reforma curricular del bachillerato tecnológico guía del...

Profesores que elaboraron la guía didáctica del módulo profesional de la carrera de técnico en: Mantenimiento.

NOMBRE ESTADO

Filemón Juárez León Querétaro

José Luís Jáuregui González. Baja California

José Luís Méndez Romero Quintana Roo

David Ramírez González Quintana Roo

José Luís Morelos García Quintana Roo

Coordinadores de Diseño:

NOMBRE ESTADO

Ismael Enrique Lee Cong Quintana Roo

José Juan Escobar Hernández Guanajuato

Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico Guía del Alumno de la

Carrera de Técnico en Mantenimiento.

Directorio

Lic. Josefina Vázquez Mota

Secretario de Educación Pública

Dr. Miguel Székely Pardo

Subsecretaria de Educación Media Superior

Lic. Luis F. Mejía Piña

Director General de Educación Tecnológica Industrial

Antrop. Ana Belinda Ames Russek

Coordinador Nacional de Organismos Descentralizados Estatales de CECyTEs

Lic. Elena Karakowsky Kleyman

Responsable de Desarrollo Académico de los CECyTEs

Objetivo General

Al finalizar el submódulo, estarás capacitado para realizar instalaciones y

mantener en condiciones de operación los sistemas de equipos neumáticos e

hidráulicos, aplicando con responsabilidad las normas de seguridad e higiene y

teniendo el cuidado de conservar el medio ambiente. Este aprendizaje te dará

el nivel 2 de competencia.

Índice

Contiene los siguientes apartados:

I. Mapa curricular

II. Introducción al curso

III. Desarrollo de competencias

IV. Conclusiones de la guía de aprendizaje

V. Fuentes de información

VI. Glosario

VII. Anexos

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Mapa Curricular

Competencia 1 Verifica condiciones de operación de los componentes de los sistemas.

Habilidades y destre zas • Aplicar formatos de

mantenimiento. • Verificar las condiciones de

operación de los componentes de los sistemas.

• Instalar componentes del sistema

• Ajustar los componentes de los sistemas.

• Manejar instrumentos de medición.

• Manejar herramientas manuales y de taller.

• Manejar dispositivos y accesorios eléctricos, neumáticos e hidráulicos

Conocimientos • Conversiones y operaciones

básicas. • Planos y diagramas

eléctricos, neumáticos e hidráulicos.

• Instrumentos de medición. • Reglamento de seguridad e

higiene del taller. • Ecología aplicada en los

trabajos de mantenimiento de equipo de planta.

• Herramientas manuales y de taller.

• Insumos. • Neumática. • Hidráulica. • Electricidad. • Mecánica. • Lubricación.

Actitudes • Responsabilidad

Competencia 2 Calibra los componentes de los sistemas.

Habilidades y d estrezas • Aplicar formatos de


operación de los componentes del sistema que requieran calibración.

• Calibrar los componentes del sistema.

• Manejar equipo de calibración.

• Manejar instrumentos de medición

• Manejar herramientas manuales y de taller.

• Manejar dispositivos y accesorios eléctricos, neumáticos e hidráulicos.


básicas. • Planos y diagramas

eléctricos, neumáticos e hidráulicos.

• Instrumentos de medición. • Reglamento de seguridad e




• Insumos. • Neumática. • Hidráulica • Electricidad • Mecánica • Lubricación.

Submódulo I Mantener equipo neumático e hidráulico

MANTENIMIENTO

Módulo III Mantener equipo de planta

Competencia 3 Mantiene los componentes de los sistemas en condiciones de operación.

Habilidades y destrezas • Aplicar formatos de


operación de los componentes del sistema.

• Elaborar programas de mantenimiento.

• Aplicar el mantenimiento requerido.

• Manejar instrumentos de medición.

• Manejar equipo de

calibración. • Manejar herramientas

manuales y de taller. • Manejar dispositivos y

accesorios eléctricos, neumáticos e hidráulicos.


básicas. • Administración del

mantenimiento • Planos y diagramas eléctricos,

neumáticos y óleo hidráulicos. • Instrumentos de medición. • Reglamento de seguridad e




• Insumos. • Neumática. • Hidráulica • Electricidad • Mecánica

• Lubricación.



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Introducción

¡Bienvenido a esta guía de estudio de técnico en mantenimiento! Este submódulo se enfoca a que tu aprendas a verificar, calibrar y mantener en condiciones de servicio sistemas hidráulicos y neumáticos utilizadas en empresas de manufactura. Esta guía no pretende ser el único material que debes conocer de estos temas, deberás complementarlos con la investigación documental, de campo y con las prácticas enfocadas a que adquieras las competencias señaladas en el programa de estudio. que tu maestro te indique. Este submódulo, Mantener equipo neumático e hidráulico, esta integrado por 3 competencias: • Verifica condiciones de operación de los componentes de los sistemas. • Calibra los componentes de los sistemas • Mantiene los componentes de los sistemas en condiciones de operación.

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Simbología

PRÁCTICA

EJEMPLO

ERRORES TÍPICOS

EJERCICIO

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN

CONTINGENCIA

OBJETIVO

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Competencias, habilidades y destrezas

Módulo III Mantener equipo de planta.

Submódulo I Mantener equipo neumático e hidráulico.

Competencias a Desarrollar

1. Verificar las condiciones de operación de los componentes de los sistemas.

2. Calibrar los componentes de los sistemas. 3. Mantener los componentes de los sistemas en condiciones

de operación.

COMPETENCIA 1. Verificar las condiciones de operación de los componentes de los sistemas.

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Introducción

Las necesidades de la planta industrial en la actualidad son entre otras, el de mantener en condiciones de operación a su equipo y maquinaria, con la finalidad de cumplir con estas condiciones, los sistemas de neumática e hidráulica resultan ser de gran apoyo ya que estos equipos de producción operan con este tipo de sistemas.

Por lo tanto comenzaras por aprender la tecnología relacionada con estos sistemas y posteriormente realizaras en el taller las prácticas adecuadas que reafirmaran el conocimiento adquirido. De esta forma se te evaluara aplicando las guías de observación y las hojas de cotejo en su caso.

HABILIDADES

• Aplicar formatos de mantenimiento. • Verificar las condiciones de operación de los

componentes de los sistemas. • Instalar componentes del sistema • Ajustar los componentes de los sistemas. • Manejar instrumentos de medición. • Manejar herramientas manuales y de taller. • Manejar dispositivos y accesorios eléctricos,

neumáticos e hidráulicos

RESULTADO

DE

APRENDIZAJE

Al término del submódulo el alumno será capaz de instalar y mantener en condiciones de operación los sistemas de equipo neumático e hidráulico.

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Desarrollo

Si haces una revisión a detalle del sistema, tendrás como resultado una información exacta del estado que guarda el equipo, y dependiendo de este tomaras las acciones pertinentes. Se deben de registrar dichos resultados en los formatos de mantenimiento así como notificarlos a quien corresponda.

Nuevas ideas son importantes de tal forma ahora te toca a ti implementarlas y que faciliten una revisión de los sistemas, para enriquecer aun más esta competencia trabaja siempre bajo las normas de seguridad e higiene industrial y cuidando el medio ambiente.

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Ejemplo 1

El conocimiento de los componentes de un sistema son necesarios para cumplir con la competencia que debes aplicar, a continuación se te presenta una lista de algunos de ellos. Completa la tabla siguiente. SIMBOLO FIGURA NOMBRE USO

Compresor Abastece de aire

Ducto Tubería que conecta el sistema

Válvula de distribución

Controla el sentido del aire

Válvula de flujo

Controla cantidad de

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salida de aire

Válvula solenoide

Regula eléctricamente la salida de aire

Actuador sencillo

Regula la acción de movimiento de salida del pistón

Actuador doble

Regula la acción de movimiento de salida y de retorno del pistón

Racor o conexión

Sirve para unir tramos de tubería del sistema

Conceptos generales Presión La presión ejercida por un fluido sobre una superficie, es el cociente entre la fuerza y el área de la superficie que recibe su acción, es decir:

P = F / A

Presión atmosférica La presión atmosférica es igual al peso por unidad de superficie de la columna de aire comprendida entre esta superficie (tierra) y la última capa de la atmósfera. Su valor varía evidentemente según la altura del punto en que se mida y según las condiciones metereológicas.

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Presión absoluta y relativa Presión absoluta: La presión ejercida por un fluido sobre una superficie, es el cociente entre la fuerza y el área de la superficie que recibe su acción. Por el hecho de estar todos los cuerpos sometidos a la presión atmosférica, veremos que a menudo conviene referirnos no a la presión absoluta, sino a la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica, a la que comúnmente se le llama presión relativa o presión manométrica .

F1 = Pabs x A

F2 = Patm x A

Ft = F1 - F2

Ft = (Pabs x A) – (Patm x A)

Fundamentos físicos Presión

La presión ejercida por un fluido sobre una superficie, es el cociente entre la fuerza y el área de la super

Ft = (Pabs – Patm) x A

El fluido circula por el sistema hidráulico, evidentemente debe ser dirigido convenientemente a los diversos cilindros, actuadores, o motores, de acuerdo a las exigencias y secuencias del trabajo que se deba realizar. Para la finalidad antes mencionada se emplean las válvulas direccionales de las cuales la más elemental es la válvula de dos, tres y cuatro vías .

Pistón neumático

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Para calcular la fuerza de avance a que está sometido el cilindro de la figura anterior, debemos restar al producto de Pabs x A el producto de Patm x A , que representa la fuerza que le opone la presión atmosférica. Las unidades para medir la presión son las siguientes:

• Pascal • Bar • Psi

LEY DE BOYLE La ley de Boyle declara que: “La presión absoluta de un gas confinado en un recipiente, varia inversamente a su volumen, si su temperatura permanece constante.” O sea, cuando se reduce por compresión el volumen de un gas, su presión aumenta. Si el volumen de un gas confinado se comprime a ½, su presión absoluta será dos veces su presión original. Si el volumen se comprime a ¼ de su original, la presión absoluta se incremente por 4. El gas deberá enfriarse a su temperatura original antes de la compresión para que este enunciado sea válido. Cuando se comprime un gas su temperatura aumenta al principio y después de cierto tiempo se enfría a la temperatura atmosférica o del medio ambiente.

Ejemplo de la ley de Boyle Unidades de presión

Unidades atm psi bar Pa

1 14.696 1.01325 101,325

Equivalencias de las unidades de presión.

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Ç

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Ejercicio 1 Completa la tabla siguiente:

NOMBRE SIMBOLO USO COMPRESOR

Detiene las partículas que

puedan obstruir el sistema

DUCTO

Regula los tiempos de movimiento del

actuador

ACTUADOR DOBLE

Controla la presión de salida de aire

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EJERCICIO 2 Investiga cuales son los componentes que integran del siguiente esquema y define sus características y funciones.

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Práctica 1

Nombre de la competencia: Verificar las condiciones de operación de los componentes de los sistemas.

Número de la práctica:

Nombre del alumno(a): Instrucciones para el alumno: verifica las condiciones de operación del siguiente sistema. Instrucciones para el docente: aplica la guía de observación para corregir al alumno en sus errores y realiza lo que se te pide a continuación

VERIFICACIÓN PISTÓN DE DOBLE ACCIÓN

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RECURSOS MATERIALES DE APOYO

• Compresor • Filtros,válvulas,conexiones,cilindros,ductos,actuadores,temporizadores • Mesas de trabajo. • Herramientas manuales • Equipo básico de protección personal.

CONTESTA EL SIGUIENTE CUESTIONARIO : 1.- ¿Cómo realizaste la verificación? 2.- ¿Cómo llevaste a cabo la practica? 3.- Escribe los instrumentos de medición que utilizaste 4.- ¿Qué reglas de higiene y seguridad utilizaste? 5.- ¿Cómo ayudas a la ecología?

Contingencias!

• Compresor y líneas con fugas. • Filtros, ductos, conexiones en mal estado. • Falta de energía eléctrica suficiente. • Cilindros con sellos en mal estado.

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Errores típicos Soluciones Compresor sin suficiente o demasiado aire

Verificar fugas

Error en conexión de ductos y elementos.

Observar diagrama antes

Conclusiones

¿Valió la pena el esfuerzo realizado? ¡Claro que Si! Ahora ya tienes un aprendizaje nuevo, que te permitirá realizar la verificación de cualquier sistema neumático e hidráulico. No olvides consultar las guías de evaluación, también verifica si cumples con lo especificado en ellas. Sigue con tu entusiasmo y llegaras lejos. ¡Felicidades! has concluido una competencia mas, espero que continúes con el mismo entusiasmo para seguir aprendiendo y practicando las competencias siguientes. .

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1. Verificar las condiciones de operación de los componentes de los sistemas. 2. Calibrar los componentes de los sistemas. 3. Mantener los componentes de los sistemas en condiciones

de operación.

COMPETENCIA 2. Calibrar los componentes de los sistemas.

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Introducción

Al verificar un sistema hidráulico o neumático, te darás cuenta que la calibración de los instrumentos de control es una parte importante para obtener los resultados óptimos del mismo. Es por ello que en esta competencia aprenderás a realizar las calibraciones de los elementos de estos sistemas según las necesidades del trabajo, cuidando del equipo y aplicando las normas de seguridad e higiene, además de cuidar el medio ambiente.

Aprenderás la tecnología relacionada con estos sistemas y posteriormente realizaras en el taller las prácticas adecuadas que reafirmaran el conocimiento adquirido. De esta forma se te evaluara aplicando las guías de observación y las hojas de cotejo en su caso.

HABILIDADES

. • Aplicar formatos de mantenimiento. • Verificar las condiciones de operación de los

componentes de los sistemas. • Instalar componentes del sistema • Ajustar los componentes de los sistemas. • Manejar instrumentos de medición. • Manejar herramientas manuales y de taller. • Manejar dispositivos y accesorios eléctricos,

neumáticos e hidráulicos

RESULTADO

DE

APRENDIZAJE


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Desarrollo

Si haces una calibración exacta del sistema, obtendrás una presión, un flujo y tiempos de movimiento óptimo de los elementos, proporcionando una mejor eficiencia del compresor, acumulador, válvulas en general, temporizadores, actuadores logrando que el equipo realice su trabajo con eficacia y eficiencia. Se deben de registrar dichos resultados en los formatos de mantenimiento notificándolos a quien corresponda

Nuevas ideas son importantes de tal forma ahora te toca a ti implementarlas y que faciliten una calibración de los sistemas, para enriquecer aun más esta competencia trabaja siempre bajo las normas de seguridad e higiene industrial y cuidando el medio ambiente.

Válvulas Las válvulas son dispositivos que influyen en el paso, bloqueo y dirección del flujo de aire. El símbolo de las válvulas nos proporciona información acerca de:

� Cantidad de conexiones. � La posición de conmutación. � Tipo de accionamiento.

Sin embargo, nada indican sobre la composición, limitándose a mostrar únicamente su función.

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Según su función, las válvulas se clasifican del s iguiente modo:

� Válvulas de vías. � Válvulas antirretorno. � Válvulas reguladoras.

Válvulas de vías Las válvulas de vías controlan el paso de señales neumáticas o de flujo de aire. Este tipo de dispositivos abre, cierra o modifica la dirección del paso del aire a presión. Los parámetros que se deben de tomar en cuenta de este tipo de válvulas son:

� Cantidad de conexiones o vías. � Cantidad de posiciones de conmutación. � Tipo de accionamiento. � Tipo de reposición.

Número de posiciones: es el número de cuadros de los que esta formada una válvula.

Tipo de accionamiento

Cantidad de conexiones

Posición de conmutación

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Número de vías: es el número de orificios que la válvula presenta f ísicamente. Tipos de accionamiento: Los tipos de accionamiento de las válvulas dependen de las exigencias del sistema, pudiendo ser de los siguientes tipos:

� Accionamiento mecánico. � Accionamiento neumático. � Accionamiento eléctrico.

Accionamiento neumático: En este tipo de accionamiento, el cambio de posición de la válvula se realiza por efecto del aire comprimido sobre el piloto de la válvula. Accionamiento mecánico: En este tipo de accionamiento, el cambio de posición de la válvula se realiza por efecto de una acción mecánica sobre el piloto de la válvula.

Piloto neumático

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Accionamiento eléctrico: En este tipo de accionamiento, el cambio de posición de la válvula se realiza por efecto de energizar un solenoide de la válvula. Tipo de reposición : esta característica se refiere al hecho de como la válvula se devuelve a su posición normal, una vez que se deja de ejercer un acción sobre el piloto. Esta característica puede ser de los siguientes tipos:

� Devolución por resorte. � Devolución neumática, mecánica o eléctrica.

Piloto mecánico

Piloto eléctrico

Devolución por resorte

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Las conexiones de las válvulas de vías pueden estar señalizadas con letras o aplicando la norma DIN ISO 5599, con números. En la lista a continuación se utilizan ambos métodos. Válvulas antirretorno Las válvulas antirretorno pueden bloquear totalmente el paso del aire en una dirección, mientras que en la dirección contraria pasa el aire con un mínimo de pérdida de presión.

Conexiones DIN ISO

5599 Letras Presión de aire 1 P

Escape de aire 3,5 R,S

Salidas 2,4 A,B

Conexiones de mando X,Y,Z

aire a presión de 1 hacia 2 12

aire a presión de 1 hacia 4 14

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Simbología neumática de válvulas antirretorno según la norma DIN 24300

Válvulas reguladoras o de estrangulación Las válvulas de estrangulación regulan el caudal del aire a presión en ambas direcciones. Generalmente son utilizadas para controlar la velocidad de los cilindros

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Simbología neumática de válvulas reguladoras según la norma DIN 24300

Válvula de escape rápido En un sistema neumático normal, la velocidad del actuador será determinada por la capacidad nominal de la válvula de control de dirección y, por consiguiente en condiciones normales, puede ser difícil alimentar más energía neumática a un actuador que lo permisible a través de la válvula. Existe la posibilidad de aumentar la velocidad de un cilindro, al evitar que el aire de escape pase por la válvula de control de dirección del mismo, de modo que la energía del aire pueda actuar con rapidez. Cuando el aire se alimenta hacia el lado del pistón del cilindro, se puede dejar escapar con rapidez, el aire que se encuentra en el lado extremo de la varilla mediante una válvula especial. Esta válvula se conoce como válvula de escape rápido .

Extrangulación con válvula antirretorno

Válvula de escape rápido

P

A

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El aire que fluye hacia el cilindro a través de la válvula de control de dirección, pasará hacia a la entrada la válvula de escape rápido, P, y luego se conectará hacia el cilindro a través de la conexión A, salida de la válvula. El aire de retorno proveniente del cilindro se escapará a través de esta válvula mediante la conexión de A hacia el escape, sin pasar por la entrada de presión, P. De este modo, se evita el paso por la válvula de control de dirección, como normalmente sucede.

El símbolo esquemático de una válvula de escape rápido es el siguiente:

A

Escape P

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Conocer los diferentes tipos de ductos neumáticos. Las mangueras o ductos son los medios por los cuales se va a conducir el fluido neumático desde los diferentes tipos de dispositivos de control y distribución hacia los dispositivos actuadores, como lo indican las figuras siguientes. Tipos de racores y silenciadores.

Los racores son accesorios neumáticos que se utilizan para llevar a cabo las conexiones de las mangueras o ductos que se emplean para conducir el aire comprimido. Existen en el mercado diferentes tipos y medidas que se ajustan a los requerimientos de uso de las diferentes aplicaciones neumáticas que se pueden realizar. A continuación se muestran algunas de los racores más representativos.

Mangueras o ductos

Actuadores

Mangueras

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Silenciadores

Tienen la función de reducir el nivel de ruido en las conexiones de evacuación del aire en las válvulas. Mediante la reducción de la velocidad del aire se logra reducir el ruido. Los silenciadores disminuyen en gran parte el ruido ocasionado por el aire del escape, sin que por ello se incida significativamente en la velocidad del vástago del cilindro.

Cilindro de simple efecto Los cilindros de simple efecto reciben aire a presión sólo en un lado. Este tipo de cilindro sólo pueden ejecutar el trabajo en un solo sentido. El retroceso está a cargo de un resorte o muelle incluido en el cilindro o se realiza por medio de una fuerza externa. La fuerza del muelle puede devolver el vástago a cierta velocidad pero sin soportar una carga.

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Cilindros de doble efecto Los cilindros de doble efecto no llevan muelle o resorte de reposición y, además a diferencia del cilindro de simple efecto cuenta con 2 entradas que son utilizadas para la correcta alimentación y evacuación del aire comprimido. Este tipo de dispositivos ofrece la ventaja de poder realizar trabajos en ambos sentidos.

Simbología de cilindros neumáticos según la norma DIN 24300

Entradas y salidas de aire

Vástago

Entrada y salida de aire

Vástago del cilindro

Muelle o resorte de reposición

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Control de un cilindro de simple efecto (a) (b) (c) a) En posición de reposo la válvula, de 3/2, esta dejando escapar el aire, que pudiera tener el cilindro, a través de la conexión de A hacia el escape. b) Cuando se acciona el piloto de la válvula, esta cambia de posición, lo cual origina que el aire pase desde la conexión P hacia la conexión A, dando como resultado que el vástago del cilindro se mueva hacia adelante. En esta posición se mantendrá siempre y cuando el piloto permanezca activado. c) Cuando se libera el piloto, la válvula vuelve a su posición normal, por efecto del resorte, dejando escapara el aire del cilindro a través de la conexión de A hacia el escape.

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Control de un cilindro de doble efecto a) Se utiliza un válvula de 5/2, con doble pilotaje, para controlar el avance y retroceso del cilindro de doble efecto. En su posición normal, existe paso de aire a través de P hacia B, lo cual resulta en que el aire esta entrado hacia el cilindro y obligándole a mantenerse en la posición del vástago hacia adentro. b) Cuando se acciona el piloto izquierdo, se logra el cambio de posición de la válvula, lo que resulta en que la dirección del aire es ahora desde P hacia A, lo que origina que el vástago del cilindro tienda a moverse hacia adelante, en esa posición se va a mantener siempre y cuando no se accione el piloto derecho. Cuando se accione el piloto derecho, la válvula estará en su posición normal y el cilindro estarán en la posición explicada en el inciso a.

Elementos neumáticos de control

Válvula lógicas Estos dispositivos de control neumático se dividen en 2 tipos:

� Válvula Y (AND) o de simultaneidad. � Válvula O (OR) o de selección.

Ambas disponen de 2 entradas y una salida.

(a)

(b)

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Válvula Y o de simultaneidad La salida de la este tipo de válvula será activa si y sólo si se activan las 2 entradas, X y Y, al mismo tiempo. Una señal de entrada en X o Y bloquea el paso a raíz de la diferencia de fuerzas en la corredera del cilindro. Si las señales no son recibidas simultáneamente, la última señal que llega pasa hacia la salida. Si las señales de entrada tienen una presión diferente, la presión más grande cierra la válvula, con lo que la presión más pequeña pasa hacia la salida. Válvula O o de selección La válvula selectora o función O, es activada si por lo menos una entrada recibe una señal.

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Si la entrada X recibe presión, el émbolo cierra la entrada Y, con lo que el aire pasa de X hacia A. Si el aire pasa de Y hacia A, queda bloqueada la entrada X.

Simbología de válvula de control neumáticas según la norma DIN 24300

Ejemplo de aplicación de una válvula Y Por medio de las válvulas de 3/2 se controla las entradas de las señales X y Y de la válvula lógica Y. En condiciones normales, sin que alguna de las válvulas este accionada, no existe señal de salida por la válvula lógica, lo que da como resultado que la válvula de 5/2 se mantenga en su estado normal y el vástago del cilindro este hacia adentro. Cuando se accionan las 2 válvulas de 3/2, al mismo tiempo, se acciona la salida de la válvula lógica que logra cambiar el estado de la válvula de 5/2, originando que el vástago del cilindro se mueva hacia delante, en ese estado se mantendrá

Válvula Y o de simultaneidad

Válvula O o de selección

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siempre y cuando la válvula lógica este funcionando, para lograr esto, obviamente tienen que estar accionadas las 2 válvulas de 3/2.

Ejemplo de aplicación de una válvula O

Por medio de las válvulas de 3/2 se logra la activación de la salida de la válvula lógica. Cuando se acciona cuando menos una de estas válvulas, la salida de la válvula O se activa lo que resulta en un cambio de la válvula de 5/2, originando que el vástago del cilindro se mueva hacia delante, en ese estado se va a mantener siempre y cuando se mantenga accionada cualquiera de las válvulas de 3/2.

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Ejemplo 1

Para cumplir con esta competencia, debes de calibrar algunos de los componentes del sistema que a continuación se te presentan, además de identificar la unidad de medida y su uso:

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Ejercicio 1 Calibra el manómetro del compresor, la válvula de flujo, y el temporizador para accionar un cilindro de doble efecto, que te proporcione tu maestro.

FIGURA MEDIDA Y USO

SÍMBOLO

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Práctica 1

FIGURA DATOS DE CALIBRACIÓN

Nombre de la competencia: Calibrar los componentes de los sistemas.

Número de la práctica:

Nombre del alumno(a): Instrucciones para el alumno: calibra los siguientes elementos que se te indican. Instrucciones para el docente: aplica la guía de observación para corregir al alumno en sus errores y realiza lo que se te pide a continuación

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Contingencias!

• Regulador de presión mal calibrado. • Manómetro descalibrado. • Temporizador descalibrado. • Válvulas mal calibradas. • Falta de energía eléctrica suficiente.

CONTESTA EL SIGUIENTE CUESTIONARIO : 1.- ¿Cómo realizaste la calibración? 2.- ¿Qué unidades de presión utilizan los elementos calibrados? 3.- Escribe el nombre de los instrumentos que calibraste. 4.- ¿Qué reglas de higiene y seguridad utilizaste? 5.- ¿Cómo ayudas a la ecología?

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Errores típicos Soluciones

Presion de fluido excesiva. Regular la presión del fluido. Fugas en los instrumentos. Sellarlos antes de trabajarlos Tener invertida la conexión. Conectar correctamente.

RECURSOS MATERIALES DE APOYO.

• Manómetro. • Válvula de flujo. • Temporizador. • Regulador de presión. • Mesas de trabajo. • Herramientas manuales • Equipo básico de protección personal.

Conclusiones Esta segunda competencia te capacito para enseñarte a calibrar los

diferentes elementos del sistema y con ello protegerlo, y así lograr un buen funcionamiento de mismo, ahora con el conocimiento de las competencias anteriores mas fácilmente podrás realizar la tercera. ¡Redobla tu energía¡ al final coronaras tu esfuerzo y así conjuntamente el módulo.

Nota: si tienes dudas acude con tu instructor, quien te guiara en esto. ¡Bien! Has cumplido con otra competencia; no por ello bajes la guardia, porque aun te falta la última competencia.

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1. Verificar las condiciones de operación de los componentes de los sistemas. 2. Calibrar los componentes de los sistemas. 3. Mantener los componentes de los sistemas en condiciones

de operación

COMPETENCIA 3. Mantener los componentes de los sistemas en condiciones de operación

Introducción

Para obtener los movimientos que se requieren en las maquinas conectadas a un sistema neumático o hidráulico, es necesario verificar, calibrar y mantenerlas en funcionamiento, de tal forma que no se presenten errores y así cumplir sin contratiempos en la producción o que los aparatos realicen sus movimientos en tiempo y forma.

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En esta competencia aprenderás a dar el mantenimiento al sistema de manómetros, válvulas, temporizadores, etc. Para lograr el objetivo propuesto y así de esta forma cumplir con el trabajo planeado de los departamentos de producción, manufactura y del mismo mantenimiento. Recuerda que al principio del submódulo se te menciono de las necesidades de la planta industrial en la actualidad, así como de mantener en condiciones de operación a su equipo y maquinaria. Por lo tanto este submódulo te dará el conocimiento para aprender la tecnología relacionada con los sistemas neumático e hidráulico y posteriormente realizaras en el taller las prácticas adecuadas que reafirmaran el conocimiento adquirido. De esta forma se te evaluara aplicando las guías de observación y las hojas de cotejo en su caso.

HABILIDADES

• Conversiones y operaciones básicas. • Administración del mantenimiento • Planos y diagramas eléctricos, neumáticos y óleo

hidráulicos. • Instrumentos de medición. • Reglamento de seguridad e higiene del taller. • Ecología aplicada en los trabajos de mantenimiento de

equipo de planta. • Herramientas manuales y de taller. • Insumos. • Neumática. • Hidráulica • Electricidad • Mecánica • Lubricación.

RESULTADO

DE

APRENDIZAJE


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Desarrollo

Después de la revisión del sistema en las competencias anteriores, te darás cuenta como resultado exacto del estado que guarda el equipo y maquinaria, dependiendo de esto tomes las acciones necesarias para el mantenimiento de los mismos. Dichos resultados se deben registrar en los formatos de mantenimiento y notificarlos a quien corresponda.

Como ya lo comentamos anteriormente las máquinas facilitan el trabajo y el desarrollo de la producción en la industria, implementa nuevas ideas que faciliten un proceso de producción y para enriquecer aun más esta competencia trabaja en administración de mantenimiento, en planes de mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo, en la realización de planos y diagramas, siempre siguiendo las normas de seguridad e higiene industrial y cuidando el medio ambiente.

Generación del aire comprimido Para que un sistema neumático sea confiable, es necesario que el aire generado cuente con una calidad aceptable. Esto implica considerar los siguientes factores:

� Presión correcta. � Aire seco. � Aire libre de impurezas.

La generación del aire comprimido empieza con la compresión de este. El aire pasa a través de una serie de elementos antes de llegar al punto de consumo. Para el acondicionamiento adecuado del aire es necesario contar con los siguientes elementos:

� Filtro de aspiración. � Compresor. � Acumulador de aire a presión. � Secador. � Filtro de aire con separación de agua. � Regulador de presión. � Lubricador. � Puntos de descarga de agua.

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Distribución del aire comprimido Para que la distribución del aire comprimido sea de alguna manera confiable, es necesario que tomemos en cuenta algunos puntos importantes, como son:

� Dimensiones correctas del sistema de tuberías. � Resistencia al caudal del aire. � Configuración del sistema de tuberías. � Ejecución de los trabajos de mantenimiento preventivo y correctivo.

Dimensiones de las tuberías La tubería principal siempre debe tener dimensiones mayores a las que se necesiten para el sistema actual, con miras a una posible ampliación. En todos los sistemas se producen pérdidas de presión a raíz de resistencias al flujo de aire, especialmente en zonas de estrechamiento, bifurcaciones, ángulos y conexiones de tubos.

Resistencia al caudal Cualquier tipo de influencia que incida sobre el flujo de aire o cualquier cambio de dirección significa un factor de interferencia que provoca un aumento de la resistencia al flujo de aire comprimido, ello tiene como resultado una disminución de la presión dentro de las tuberías.

Generación y distribución de aire comprimido.

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Los sistemas neumáticos modernos exigen la instalación de tuberías que cumplan con determinadas condiciones. Concretamente los materiales deben de cumplir con lo siguiente:

� Bajo nivel de pérdida de presión. � Resistencia a la corrosión. � Posibilidad de ampliación.

Red de aire comprimido Red de aire comprimido. Es el conjunto de todas las tuberías que parten del

depósito, colocadas fijamente entre si y que conducen el aire comprimido a los

puntos de toma para los equipos consumidores individuales.

Unidad de mantenimiento

La unidad de mantenimiento tiene la función de acondicionar el aire a presión, esta unidad cuenta con los siguientes elementos:

� Filtro de aire a presión. � Regulador de aire. � Lubricador de aire. � Medidor de presión.

Red de distribución de aire comprimido.

Válvula de control Salidas de aire

Fin de la red

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El símbolo esquemático de una unidad de mantenimiento es que se muestra en la figura . Esquemáticamente la unidad de mantenimiento está formada por los siguientes elementos:

Objetivo

Unidad de mantenimiento.

Símbolo esquemático de la unidad de mantenimiento.

Filtro de aire

Regulador de presión Medidor de presión

Lubricador del aire

Filtro de aire

Medidor de presión

Lubricador

Ajuste de presión

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Interpretación de diagramas esquemáticos neumáticos Ejercicio

El equipo utilizado aquí es el siguiente:

� Un cilindro de simple efecto � Una válvula de 3/2, con accionamiento mecánico y devolución por resorte

Modo en reposo

En modo normal la conexión la válvula es de A (2) hacia el escape (3) , lo que indica que el cilindro desfoga el aire que puede tener hacia el escape por medio de esta conexión.

Movimiento del cilindro hacia delante

Cuando se acciona el piloto de la válvula, esta cambia de posición y por lo tanto de conexión, la cual resulta en que la presión de aire esta de P (1) hacia A (2), lo que obliga al vástago del cilindro a salir, cuando se deja de accionar el piloto de la válvula , esta se devuelve a su posición normal, por efecto del resorte, cambiando las conexiones, siendo ahora de A (2) hacia el escape (3), por lo tanto, el vástago del cilindro retrocede por efecto del resorte.

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Ejercicio


� Un cilindro de doble efecto. � Una válvula 5/2, con pilotaje neumático y devolución por resorte. � Un interruptor neumático, válvula 3/2, con devolución por resorte.

Modo en reposo En el modo en reposo cada uno de los componentes del sistema se comporta de la siguiente forma: a) El interruptor neumático esta conectado de A (2) hacia el escape (3) , por lo que no esta ejerciendo un control sobre el piloto neumático de la válvula de 5/2. b) La conexión de la válvula de 5/2 esta de tal forma que la entrada de presión de aire, P (1), esta conectado hacia B (4) y a la vez esta conexión direcciona al aire de tal forma que mantenga al cilindro con el vástago hacia adentro. Movimiento del vástago del cilindro hacia adelante a) Cuando se acciona el interruptor neumático, esta válvula cambia de posición, por lo que el aire a presión va de la terminal P (1) hacia la terminal A (2). b) Al cambiar de posición el interruptor neumático, acciona el piloto neumático de la válvula de 5/2, lo cual la hace que cambie de posición y ahora la dirección de la

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presión de aire, P (1), sea hacia A (2), y empuje al vástago del cilindro hacia adelante. El aire que se encuentra entre los empaques del vástago y el resto del cilindro hacia adelante, se desfoga a través de la conexión de B (4) hacia el escape (5) .

Movimiento del vástago hacia atrás

El vástago del cilindro se mantendrá hacia adelante siempre y cuando se mantenga el botón del interruptor neumático activado, una vez que se suelte, se

repetirán las condiciones del modo en reposo del sistema. Ejercicio


� Un cilindro de doble efecto. � Una válvula 5/2, con doble pilotaje neumático. � Un interruptor neumático, válvula 3/2, con devolución por resorte. � Un interruptor de límite neumático, válvula de 3/2, con devolución por

resorte. Modo en reposo El interruptor neumático esta en posición de conexión de A (2) hacia el escape (3), por lo tanto, el piloto de la válvula de 5/2 esta desactivado y la conexión de esta, es de B (4) hacia la entrada del cilindro que hace que el vástago se mantenga en posición hacia adentro. Movimiento del cilindro hacia adelante Cuando se acciona el interruptor neumático, este cambia de posición, conectando el punto de presión de aire, P (1), hacia A (2), esto activa al piloto neumático de la

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válvula de 5/2, la cual cambia de posición y conecta la presión de aire, P (1), hacia A (2), logrando mover el vástago del piloto hacia adelante, mientras que el aire contenido dentro del cilindro se desfoga por medio de la conexión de B (4) hacia el escape (5) . Cuando el cilindro alcanza la posición 1, activa el interruptor de límite neumático, esto hace cambiar de posición a la válvula y activa el piloto neumático izquierdo de la válvula de 5/2, dando como resultado que las conexiones de esta válvula sean de la siguiente manera:

• Conecta la presión de aire, P (1), hacia B (4). Esto hace que el vástago del cilindro se mueva hacia atrás.

• Conecta la terminal A (2) hacia el escape (3) , desfogando el aire contenido dentro del cilindro.

• El cilindro vuelve a su posición normal. Ejercicio 4


� Un cilindro de doble efecto � Una válvula reguladora de presión � Una válvula de 5/2, doble pilotaje mecánico

Modo en reposo En condiciones normales la presión de aire en la válvula de 5/2, esta en dirección de P (1) hacia B (4), por lo que la entrada de aire hacia el cilindro lo esta obligando

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a que permanezca con su vástago en la posición de adentro. El aire que pudiera tener el cilindro se desfoga a través de la conexión de A (2) hacia el escape (3) . Movimiento del cilindro hacia adelante Cuando se acciona el piloto izquierdo de la válvula de 5/2, la válvula cambia de posición, como a continuación se explica:

• La dirección del aire cambia de P (1) hacia A (2), lo que ocasiona que el vástago del cilindro inicie su movimiento hacia adelante, desfogando el aire por medio de la conexión de B (4) hacia el escape (5). El escape del aire será de acuerdo al ajuste que se tenga en la válvula reguladora, lo que ocasionará un movimiento lento o rápido del vástago del cilindro.

Movimiento del cilindro hacia atrás Cuando se accione el piloto de la derecha de la válvula:

• El vástago del cilindro retrocederá, debido a que la presión del aire cambia de conexión, siendo ahora de P (1) hacia B (4), desfogando el aire a través de conexión de A (2) hacia el escape (5) . El cilindro retrocederá, lento o rápido, de acuerdo al ajuste que se tenga en la válvula reguladora.

Válvula temporizadora El aire a presión llega a través de la conexión P (1). El aire del circuito de mando entran en el piloto de la misma (X, Y, Z) y atraviesa la válvula de estrangulación y antirretorno. Con el tornillo regulador se determina la cantidad de aire que por unidad de tiempo pasa hacia el pequeño acumulador. Una vez que el nivel de la presión de control es suficiente, el émbolo de la válvula es desplazado hacia abajo, con lo que bloquea el paso de A (2) hacia el escape (3) . El plato es separado del asiento, con lo que el aire puede pasar de P (1) hacia A (2). El punto de conmutación es determinado por el tiempo necesario para generar la presión respectiva del acumulador.

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El símbolo esquemático de una válvula temporizadora es el siguiente:

Ajuste Depósito

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Ejercicio 5

Material utilizado

� Un cilindro de simple efecto � Una válvula de 3/2, con pilotaje neumático � Una válvula AND neumática � 2 válvulas de 3/2, con accionamiento mecánico

Modo en reposo Las siguientes descripciones son debido a las condiciones normales de los dispositivos neumáticos utilizados: 1.- Cilindro de simple efecto con vástago hacia adentro. 2.- Conexión de la válvula de 3/2, de A (2) hacia el escape (3) . 3.- Conexión de las válvulas de 3/2 con accionamiento mecánico, A (2) hacia el escape (3) .

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Modo en funcionamiento

a)

Accionamiento de la válvula A Cuando se acciona la válvula A, esta cambia de posición direccionando a la presión de aire de P (1) hacia A (2), lo cual activa una entrada de la válvula AND, observe su posición con respecto al esquemático anterior. Como la válvula AND necesita ambas entradas al mismo tiempo para poder funcionar correctamente, el piloto de la válvula de 3/2, se mantiene en la misma posición.

Accionamiento de la válvula B

A

B

A

B

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Cuando se acciona la válvula B, esta cambia de posición direccionando a la presión de aire de P (1) hacia A (2), lo cual activa una entrada de la válvula AND, observe su posición con respecto a los 2 esquemáticos anteriores. Como la válvula AND necesita ambas entradas al mismo tiempo para poder funcionar correctamente, el piloto de la válvula de 3/2, se mantiene en la misma posición. Cuando se accionan los 2 interruptores neumáticos al mismo tiempo, ambas válvulas cambian la posición y conectan a las terminales de P (1) hacia A (2), con lo cual activan al mismo tiempo las 2 entradas de la válvula lógica AND, activando inmediatamente su salida. Debido a esto, activan al piloto neumático de la válvula que controla al cilindro, la cual direcciona la presión de aire de P (1) hacia A (2). Esto hace que el vástago del cilindro se mueva hacia delante. En esta posición se mantendrá siempre y cuando se continuen accionados los 2 interruptores neumáticos. Una vez, que alguna condición no se cumpla, el sistema volverá a la posición que se describió en el modo de reposo, debido a la acción de los resortes de los dispositivos utilizados. Con esto podemos comprobar que la válvula lógica AND, activará su salida siempre y cuando las 2 señales de entrada neumática estén presente.

Ejercicio 6

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Modo normal En el modo normal, no se tiene presente ninguna señal neumática en las entradas de la válvula lógica OR, por lo tanto, la válvula que controla la salida del vástago del cilindro, se mantiene en su posición normal. Como lo indica el esquemático neumático anterior.

Modo en funcionamiento

En el diagrama (a) y en el (b) podemos observar como están accionados, uno en cada esquemático, como la válvula lógica OR responde con al menos una de las señales neumáticas presentes.

• Cuando se acciona la válvula A, la presión conectada de P (1) hacia A(2), logra activar la salida de la válvula lógica OR, activando el piloto de la válvula que controla la salida del vástago del cilindro.

• Cuando se acciona la válvula B, la presión conectada de P (1) hacia A(2),

logra activar la salida de la válvula lógica OR, activando el piloto de la válvula que controla la salida del vástago del cilindro.

Con lo observado podemos comprobar que la válvula lógica OR, va a activar su salida cuando al menos una de las 2 entradas neumáticas este presente.

(a)

(b)

A

B

A

B

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Ejercicio 7

El material utilizado es el siguiente:

� Un cilindro de doble efecto � 2 válvulas temporizadoras � 1 interruptor neumático � 1 interruptor de límite neumático � 1 Válvula de 5/2

En el diagrama esquemático anterior, hay 2 válvulas temporizadoras, una esta normalmente cerrada en posición normal, mientras que la otra tiene el paso abierto en posición normal. Oprimiendo el interruptor de límite se emite una señal hacia la válvula temporizadora normalmente abierta, desde ahí se manda accionar el piloto de la válvula de 5/2, con lo que el vástago del pistón comienza su movimiento hacia adelante. En la válvula temporizadora hay que ajustar un tiempo corto, aproximadamente 0.5 seg. A continuación la señal de control de la válvula temporizadora cancela inmediatamente la señal de entrada, ya que cambia de posición. El vástago del cilindro actúa sobre el interruptor de límite, en este momento la otra válvula temporizadora recibe una señal de mando, por lo que abre el paso de presión de aire una vez transcurrido el tiempo programado en ella, activando el piloto neumático de la válvula de 5/2, haciendo retroceder al cilindro.

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Conclusiones

!Felicidades¡ Has concluido una competencia mas, espero que continúes con el mismo entusiasmo para seguir aprendiendo y practicando las competencias siguientes.

Nota: si tienes dudas acude con tu facilitador, quien te guiara en esto. Recipiente con refrigerante.

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