Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico Guía del Alumno de la Carrera de Técnico en Mantenimiento.

Transcripción

1 Reforma Curricular del Bachillerato Tecnológico Guía del Alumno de la Carrera de Técnico en Mantenimiento. Profesores que elaboraron la guía didáctica del módulo profesional de la carrera de técnico en: Mantenimiento. NOMBRE Filemón Juárez León José Luís Jáuregui González. José Luís Méndez Romero David Ramírez González José Luís Morelos García ESTADO Querétaro Baja California Quintana Roo Quintana Roo Quintana Roo Coordinadores de Diseño: NOMBRE Ismael Enrique Lee Cong José Juan Escobar Hernández ESTADO Quintana Roo Guanajuato

2 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

3 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.

4 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

5 Mapa Curricular MANTENIMIENTO Módulo III Mantener equipo de planta Submódulo I Mantener equipo neumático e hidráulico Competencia 1 Verifica condiciones de operación de los componentes de los sistemas. Competencia 2 Calibra los componentes de los sistemas. Competencia 3 Mantiene los componentes de los sistemas en condiciones de operación. Habilidades y destrezas 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 Habilidades y destrezas Aplicar formatos de mantenimiento. Verificar las condiciones 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. 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 Página 1 de 66 Habilidades y destrezas Aplicar formatos de mantenimiento. Verificar las condiciones 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. Conocimientos 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. Actitudes Responsabilidad

6 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. Página 2 de 66

7 Simbología PRÁCTICA EJEMPLO ERRORES TÍPICOS EJERCICIO CONCLUSIONES INTRODUCCIÓN CONTINGENCIA OBJETIVO Página 3 de 66

8 Competencias, habilidades y destrezas Módulo III Submódulo I Mantener equipo de planta. 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. Página 4 de 66

9 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. Página 5 de 66

10 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.. 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 aire de Ducto Tubería que conecta el sistema Válvula de Controla el distribución sentido del aire Válvula de flujo Controla cantidad de Página 6 de 66

11 Válvula solenoide Actuador sencillo salida de aire Regula eléctricamente la salida de aire Regula la acción de movimiento de salida del pistón Actuador doble Racor conexión o Regula la acción de movimiento de salida y de retorno del pistón Sirve para unir tramos de tubería del sistema Presión Conceptos generales 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. Página 7 de 66

12 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. Pistón neumático F1 = Pabs x A F2 = Patm x A Ft = F1 - F2 Ft = (Pabs x A) (Patm x A) Presión Fundamentos físicos 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. Página 8 de 66

13 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 ,325 Equivalencias Página de las unidades 9 de 66 de presión.

14 Ç Página 10 de 66

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21 Ejercicio 1 Completa la tabla siguiente: NOMBRE SIMBOLO USO COMPRESOR DUCTO Detiene las partículas que puedan obstruir el sistema ACTUADOR DOBLE Regula los tiempos de movimiento del actuador Controla la presión de salida de aire Página 17 de 66

22 EJERCICIO 2 Investiga cuales son los componentes que integran del siguiente esquema y define sus características y funciones. Página 18 de 66

23 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 PISTÓN DE DOBLE ACCIÓN VERIFICACIÓN Página 19 de 66

24 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. Página 20 de 66

25 . Errores típicos Compresor sin suficiente o demasiado aire Error en conexión de ductos y elementos. Soluciones Verificar fugas 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.. Página 21 de 66

26 Competencias, habilidades y destrezas Módulo III Submódulo I Mantener equipo de planta. 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 2. Calibrar los componentes de los sistemas. Página 22 de 66

27 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 Al término del submódulo el alumno será capaz de instalar y mantener en condiciones de operación los sistemas de equipo neumático e hidráulico. Página 23 de 66

28 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 notificándolos a quien corresponda los formatos de mantenimiento 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. Página 24 de 66

29 Cantidad de conexiones Tipo de accionamiento Posición de conmutación Según su función, las válvulas se clasifican del siguiente 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. Página 25 de 66

30 Número de vías: es el número de orificios que la válvula presenta físicamente. 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. Piloto neumático 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. Página 26 de 66

31 Piloto mecánico 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. Piloto eléctrico 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. Devolución por resorte Página 27 de 66

32 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. 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 aire a presión de 1 hacia 2 12 aire a presión de 1 hacia 4 14 X,Y,Z 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. Página 28 de 66

33 Simbología neumática de válvulas antirretorno según la norma DIN 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 Página 29 de 66

34 Simbología neumática de válvulas reguladoras según la norma DIN Extrangulación con válvula antirretorno 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. A P Válvula de escape rápido Página 30 de 66

35 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. A P Escape El símbolo esquemático de una válvula de escape rápido es el siguiente: Página 31 de 66

36 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. Mangueras o ductos Actuadores Mangueras 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. Página 32 de 66

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38 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. Página 34 de 66

39 Vástago del cilindro Entrada y salida de aire Muelle o resorte de reposición 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. Entradas y salidas de aire Vástago Simbología de cilindros neumáticos según la norma DIN Página 35 de 66

40 Control de un cilindro de simple efecto (c) (a) (b) 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. Página 36 de 66

41 Control de un cilindro de doble efecto (a) (b) 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. Página 37 de 66

42 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. Página 38 de 66

43 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 Válvula Y o de simultaneidad Válvula O o de selección 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 Página 39 de 66

44 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.. 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: Página 40 de 66

45 FIGURA MEDIDA Y USO SÍMBOLO 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. Página 41 de 66

46 Práctica 1 Nombre de la competencia: sistemas. Calibrar los componentes de los 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 FIGURA DATOS DE CALIBRACIÓN Página 42 de 66

47 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? Contingencias! Regulador de presión mal calibrado. Manómetro descalibrado. Temporizador descalibrado. Válvulas mal calibradas. Falta de energía eléctrica suficiente. Página 43 de 66

48 Errores típicos Soluciones Presion de fluido excesiva. Fugas en los instrumentos. Tener invertida la conexión. Regular la presión del fluido. Sellarlos antes de trabajarlos 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. Página 44 de 66

49 Competencias, habilidades y destrezas Módulo III Submódulo I Mantener equipo de planta. 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 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. Página 45 de 66

50 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 Al término del submódulo el alumno será capaz de instalar y mantener en condiciones de operación los sistemas de equipo neumático e hidráulico. Página 46 de 66

51 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. Página 47 de 66

52 Generación y distribución de aire comprimido. 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. Página 48 de 66

53 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. Válvula de control Salidas de aire Fin de la red Red de distribución de aire comprimido. 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. Página 49 de 66

54 Ajuste de presión Medidor de presión Filtro de aire Lubricador Unidad de mantenimiento. El símbolo esquemático de una unidad de mantenimiento es que se muestra en la figura. Símbolo esquemático de la unidad de mantenimiento. Esquemáticamente la unidad de mantenimiento está formada por los siguientes elementos: Regulador de presión Medidor de presión Filtro Objetivo de aire Lubricador del aire Página 50 de 66

55 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. Página 51 de 66

56 Ejercicio El equipo utilizado aquí es el siguiente: 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 Página 52 de 66

57 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 El equipo utilizado aquí es el siguiente: 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 Página 53 de 66

58 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 El equipo utilizado aquí es el siguiente: 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 Página 54 de 66

59 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. Página 55 de 66

60 Ajuste Depósito El símbolo esquemático de una válvula temporizadora es el siguiente: Página 56 de 66

61 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). Página 57 de 66

62 Modo en funcionamiento a) A B 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 Página 58 de 66

63 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 Página 59 de 66

64 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 A A B B (a) (b) 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. Página 60 de 66

65 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. Página 61 de 66

66 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. Página 62 de 66