Nombre de la asignatura: Análisis y Diseño de Circuitos Hidráulicos y Neumáticos

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1 Nombre de la asignatura: Análisis y Diseño de Circuitos Hidráulicos y Neumáticos Créditos: Aportación al perfil Los conocimientos y habilidades suficientes para conocer, comprender, identificar y conectar los componentes de una red de distribución, los elementos de trabajo y control que intervienen en un sistema neumático e hidráulicos, para poder diseñar, planear, proyectar, innovar, mantener y administrar equipos mecatrónicos en el sector productivo y de servicios. Objetivo de aprendizaje Conocer, analizar y aplicar los diferentes elementos de trabajo y control de los circuitos hidráulicos y neumáticos e identificar sus diferencias para un correcto diseño, mantenimiento y administración de los equipos y sistemas mecatrónicos. Competencias previas: Aplicar conceptos de física relacionados a los sistemas hidráulicos y neumáticos. (Presión, Caudal, Humedad). Aplicar el principio de Bernulli. Utilizar factores de conversión de longitud, masa y volumen. Algebra booleana. Circuitos lógicos. 1

2 Temario: 1. Introducción a la neumática. a. Ventajas y desventajas de los sistemas neumáticos. b. Aplicaciones industriales de la neumática. c. Producción de aire comprimido. d. Elementos de trabajo neumáticos. e. Elementos de control neumáticos. f. Elaboración de circuitos básicos de control neumáticos. 2. Diseño de circuitos combinatorios y secuenciales. a. Método de cascada. b. Método paso a paso. c. Método de GRAFCET. d. Método de tabla de estados. 3. Introducción a la hidráulica. a. Ventajas y desventajas de los sistemas hidráulicos. b. Aplicaciones industriales de la hidráulica. c. Características de los fluidos hidráulicos. d. Componentes de una central hidráulica, principio de funcionamiento uso y cuidados. e. Cálculo de tuberías, cilindros, tanques, bombas y motores eléctricos en circuitos hidráulicos. 4. Elementos de trabajo y válvulas hidráulicas. a. Partes principales y principio de funcionamiento de los elementos de trabajo hidráulicos lineales. b. Partes principales y principio de funcionamiento de los elementos de trabajo hidráulicos rotativos. c. Partes principales y principio de funcionamiento de las válvulas de control de caudal. d. Partes principales y principio de funcionamiento de las válvulas de control de presión. e. Partes principales y principio de funcionamiento de las válvulas de control de dirección. 5. Introducción a la electroneumàtica y electrohidráulica. a. Elementos eléctricos de control y detección. b. Tipos de válvulas electroneumàticas y electrohidráulicas. c. Diseño y elaboración de circuitos básicos. d. Diseño y elaboración de circuitos combinacionales. e. Diseño y elaboración de circuitos secuenciales. 2

3 Actividades de aprendizaje Investigar y comprender las ventajas, desventajas y aplicaciones de la neumática. Recolectar datos de placa de los compresores existentes en los talleres de la institución. Investigar en diferentes medios (catálogos de fabricantes, Internet, manuales de proveedores, etc.) las características técnicas de los diferentes compresores existentes en el mercado. Analizar las redes de distribución existentes en los laboratorios de la institución. Realizar cálculos para la determinación del diámetro de la tubería en una red de distribución. Investigar e identificar la simbología en base a las normas en aplicables al área. Identificar los elementos de control y de trabajo ubicados en los tableros de prácticas. Conectar de forma independiente cada elemento de control y trabajo. Diseñar circuitos de control neumáticos básicos. Selección de elementos que intervienen en los diseños neumáticos desarrollados. Conectar los circuitos de control neumáticos desarrollados. Desarrollar diagramas espacio-fase Desarrollar diagramas de control neumático por el método de cascada, paso a paso, grafcet y tabla de estados. Investigar y comprender las ventajas, desventajas y aplicaciones de la hidráulica. Identificar los componentes hidráulicos existentes en la central hidráulica del laboratorio. Investigar en diferentes medios (catálogos de fabricantes, Internet, manuales de proveedores, etc.) las características técnicas de las centrales hidráulicas existentes en el mercado. Obtener la curva caudal-presión de la bomba del simulador. Analizar el comportamiento de la relación caudal-presión. Diseñar circuitos de control electroneumáticos y electrohidráulicos básicos. Conectar los circuitos de control electroneumáticos y electrohidráulicos desarrollados. Diseñar circuitos de control electroneumáticos y electrohidráulicos combinatorios. Conectar los circuitos de control electroneumáticos y electrohidráulicos combinatorios. Diseñar circuitos de control electroneumáticos y electrohidráulicos secuenciales. 3

4 Conectar los circuitos de control electroneumáticos y electrohidráulicos secuenciales. 4

5 Sugerencias didácticas transversales para el desarrollo de competencias profesionales Propiciar el uso adecuado de conceptos y terminología científicotecnológica. Propiciar en el estudiante el desarrollo de actividades en equipo para la consolidación de los conceptos al aplicarlos en las prácticas. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como el ejercicio de una ingeniería con enfoque sustentable. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. 5

6 Prácticas 1. Observación de un sistema de producción de aire comprimido. 2. Reconocimiento de los elementos de control y trabajo ubicados en los tableros. 3. Control directo de actuador: a. Lineal. b. Rotativo 4. Control indirecto de actuador: a. Lineal. b. Rotativo. 5. Control de velocidad de avance y retroceso de un actuador: a. Lineal simple efecto. b. Lineal doble efecto. 6. Control de velocidad de giro de actuadores rotativos. 7. Control manual de circuitos neumáticos. 8. Control temporizado de circuitos neumáticos. 9. Control secuencial en base a presión de circuitos neumáticos. 10. Control de circuitos combinatorios desarrollados bajo los métodos de: 11. Control de circuitos secuenciales desarrollados bajo los métodos de: a. Cascada b. Paso a Paso c. Grafcet d. Tabla de estados 12. Identificación de los elementos que están involucrados en la central hidráulica. 13. Obtención de la curva característica Q-P de la bomba del simulador. 14. Control de actuador lineal doble efecto para la verificación del comportamiento de la presión vs. caudal en un sistema hidráulico. 15. Control indirecto de actuador lineal y rotativo a través de electroválvulas: a. Monoestable b. Biestable c. Doble monoestable 16. Control de velocidad de avance y retroceso de un actuador lineal a través de electroválvulas: a. Monoestable. b. Biestable. c. Doble monoestable. 17. Control de velocidad de giro de actuadores rotativos a través de electroválvulas: a. Monoestable. b. Biestable. 6

7 c. Doble monoestable. 18. Control temporizado de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos a través de electroválvulas: a. Monoestable. b. Biestable. c. Doble monoestable. 19. Control directo e indirecto a través de interfases de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos. 20. Control de velocidad a través de interfases de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos. 21. Control de temporizado a través de interfases de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos. 22. Control directo e indirecto a través de circuitos integrados programables de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos. 23. Control de velocidad a través de circuitos integrados programables de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos. 24. Control de temporizado a través de circuitos integrados programables de circuitos electroneumáticos y electrohidráulicos. Nota: Las prácticas pueden variar dependiendo del equipamiento con que se cuente en la institución. 7

8 Criterios de evaluación Evaluación teórica. Diseño de circuitos básicos neumáticos. Diseño de circuitos combinatorios. Diseño de circuitos secuenciales. Conexión de los circuitos básicos neumáticos. Conexión de los circuitos combinatorios. Conexión de los circuitos secuenciales. Puntualidad. Responsabilidad. Trabajo en equipo. Limpieza. 8

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