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Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Guanajuato
ORGANISMO PÚBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO DEL ESTADO DE GUANAJUATO
Plantel Felipe Benicio Martínez Chapa “León I”
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DIAGNOSTICO DE
FALLAS EN SISTEMAS
ELECTROMECANICOS
ACADEMIA DE ELECTROMECÁNICA INDUSTRIAL
CUARTO SEMESTRE
Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Guanajuato
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Plantel Felipe Benicio Martínez Chapa “León I”
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Este cuadernillo de Diagnostico de Fallas en Sistemas Electromecánicos, de cuarto semestre, fue
desarrollado y aprobado por los docentes de la academia de Electromecánica Industrial y la jefatura
de Formación Técnica del plantel CONALEP FELIPE BENICIO MARTÍNEZ CHAPA
Aprobación Director General del CONALEP FELIPE BENICIO MARTINEZ CHAPA
Víctor Israel González Alcantar
Aprobado
Martha Delia Chávez González
Ma. Pilar Almonaci Valadez
Ana Lourdes Barajas Pérez
Francisco Daniel Carrillo Hernández
Revisión
Martha Delia Chávez González
Ma. Pilar Almonaci Valadez
Ana Lourdes Barajas Pérez
Francisco Daniel Carrillo Hernández
Autores
Francisco Daniel Carrillo Hernández - Conalep Felipe B. Martínez Chapa
Ricardo Morales Quiroz - Conalep Felipe B. Martínez Chapa
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INDICE
PRESENTACIÓN ……………………………………………………………………………………………….pág. 4
MAPA DEL MODULO………………………..…………………………………………………………………pág. 5
QUE ES UN SISTEMA ELECTRICO………………………………………………………………………….pág. 7
QUE ES UN SISTEMA ELECTRONICO………………………………………………………………………pág.8
ACTIVIDAD 1.1……………………………. .…………………………………………………………………...pág. 9
CUALES SON LOS ELEMENTOS DE CONTROL ELECTRICO .....…………………………………….pág. 11
CUALES SON LOS ELEMENTO DE CONTROL ELECTRONICO …..…………………………………..pág. 11
ACTIVIDAD 1.2…………………………………………………………………………………………………..pág. 13
QUE ES UN SISTEMA DE TRANSMICION DE POTENCIA MECANICA ……………………………….pág. 15
CUALES SON LOS TIPOS DE TRANSMICION DE POTENCIA MECANICA …………………………..pág. 16
ACTIVIDAD 2.1.………………………………………………………………………………………………….pág. 17
COMO ES EL CICLO DE UN SISTEMA HIDARULICO …..………………………………………………..pág. 18
SIMBOLOGIA……….……………………………………………………………………………………………pág. 19
ACTIVIDAD 2.2………...………………………………………………………………………………………...pág. 22
COMO ES EL CICLO DE UN SISTEMA NEUMATICO………... ………………………………………..…pág. 23
SIMBOLOGIA…………………….. .……………………………………………………………………………pág. 24
ACTIVIDAD 2.3……………………………………………………..……………………………………………pág. 25
FUENTES…………………………………………………………………………………………………………pág. 26
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PRESENTACIÓN
El módulo de Diagnóstico de fallas en sistemas electromecánicos, corresponde al núcleo de formación profesional, es
de tipo específico y se imparte en el cuarto semestre de la carrera de Profesional Técnico y Profesional Técnico-
Bachiller en Electromecánica industrial. Tiene como finalidad que el alumno determine las fallas más comunes en los
distintos sistemas electromecánicos presentes en diversos contextos. El presente módulo está conformado por dos
unidades de aprendizaje. La primera unidad describe las fallas que se presentan en los sistemas eléctricos, y en la
segunda unidad se consideran las fallas que se presentan en los sistemas mecánicos. La contribución del módulo al
perfil de egreso en la carrera en la que está considerado, incluye el desarrollo de competencias para realizar
diagnósticos en sistemas electromecánicos realizando pruebas a los diferentes elementos que los componen. La
formación profesional del PT y el PT-B está diseñada con un enfoque de procesos, lo cual implica un desarrollo
secuencial en la adquisición de competencias profesionales que incluye funciones productivas integradas en las etapas
de instalación, manejo, operación, diagnóstico, mantenimiento y mejora de diversos sistemas. En este sentido, el
módulo de Diagnóstico de fallas en sistemas electromecánicos, contribuye con las competencias necesarias para
determinar las necesidades de mantenimiento a diferentes sistemas electromecánicos en equipos comerciales e
industriales. Además, estas competencias se complementan con la incorporación de otras competencias básicas,
profesionales y genéricas que refuerzan la formación tecnológica y científica, y fortalecen la formación integral de los
educandos; que los prepara para comprender los procesos productivos en los que están involucrados para
enriquecerlos y transformarlos; así como para resolver problemas, ejercer la toma de decisiones y desempeñarse en
diferentes ambientes laborales, con una actitud creadora, crítica, responsable y propositiva. De la misma manera,
fomenta el trabajo en equipo, el desarrollo pleno de su potencial en los ámbitos profesional y personal, y la
convivencia de manera armónica con el medio ambiente y la sociedad.
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MAPA DEL MODULO
NOMBRE DEL MODULO UNIDAD DE APRENDIZAJE RESULTADO DE APRENDIZAJE
DIAGNOSTICO DE
FALLAS EN SISTEMAS
ELECTROMECANICOS.
1. Diagnóstico de fallas en
subsistemas eléctricos.
1.2 Diagnostica fallas en elementos de control eléctrico y electrónico, de acuerdo con las pruebas realizadas y con las especificaciones técnicas del fabricante.
2. Diagnóstico de fallas en
subsistemas mecánicos.
2.1 Diagnostica fallas en el subsistema de transmisión de la potencia mecánica, de acuerdo con las pruebas realizadas y con las especificaciones técnicas del fabricante. 2.2 Diagnostica fallas en los subsistemas neumáticos e hidráulicos, de acuerdo con las pruebas realizadas y con las especificaciones técnicas del fabricante.
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UNIDAD 1
Diagnóstico de fallas en
subsistemas eléctricos.
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1.2 Diagnostica fallas en elementos de control eléctrico y electrónico, de acuerdo con las pruebas realizadas y con las especificaciones técnicas del fabricante.
¿Qué es un sistema eléctrico?
Un sistema eléctrico es el recorrido de la electricidad a través de un conductor, desde la fuente de energía hasta su lugar de consumo. Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica.
Se debe recordar que cada circuito presenta una serie de características particulares. Se deben observar y compararlas y así obtener las conclusiones sobre los circuitos eléctricos.
Para analizar un circuito deben de conocerse los nombres de los elementos que lo forman, entre los cuales se encuentran el conductor, el generador, la resistencia, el nodo, la pila, entre otros. Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos.
Por la importancia de los sistemas eléctricos en la actualidad, se realiza la presente investigación, la cual consta de los siguientes puntos: Definición de sistemas eléctricos, Características y Conceptos básicos de un Sistema Eléctrico. También se detallan los Elementos, Componentes y Clases de Sistemas Eléctricos. Y por último se da una breve explicación de las leyes que se aplican a los Sistemas Eléctricos, y se muestran tres ejemplos para culminar.
Es una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas.
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¿Qué es un sistema electrónico?
Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes:
1. Entradas o Inputs – Sensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma
de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de la luz, etc.
2. Circuitos de procesamiento de señales – Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores.
3. Salidas o Outputs – Actuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles. Por ejemplo: un display que nos registre la temperatura, un
foco o sistema de luces que se encienda automáticamente cuando esté oscureciendo.
Leer más: https://elsanturariodelaelectronica.webnode.es/sistemas-electronicos/
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ACTIVIDAD 1.1
1.1. Realizar un dibujo donde se pueda observar el sistema eléctrico y el sistema electrónico.
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Ejemplo de la actividad 1.1.
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¿Cuáles son los elementos de control eléctrico y electrónico dentro de un sistema electromecánico?
a) Protección Eléctrica: Se utilizan para evitar la destrucción de equipos o instalaciones por causa de una
falla que podría iniciarse de manera simple y después extenderse sin control en forma encadenada.
Los sistemas de protección deben aislar la parte donde se ha producido la falla buscando perturbar lo
menos posible la red, limitar el daño al equipo fallado, minimizar la posibilidad de un incendio, minimizar
el peligro para las personas, minimizar el riesgo de daños de equipos eléctricos adyacentes.
b) Relevadores: Un relevador es un interruptor que puede ser controlador eléctricamente. Este
dispositivo también puede entenderse como un controlador electro-mecánico. Los relevadores
principalmente se usan en sistemas que requieran controlar una carga o usar un interruptor que
pueda ser controlado eléctrica o mecánicamente.
Más información: https://www.youtube.com/watch?v=J5Vbj3KNd3I
c) Solenoides: Se denomina solenoide a la bobina que, por su diseño, genera un campo magnético de
gran intensidad. Esta bobina, de forma cilíndrica, cuenta con un hilo conductor que está enrollado de
forma tal que la corriente provoca la formación de un campo magnético intenso. Cabe mencionar que
en su etimología encontramos la unión de dos términos de origen griego que pueden traducirse
como «en forma tubo», lo cual se condice con el aspecto del solenoide.
Más información: https://www.youtube.com/watch?v=1dEZjgiUl4Y
d) PLC: Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de
propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de
temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los
programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías, copia
de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real, donde
los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de
un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado.
e) Elementos de estado solido: La electrónica de estado sólido se ocupa de aquellos circuitos o
dispositivos construidos totalmente de materiales sólidos y en los que los electrones, u
otros portadores de carga, están confinados enteramente dentro del material sólido. El término se
utiliza a menudo para contrastar con las tecnologías anteriores de vacío y dispositivos de tubo de
descarga de gas y también se ha convenido en excluir del término estado sólido a los dispositivos
electromecánicos (relés, interruptores, discos duros y otros dispositivos con partes móviles). Aunque
estado sólido puede incluir sólidos monocristalinos , policristalinos y amorfos referidos a conductores
eléctricos, aislantes y semiconductores , el material de construcción más a menudo utilizado es
un semiconductor cristalino. Los dispositivos de estado sólido comunes
incluyen transistores , microprocesadores y chips de memoria RAM. Un tipo especializado de RAM
llamada memoria flash utilizada en las memorias USB y, más recientemente, en las unidades de
estado sólido para sustituir a los discos duros magnéticos de rotación mecánica.
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f) Interruptor: Un interruptor eléctrico (también llamado en algunos países hispanoamericanos suiche, del inglés switch) es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado por computadora. Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.
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ACTIVIDAD 1.2
1.2 Realizar un mapa mental los elementos de control eléctrico y electrónico dentro de un sistema electromecánico
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UNIDAD 2
Diagnóstico de fallas en subsistemas
mecánicos.
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2.1 Diagnostica fallas en el subsistema de transmisión de la potencia mecánica, de acuerdo con las pruebas realizadas y con las especificaciones técnicas del fabricante.
¿Qué es un sistema de transmisión de potencia mecánica?
Los sistemas de transmisión contienen como objetivo llevar, a los diferentes elementos de una máquina la
potencia y el movimiento producidos por un elemento motriz (motor) de manera que la máquina pueda
funcionar y cumplir la finalidad para la que fue construida.
Los elementos mecánicos más empleados para transmitir la fuerza y el movimiento a través de cadenas
cinemáticas son: trasmisión mediante ruedas de fricción, las transmisiones por correa, la transmisión por
cadena y los engranajes, ya que normalmente el movimiento que se transmite es circular.
Todos estos elementos mecánicos pueden ir montados sobre los llamados ejes de transmisión o sobre
árboles de transmisión.
Los ejes de transmisión son piezas cilíndricas, generalmente de corta longitud, que sirven de soporte a
poleas, ruedas de fricción, etc. Pueden ser fijos o moverse en sentido giratorio, y no transmiten fuerza sino
únicamente movimiento.
Los árboles de transmisión son piezas cilíndricas más o menos largas que trabajan a torsión y flexión, son
siempre giratorios y transmiten potencia y movimiento. En la práctica se utiliza muchas veces la expresión
ejes de transmisión para designar tanto a los árboles de transmisión como a los ejes de transmisión
propiamente dichos.
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¿Cuáles son los tipos de transmisión de potencia mecánica?
a) Correa y Polea: La correa de transmisión trabaja por rozamiento con la polea sobre la que va
montada. Este hecho, junto a su naturaleza flexible, confiere a las correas una función de "fusibles" dentro de las transmisiones, dado que se comportan como amortiguador, reduciendo el efecto de las vibraciones que puedan transmitirse entre los ejes de la transmisión.
En general, el empleo de correas en las transmisiones resulta una opción más barata, pero como contrapartida, este tipo de elementos no pueden garantizar una relación de transmisión siempre constante entre ejes, dado que pueden originarse pequeño deslizamiento de la correa sobre la canaladura de la polea, debido, por ejemplo, a que la tensada inicial no se ha hecho correctamente, o en todo caso, producido por el desgaste con las horas de funcionamiento.
b) Cadena de transmisión: Las cadenas de transmisión son la mejor opción para aplicaciones donde
se quiera transmitir grandes pares de fuerza y donde los ejes de transmisión se muevan en un rango
de velocidades de giro entre medias y bajas. Las transmisiones por cadena son transmisiones
robustas, que permiten trabajar en condiciones ambientales adversas y con temperaturas elevadas,
aunque requiere de lubricación.
c) Engranaje: Se denomina engranaje al mecanismo utilizado para transmitir potencia mecánica de un
componente a otro. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor
se denomina corona y el menor piñón. Un engranaje sirve para transmitir movimiento
circular mediante el contacto de ruedas dentadas.
d) Levas; La leva es una pieza de forma normalmente ovoide con uno o varios resaltes, y va solidaria a
un eje (árbol) que le transmite el movimiento giratorio. Al girar, el resalte empuja a otra pieza,
denominada seguidor, que se desplaza con movimiento de vaivén. En muchas aplicaciones, se recurre
a montar varias levas sobre un mismo eje (árbol de levas), tal y como muestra esta imagen, lo que
permite la sincronización del movimiento de varios seguidores a la vez.
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ACTIVIDAD 2.1
2.1 Respecto a la imagen identificar el tipo de transmisión de potencia.
a)
Tipo:……………………………………………….
b)
Tipo:……………………………………………………
c)
Tipo:…………………………………………………….
d)
Tipo:…………………………………………………………..
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2.2 Diagnostica fallas en los subsistemas neumáticos e hidráulicos, de acuerdo con las pruebas
realizadas y con las especificaciones técnicas del fabricante.
¿Cómo es el ciclo de un sistema hidráulico y sus componentes?
Un circuito hidráulico es un sistema que comprende un conjunto interconectado de componentes separados que transporta líquido. Este sistema se usa para controlar el flujo del fluido (como en una red de tuberías de enfriamiento en un sistema termodinámico) o controlar la presión del fluido (como en los amplificadores hidráulicos).
La idea de describir el flujo del fluido en está inspirado por el éxito de la teoría de circuitos eléctricos. Al igual que la teoría de circuitos eléctricos funciona cuando son elementos separados y lineales, la teoría de circuitos hidráulicos funciona mejor cuando los elementos (componentes pasivos tales como tuberías o líneas de transmisión o componentes activos como fuentes de alimentación o bombas) son discretos y lineales. Esto usualmente significa que el análisis de circuitos hidráulicos funciona mejor para tubos largos y delgados con bombas separadas, tal como se encuentran en los sistemas de flujo de procesos químicos o dispositivos de microescala.
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Simbología.
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ACTIVADAD 2.2
2.2 Identificar la simbología del siguiente diagrama hidráulico.
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¿Cómo es el ciclo de un sistema neumático y sus componentes?
Los sistemas neumáticos son sistemas que utilizan el aire u otro gas como medio para la transmisión de
señales y/o potencia. Dentro del campo de la neumática la tecnología se ocupa, sobre todo, de la aplicación
del aire comprimido en la automatización industrial (ensamblado, empaquetado, etc.)
Los sistemas neumáticos se usan mucho en la automatización de máquinas y en el campo de los
controladores automáticos. Los circuitos neumáticos que convierten la energía del aire comprimido en energía
mecánica tienen un amplio campo de aplicación (martillos y herramientas neumáticas, dedos de robots, etc.)
por la velocidad de reacción de los actuadores y por no necesitar un circuito de retorno del aire.
En los sistemas neumáticos, el movimiento del émbolo de los cilindros de los actuadores es más rápido que
en los mecanismos hidráulicos. (Por ejemplo, el taladro y el martillo neumático, responden muy bien a las
exigencias requeridas en estos casos).
Un circuito neumático básico puede representarse mediante el siguiente diagrama funcional.
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Simbología.
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ACTIVADAD 2.3
2.3Identificar la simbología del siguiente diagrama neumático.
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Fuentes:
https://www.monografias.com/trabajos73/sistema-electrico/sistema-electrico.shtml
https://elsanturariodelaelectronica.webnode.es/sistemas-electronicos/
https://www.youtube.com/watch?v=J5Vbj3KNd3I
https://www.youtube.com/watch?v=1dEZjgiUl4Y
https://www.mindmeister.com/es/732067998/elementos-de-transmisi-n-de-potencia-mecanica