,0965 1364,75 70,43 1,99 1108,24 13,85 0,406 31,78 -2,03 164,31 113,80 0,0971 1304,74 71,22 2,03 1157,56 14,53 0,415 32,92 0,05 157,93 116,24 Taula D.1 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 25 L’evolució gràfica del parell és la següent: Gràfic D.1 Gràfic D.2 0 50 100 150 200 250 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 Τ [Nm] t [s] Τ(t) 0 50 100 150 200 250 010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Τ [Nm] ψ [°] Τ(ψ) Pàg. 32 Màquina de llançar plats per al tir olímpic t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad] Τ [Nm] ψ [°] 0,1382 -1777,10 44,60 4,93 -183,76 282,51 0,1387 -1760,73 43,71 4,95 -182,06 283,77 0,1392 -1743,92 42,84 4,97 -180,32 285,00 0,1397 -1726,74 41,97 5,00 -178,54 286,21 0,1402 -1709,24 41,11 5,02 -176,73 287,40 0,1407 -1691,47 40,26 5,04 -174,89 288,56 0,1412 -1673,50 39,42 5,06 -173,03 289,70 0,1417 -1655,35 38,59 5,08 -171,15 290,81 0,1422 -1637,08 37,77 5,09 -169,26 291,90 0,1427 -1618,72 36,95 5,11 -167,36 292,96 0,1432 -1600,31 36,15 5,13 -165,46 294,01 0,1437 -1581,87 35,36 5,15 -163,55 295,03 0,1442 -1563,45 34,57 5,17 -161,65 296,02 0,1447 -1545,07 33,79 5,18 -159,75 297,00 0,1452 -1526,76 33,03 5,20 -157,86 297,95 0,1457 -1508,53 32,27 5,22 -155,98 298,88 0,1462 -1490,42 31,52 5,23 -154,11 299,79 0,1467 -1472,44 30,78 5,25 -152,25 300,68 0,1472 -1454,62 30,05 5,26 -150,41 301,55 0,1477 -1436,96 29,33 5,28 -148,59 302,39 0,1482 -1419,50 28,62 5,29 -146,79 303,22 0,1487 -1402,23 27,91 5,31 -145,01 304,02 0,1492 -1385,19 27,21 5,32 -143,25 304,81 0,1497 -1368,37 26,53 5,33 -141,52 305,57 0,1502 -1351,80 25,85 5,35 -139,81 306,32 0,1507 -1335,48 25,18 5,36 -138,13 307,05 0,1512 -1319,42 24,51 5,37 -136,47 307,76 0,1517 -1303,64 23,86 5,38 -134,84 308,45 0,1522 -1288,14 23,21 5,40 -133,25 309,12 0,1527 -1272,93 22,57 5,41 -131,68 309,77 0,1532 -1258,01 21,94 5,42 -130,14 310,40 0,1537 -1243,41 21,32 5,43 -128,64 311,02 0,1542 -1229,11 20,70 5,44 -127,17 311,62 0,1547 -1215,13 20,09 5,45 -125,73 312,20 0,1552 -1201,47 19,48 5,46 -124,32 312,76 0,1557 -1188,14 18,89 5,47 -122,95 313,31 0,1562 -1175,14 18,30 5,48 -121,61 313,84 0,1567 -1162,47 17,71 5,49 -120,31 314,35 0,1572 -1150,14 17,14 5,50 -119,04 314,84 0,1577 -1138,15 16,56 5,50 -117,81 315,32 0,1582 -1126,51 16,00 5,51 -116,61 315,79 0,1587 -1115,21 15,44 5,52 -115,45 316,23 0,1592 -1104,27 14,89 5,53 -114,32 316,66 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 33 t [s] ψ [rad/s2] ψ [rad/s] ψ [rad] Τ [Nm] ψ [°] 0,1597 -1093,67 14,34 5,53 -113,23 317,08 0,1602 -1083,43 13,79 5,54 -112,18 317,48 0,1607 -1073,54 13,25 5,55 -111,16 317,86 0,1612 -1064,00 12,72 5,55 -110,19 318,23 0,1617 -1054,83 12,19 5,56 -109,24 318,59 0,1622 -1046,01 11,67 5,57 -108,34 318,93 0,1627 -1037,55 11,15 5,57 -107,47 319,25 0,1632 -1029,45 10,63 5,58 -106,64 319,56 0,1637 -1021,71 10,12 5,58 -105,85 319,85 0,1642 -1014,33 9,61 5,59 -105,09 320,13 0,1647 -1007,31 9,10 5,59 -104,37 320,40 0,1652 -1000,66 8,60 5,60 -103,69 320,65 0,1657 -994,36 8,10 5,60 -103,05 320,88 0,1662 -988,43 7,61 5,60 -102,44 321,11 0,1667 -982,86 7,12 5,61 -101,87 321,31 0,1672 -977,65 6,63 5,61 -101,34 321,51 0,1677 -972,81 6,14 5,61 -100,85 321,69 0,1682 -968,32 5,65 5,62 -100,39 321,86 0,1687 -964,20 5,17 5,62 -99,97 322,01 0,1692 -960,44 4,69 5,62 -99,59 322,15 0,1697 -957,04 4,21 5,62 -99,25 322,27 0,1702 -954,01 3,73 5,63 -98,94 322,38 0,1707 -951,33 3,26 5,63 -98,67 322,48 0,1712 -949,02 2,78 5,63 -98,44 322,56 0,1717 -947,07 2,31 5,63 -98,24 322,63 0,1722 -945,49 1,83 5,63 -98,09 322,69 0,1727 -944,26 1,36 5,63 -97,97 322,73 0,1732 -943,40 0,89 5,63 -97,89 322,76 0,1737 -942,90 0,42 5,63 -97,84 322,78 Taula D.2 Pàg. 34 Màquina de llançar plats per al tir olímpic L’evolució gràfica del parell i la velocitat angular és la següent: Gràfic D.10 Gràfic D.11 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Τ [Nm] t [s] Τ(t) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 050 100 150 200 250 300 350 Τ[Nm] ψ[°] Τ(ψ) Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 35 Gràfic D.12 L’evolució gràfica de l’acceleració, la velocitat i la posició angular és la següent: Gràfic D.13 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 050 100 150 200 250 300 350 ψ[rad/s] ψ[°] ψ(ψ) -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 0 0,05 0,1 0,15 0,2 ψ [rad/s2] t [s] ψ(t) Pàg. 36 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Gràfic D.14 Gràfic D.15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 0,05 0,1 0,15 0,2 ψ [rad/s] t [s] ψ(t) 0 1 2 3 4 5 6 0 0,05 0,1 0,15 0,2 ψ [rad] t [s] ψ(t) Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 37 D.3 Mecanisme de gir unidireccional A continuació s’adjunta el catàleg del fabricant: Pàg. 38 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Taula D.3 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 39 D.4 Unió arbre-botó braç D.4.1 Unió per pinçament amb botó semipartit El coeficient de fregament global (més conservador) per a un cargol amb recobriment de cadmiat galvànic i una femella (botó braç) sense recobriment és μG=0,08 (sense lubricació). S’utilitzaran 2 cargols. Per a un cargol M14, classe 12.9 i μG=0,08:  La força de muntatge límit és FMlim=99750N  El moment de muntatge límit és MMlim=162,5Nm El moment de muntatge a prescriure és: 𝑀𝑀=0,9𝑀𝑀𝑙𝑖𝑚 =146,25𝑁𝑚 Eq. D.1 I la seguretat a ruptura del cargol és Cs=1,1. Amb clau dinamomètrica i sense lubricació el factor de collada és αc=1,8. Per tant, si el muntatge és fins a la seva força de muntatge límit:  Abans de l’assentament: 𝐹𝑀𝑚𝑖𝑛 =𝐹𝑀𝑙𝑖𝑚 𝛼𝑐=55416,67𝑁 Eq. D.2  Després de l’assentament (pèrdua de la força de muntatge d’un 30%): 𝐹𝑀𝑚𝑖𝑛 ′=0,7𝐹𝑀𝑚𝑖𝑛 =38791,67𝑁 Eq. D.3 Tenint en compte la geometria del botó braç i la utilització de 2 cargols s’obté: 𝐹𝑆=2𝐹𝑀𝑚𝑖𝑛 ′0,046𝑚 0,015𝑚=237922,22𝑁 Eq. D.4 Pàg. 40 Màquina de llançar plats per al tir olímpic El coeficient d’adherència (més conservador) per a un sistema arbre d’acer i botó d’acer és μru=0,06. Aleshores el parell resistent al lliscament és: 𝑀𝑡=𝐹𝑆𝜇𝑟𝑢∅=285,51𝑁𝑚 Eq. D.5 I la seguretat al lliscament resulta: 𝐶𝑠=𝑀𝑡 Τ𝑚𝑎𝑥 =285,51 197,71=1,44 Eq. D.6 La pressió admissible per al contacte puntual acer-acer és p=50÷90N/mm2. Abans de l’assentament: 𝐹𝑆𝑚𝑎𝑥 =2𝐹𝑀𝑙𝑖𝑚0,046𝑚 0,015𝑚=611800𝑁 Eq. D.7 I la pressió de contacte: 𝑝=𝐹𝑆𝑚𝑎𝑥 ∅𝑙 =611800 20·50 𝑁 𝑚𝑚2=611,8 𝑁 𝑚𝑚2 Eq. D.8 ... que resulta en un valor inadmissible, i per això es passa a considerar un disseny de la unió mitjançant eix estriat. D.4.2 Unió per estriat de perfil envoltant Tot i que la opció escollida sigui estriat de perfil envoltant, es farà una estimació de la longitud d’estriat necessària com si la unió fos per estriat de flancs paral·lels (sèrie mitjana). La fallada per cisallament de les estries (n’hi hauria 6) resultaria en una longitud mínima: 𝑙≥ 4𝑀 6∅𝑏𝜎𝑎𝑑𝑚 =4·197,71 6·0,02·0,004·285·106𝑚≅5,8𝑚𝑚 Eq. D.9 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 41 Considerant una pressió de contacte màxima de 100N/mm2 (botó d’acer) la longitud mínima d’estriat seria: 𝑙≥ 𝐹 6𝑡𝑝𝑚à𝑥 =2𝑀 6∅𝑡𝑝𝑚à𝑥 =2·197,71 6·0,02·2·100𝑚𝑚≅16𝑚𝑚 Eq. D.10 Adoptant una longitud de 25mm, la seguretat resultaria: 𝐶𝑠=𝑝𝑙𝑖𝑚 𝑝𝑚𝑎𝑥 =1,52 Eq. D.11 D.5 Unió botó braç-braç El coeficient de fregament global (més conservador) per a un cargol amb recobriment de zincat galvànic i una femella (botó braç) sense recobriment és μG=0,12 (sense lubricació). Per a un cargol M10, classe 10.9 i μG=0,12:  La força de muntatge límit és FMlim=38450N  El moment de muntatge límit és MMlim=62,5Nm El moment de muntatge a prescriure és: 𝑀𝑀=0,9𝑀𝑀𝑙𝑖𝑚 =56,25𝑁𝑚 Eq. D.12 I la seguretat a ruptura del cargol és Cs=1,1. Amb clau dinamomètrica i sense lubricació el factor de collada és αc=1,8. Per tant, si el muntatge és fins a la seva força de muntatge límit:  Abans de l’assentament: 𝐹𝑀𝑚𝑖𝑛 =𝐹𝑀𝑙𝑖𝑚 𝛼𝑐=21361𝑁 Eq. D.13 Pàg. 48 Màquina de llançar plats per al tir olímpic I la interferència efectiva relativa queda com: 𝜉𝑚𝑎𝑥 =𝑍𝑚𝑎𝑥 ∅=0,002392 Eq. D.45 𝜉𝑚𝑖𝑛 =𝑍𝑚𝑖𝑛 ∅=0,000292 Eq. D.46 D.8.1.1 Pressió de contacte La pressió originada per la interferència de muntatge és la següent: 𝑄𝐵=10𝑚𝑚 20𝑚𝑚=0,5 Eq. D.47 𝐾𝐵=1 𝐸𝐵(1+𝑄𝐵2 1−𝑄𝐵2+𝜈)= 1 210000𝑀𝑃𝑎(1+0,52 1−0,52+0,3)=9,3651·10−6 1 𝑀𝑃𝑎 Eq. D.48 𝐾𝐴=1 𝐸𝐴(1−𝜈)=1 210000𝑀𝑃𝑎(1−0,3)=3,3333·10−6 1 𝑀𝑃𝑎 Eq. D.49 𝑝𝑚𝑎𝑥 =𝜉𝑚𝑎𝑥 𝐾𝐵+𝐾𝐴=188,37𝑀𝑃𝑎 Eq. D.50 La pressió originada com a conseqüència de l’accionament del mecanisme és la següent: 𝑝𝑚𝑎𝑥 =𝐹𝑚𝑎𝑥 ∅ 2𝑙=𝐾𝑎𝛿𝑚𝑎𝑥 ∅ 2𝑙=5225·0,11 0,01 20,015 𝑃𝑎=7,663𝑀𝑃𝑎 Eq. D.51 Per tant l’acció combinada dels dos efectes resulta en: 𝑝𝑚𝑎𝑥 =188,37𝑀𝑃𝑎+7,663𝑀𝑃𝑎=196,03𝑀𝑃𝑎 Eq. D.52 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 49 La pressió límit que és capaç de suportar el material és: 𝑝𝑙𝑖𝑚 =𝑅𝑒1−𝑄𝐵2 2=590𝑀𝑃𝑎1−0,52 2=221,25𝑀𝑃𝑎>𝑝𝑚𝑎𝑥 Eq. D.53 Això garanteix que el manegament treballarà en zona elàstica, amb una seguretat: 𝐶𝑠=𝑝𝑙𝑖𝑚 𝑝𝑚𝑎𝑥 =1,13 Eq. D.54 Pàg. 50 Màquina de llançar plats per al tir olímpic D.9 Recàrrega del braç La solució numèrica ampliada és: ϕ [°] Τ1 [Nm] Τ2 [Nm] Τtot [Nm] 0 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 0,00 6 0,00 0,00 0,00 9 0,00 0,00 0,00 12 0,00 0,00 0,00 15 0,00 0,00 0,00 18 0,00 0,00 0,00 21 0,00 0,00 0,00 24 0,00 0,00 0,00 27 0,00 0,00 0,00 30 0,00 0,00 0,00 33 0,00 0,00 0,00 36 0,00 0,00 0,00 39 0,00 0,00 0,00 42 0,00 0,00 0,00 45 0,00 0,00 0,00 48 0,00 0,00 0,00 51 0,00 0,00 0,00 54 0,00 0,00 0,00 57 0,00 0,00 0,00 60 0,00 0,00 0,00 63 0,00 0,00 0,00 66 0,00 0,00 0,00 69 0,00 0,00 0,00 72 0,00 0,00 0,00 75 0,00 0,00 0,00 78 0,00 0,00 0,00 81 0,00 0,00 0,00 84 0,00 0,00 0,00 87 0,00 0,00 0,00 90 0,00 0,00 0,00 93 0,00 -30,00 -30,00 96 0,00 -30,00 -30,00 99 0,00 -30,00 -30,00 102 0,00 -30,00 -30,00 105 0,00 -30,00 -30,00 108 0,00 -30,00 -30,00 111 0,00 -30,00 -30,00 114 0,00 -30,00 -30,00 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 51 ϕ [°] Τ1 [Nm] Τ2 [Nm] Τtot [Nm] 117 0,00 -30,00 -30,00 120 0,00 -30,00 -30,00 123 0,00 -30,00 -30,00 126 0,00 -30,00 -30,00 129 0,00 -30,00 -30,00 132 0,00 -30,00 -30,00 135 0,00 -30,00 -30,00 138 0,00 -30,00 -30,00 141 0,00 -30,00 -30,00 144 0,00 -30,00 -30,00 147 0,00 -30,00 -30,00 150 0,00 -30,00 -30,00 153 0,00 -30,00 -30,00 156 0,00 -30,00 -30,00 159 0,00 -30,00 -30,00 162 0,00 -30,00 -30,00 165 0,00 -30,00 -30,00 168 0,00 -30,00 -30,00 171 0,00 -30,00 -30,00 174 0,00 -30,00 -30,00 177 0,00 -30,00 -30,00 180 0,00 -30,00 -30,00 183 -8,17 -30,00 -38,17 186 -16,44 -30,00 -46,44 189 -24,90 -30,00 -54,90 192 -33,62 -30,00 -63,62 195 -42,67 -30,00 -72,67 198 -52,10 -30,00 -82,10 201 -61,92 -30,00 -91,92 204 -72,13 -30,00 -102,13 207 -82,71 -30,00 -112,71 210 -93,59 -30,00 -123,59 213 -104,72 -30,00 -134,72 216 -115,99 -30,00 -145,99 219 -127,29 -30,00 -157,29 222 -138,50 -30,00 -168,50 225 -149,48 -30,00 -179,48 228 -160,11 -30,00 -190,11 231 -170,26 -30,00 -200,26 234 -179,80 -30,00 -209,80 237 -188,64 -30,00 -218,64 240 -196,67 -30,00 -226,67 243 -203,83 -30,00 -233,83 Pàg. 52 Màquina de llançar plats per al tir olímpic ϕ [°] Τ1 [Nm] Τ2 [Nm] Τtot [Nm] 246 -210,06 -30,00 -240,06 249 -215,32 -30,00 -245,32 252 -219,59 -30,00 -249,59 255 -222,89 -30,00 -252,89 258 -225,22 -30,00 -255,22 261 -226,63 -30,00 -256,63 264 -227,14 -30,00 -257,14 267 -226,82 -30,00 -256,82 270 -225,71 -30,00 -255,71 273 -223,86 0,00 -223,86 276 -221,34 0,00 -221,34 279 -218,20 0,00 -218,20 282 -214,48 0,00 -214,48 285 -210,22 0,00 -210,22 288 -205,48 0,00 -205,48 291 -200,28 0,00 -200,28 294 -194,65 0,00 -194,65 297 -188,62 0,00 -188,62 300 -182,22 0,00 -182,22 303 -175,45 0,00 -175,45 306 -168,35 0,00 -168,35 309 -160,92 0,00 -160,92 312 -153,19 0,00 -153,19 315 -145,16 0,00 -145,16 318 -136,84 0,00 -136,84 321 -128,26 0,00 -128,26 324 -119,43 0,00 -119,43 327 -110,36 0,00 -110,36 330 -101,06 0,00 -101,06 333 -91,57 0,00 -91,57 336 -81,88 0,00 -81,88 339 -72,03 0,00 -72,03 342 -62,02 0,00 -62,02 345 -51,89 0,00 -51,89 348 -41,64 0,00 -41,64 351 -31,31 0,00 -31,31 354 -20,91 0,00 -20,91 357 -10,47 0,00 -10,47 360 0,00 0,00 0,00 Taula D.4 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 53 L’evolució gràfica del parell resistent màxim és la següent: Gràfic D.16 D.10 Selecció de motor i transmissió A continuació s’adjunta el catàleg complet del fabricant Bonfiglioli Riduttori per als motor reductors de vis sense fi (sèrie VF-W): Com que el parell resistent màxim és conegut (257,14Nm) es considerarà un factor d’acceleració de masses K1 corresponent a una càrrega uniforme. Tenint en compte:  Factor d’acceleració de masses K1  Engegades per hora: màxim 25 en condicions normals d’una tanda de tir  Hores de funcionament diari: menys de 8 ...resulta en un factor de servei 1,06. -300 -250 -200 -150 -100 -50 0060 120 180 240 300 360 Τ [Nm] ϕ [°] Τtot(ϕ) Pàg. 54 Màquina de llançar plats per al tir olímpic La potència requerida a l’eix d’entrada del reductor és: 𝑃𝑟1 =𝑀𝑟2𝑛2 9550𝜂𝑑=257,14·24 9550·0,5 𝑘𝑊=1,29𝑘𝑊 Eq. D.55 La classe de servei és S2 (servei de curta duració) amb una duració del cicle de menys de 10min. Per tant es pren un factor d’increment 1,35 i la potència nominal mínima requerida resulta en: 𝑃𝑛≥𝑃𝑟1 1,35=0,96𝑘𝑊 Eq. D.56 Així, doncs, es seleccionen els motor reductors amb potència nominal 1,1kW, i dins d’aquest grup es selecciona el que té la velocitat n2 més pròxima a la sol·licitada (24rpm) sempre i quan el factor de seguretat sigui igual o superior al factor de servei (1,06). Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 55 Taula D.5 Pàg. 56 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Figura D.2 Màquina de llançar plats per al tir olímpic Pàg. 57 F Pressupost F.1 Condicionants Tal i com s’avançava a l’apartat 1.2 (estudi de mercat), l’empresa d’aquest PFC és introduir una quantitat molt reduïda 1 de màquines durant un primer any al mercat nacional. Si es considera també que aquest projecte no és un projecte intern d’una companyia fabricant, aleshores el conjunt de circumstàncies determinen que:  No es realitzaran inversions en centres productius, maquinària ni personal de fabricació  Els components no estàndard que requereixen operacions de fabricació s’encarregaran directament a tallers, comprant directament la peça acabada (sense intervenir en la compra de matèria prima)  S’ha procurat que el disseny d’aquests components comporti processos de fabricació senzills i propis de sèries molt curtes. Per exemple, les bases superior i inferior, el bastidor, la pista de recàrrega, etc. estan pensades per a ser confeccionades mitjançant bandes d’acer tallades i soldades, amb algun plec. No es preveu en general el desenvolupament de motlles, matrius ni altres elements de mètodes de fabricació més cars per sèries més llargues  Es preveu el lloguer d’un petit centre com a magatzem de producte acabat, on simplement es rebran tots els components i s’embalaran  La màquina es subministra desmuntada, i la opció de muntatge a casa del client es facturarà a part. F.2 Cost del producte acabat A continuació es presenta la relació dels costos de compra planificats dels components d’una màquina (una unitat de producte acabat): 1 42 màquines