Dibujo e Interpretación de Planos y Diagramas

Transcripción

1 UNIDAD 4 Dibujo de Diagramas Mecánicos, Eléctricos y Electrónicos. Introducción Es muy útil, casi necesario, el seguir un modelo para indicarnos el procedimiento a seguir al momento de ejecutar un trabajo. El estudio de un diagrama ya sea eléctrico, electrónico, neumático o hidráulico, forma parte de uno de los pasos de la concepción, del montaje o de la reparación de circuitos; por lo tanto es de suma importancia el saber leer e interpretar un diagrama. Los diagramas pueden ser dibujados bajo una perspectiva, isométrica. Esto es, como ya se había mencionado, que el dibujo isométrico es el más usado para la instalación y mantenimiento de sistemas electromecánicos Diagramas neumáticos El aire comprimido se ha usado como medio para transmitir potencia. Con el uso de válvulas muy pequeñas, el aire se ha convertido en el sistema nervioso y muscular de los equipos y máquinas automatizadas. En la norma VDI 3226 están reunidas todas las características que debe presentar un esquema neumático. Todas las cadenas de mando deben dibujarse de abajo hacia arriba considerando el sentido del flujo de energía; en la parte inferior se dibujan los emisores de señales y en la parte superior se deben dibujar los órganos motrices. Un diagrama neumático consta básicamente de cuatro elementos: 1. Compresor. Suministra el aire comprimido tomado de la atmósfera y es la fuente de energía neumática. 2. Unidad de mantenimiento. Se compone de un filtro de aire comprimido con separador de agua y una válvula reguladora de presión. 3. Elementos de control. Se pueden clasificar como válvulas de control de presión, control de dirección y control de flujo. 4. Elementos de potencia. Son los actuadotes de movimiento lineal (cilindro) o movimiento rotativo (motor). 61

2 Figura 4.1. Se muestran los cuatro componentes básicos de un diagrama neumático. Un ejemplo de un diagrama neumático se muestra en la figura 4.2 Figura 4.2 diagrama neumático. Actividad Dibuja el diagrama neumático de la figura 4.2 a una escala conveniente Diagramas hidráulicos Estos diagramas son muy similares a los diagramas neumáticos. Se usan para el control de algunas máquinas como por ejemplo automóviles, máquinas herramienta, embarcaciones, aeronaves, etc., debido a que los diagramas son prácticamente iguales no importando la aplicación o máquina donde se encuentre, los componentes de un circuito hidráulico son: 1. Depósito. El propósito principal es mantener el fluido y ser suministrado al sistema hidráulico. Ayuda a la separación de agentes extraños al fluido y también para disipar el calor generado por el sistema. 62

3 2. Bomba. Es el corazón del sistema y sirve para hacer circular el fluido del depósito hacia todos los demás componentes. 3. Elementos de control. Son válvulas para el control de presión, dirección y caudal. 4. Elementos de potencia. Son los actuadotes de movimiento lineal (cilindro) o movimiento rotativo (motor). Figura 4.3. Se muestran los componentes básicos de un diagrama hidráulico. Un ejemplo de un diagrama hidráulico se muestra en la figura 4.4 Figura 4.4 Diagrama hidráulico. Actividad Dibuja el diagrama hidráulico de la figura 4.4 a una escala conveniente. Realizar la práctica 10 Dibujo de diagramas neumáticos e hidráulicos para que reafirmes los conocimientos teóricos que has adquirido. 63

4 4.1.3 Diagramas de conducción de fluidos. Para pasar un fluido de un lugar a otro se utilizan las tuberías, estas tuberías a lo largo de su trayectoria utilizan varios accesorios como acoplamientos, válvulas de bloqueo o cierre, válvulas de estrangulación, válvulas de retención, entre otras. Las tuberías se clasifican por su diámetro nominal en pulgadas y el material del que están fabricadas. Existen tuberías de acero y hierro dulce, tuberías de hierro fundido, tuberías sin costuras de latón y cobre, tuberías de cobre, tuberías plásticas y tuberías de vidrio; cada una con sus características de uso. Los acoplamientos son accesorios que se usan para unir tramos. Estas piezas pueden realizar la función de un acoplamiento de diámetros iguales, acoplamiento de diámetros diferentes, para cambiar de dirección, para controlar el flujo o para evitar un flujo inverso. Los accesorios se pueden unir mediante tres métodos principalmente: roscados, soldados y de bridas. El nombre de estos accesorios esta dado por el diámetro nominal de la tubería, el nombre de la pieza y el material del que están fabricados. Los dibujos de tuberías indican el tamaño y la localización de la tubería y sus accesorios. En dibujos de una línea se usa una línea gruesa central para indicar la tubería (no importando el tamaño) y sobre ella se colocan los símbolos de los accesorios. Fig. 4.5 Figura 4.5 Dibujo de tuberías de una línea Estos dibujos se pueden realizar de forma ortogonal, isométrica u oblicua dependiendo del diseño deseado. Fig

5 Figura 4.6 Dibujo de tubería en proyección Para un dibujo de una línea se debe utilizar una escala definida y si se transportan fluidos diferentes se debe usar símbolos de línea codificados. Otra manera de representar la conducción de fluidos es mediante el dibujo de doble línea. Este dibujo se representa de forma ortogonal. Fig. 4.7 Figura 4.7 Dibujo de tubería de doble línea Actividad Ahora, realizarás la práctica 11 Dibujo de diagramas de conducción de fluidos hidráulicos, la práctica 12 Dibujo de diagramas de conducción de aire comprimido y la práctica 13 Dibujo de diagramas de conducción de líquido hidráulico para que reafirmes los conocimientos teóricos que has adquirido. Resultado de aprendizaje 4.2 Identificar los diagramas eléctricos y electrónicos para la instalación y mantenimiento electromecánico. 65

6 Contenido Diagramas eléctricos. Diagramas electrónicos. Representación. Tipos de diagramas Diagramas eléctricos. A los dibujos detallados y de ensamble usados para fabricar y ensamblar los componentes eléctricos se le agregan los diagramas eléctricos para mostrar como se deben de conectar los cables y explicar como operan los circuitos, aun cuando hay muchos tipos de diagramas y de dibujos los mas comunes son: a) Dibujos pictóricos b) Diagramas de conexión c) Diagramas elementales d) Diagramas esquemáticos e) Diagrama eléctrico industrial f) Diagramas de conjunto o bloque Entonces el dibujo electricidad se puede definir como el dibujo de diagramas eléctricos, diagramas de interconexiones, diagramas en bloque, diagramas de proyectos y esquemas. Tu como dibujante y con la ayuda de tus instrumentos de dibujo, tendrás que dibujar estos diagramas eléctricos utilizando símbolos gráficos estándar para reproyectar los diversos dispositivos eléctricos que se han de utilizar. Los símbolos se pueden colocar sobre el diagrama eléctrico en el mismo lugar donde se tiene que indicar el aparato eléctrico. Los tamaños de los símbolos se deben proporcionar a través del diagrama. No se deben amontonar los símbolos si no que se deben dibujar con claridad y precisión. Dibujo pictórico Como lo dice su propio nombre, son dibujos pictóricos de partes eléctricas o componentes en donde se muestran las conexiones. Estos planos son realizados para personas que no están familiarizadas con la rama eléctrica o electrónica. Fig

7 Figura 4.8 Dibujo pictórico Los cables de conexión se identifican por colores, escribiendo el nombre completo sobre este. Diagramas de conexión Estos diagramas son necesarios e indispensables ya que muestran las conexiones eléctricas apropiadas de una instalación de dispositivos eléctricos o de partes que componen un circuito. Este diagrama de conexión, también llamado diagrama de alambrado, incluye tantos detalles como sean necesarios para hacer o encontrar las conexiones internas o externas de diversos componentes en el sistema eléctrico. Como los símbolos eléctricos no son de uso común y no todas las personas tienen conocimiento o acceso a estos, los componentes están representados de forma pictórica y los puntos de conexión se muestran de manera clara, sin embargo se pueden usar los símbolos estandarizados si se cuenta ya con una experiencia en la rama. El diagrama puede dibujarse a escala si así se desea, pero las partes individuales se deben colocar en sus posiciones relativas y dibujar con líneas sólidas o discontinuas. Los cables de conexión se dibujan con líneas rectas horizontales, verticales o de tal manera que su trazado sea claro. Cuando se necesita tener varios cables juntos, como por ejemplo en un conducto, se usa una línea gruesa llamada vía principal en lugar de trazar varias líneas separadas. Cuando se necesita mostrar la dirección que toma un cable al entrar o salir de una vía principal se usa un arco que una a este cable con el conducto o bien puede utilizarse una línea a 45º. Fig

8 Figura 4.9 Diagrama de conexión de un circuito de bomba Para una interpretación más rápida y reducir errores al momento de leer el diagrama, y considerando que hay muchos cables con colores diferentes, el nombre del color del cable se escribe de manera abreviada (o simbólica) en cada terminal o punto de conexión. Un código de colores de debe colocar en el dibujo en unta tabla que asigne el nombre del color con la abreviatura correspondiente. Fig Figura 4.10 Diagrama de conexión tipo vía principal El diagrama de conexión o alambrado tiene como base el diagrama elemental o el diagrama esquemático; la conversión de un diagrama elemental o esquemático a un diagrama de conexión es la base de todos los dibujos eléctricos. Diagrama elemental. Los diagramas elementales son una de las formas simples y se utiliza con frecuencia para ilustrar un circuito eléctrico, la conexión de sus componentes y el funcionamiento del mismo en su forma más 68

9 simple usando símbolos gráficos. El diagrama elemental es el de más uso en el área electromecánica. En este tipo de diagrama no se hace intento alguno para mostrar los aparatos eléctricos o electrónicos en su posición real ya que lo importante es su funcionamiento. Fig Figura 4.11 Diagrama elemental de un secador de ropa Para dibujar un diagrama elemental se recomienda que primero hagas un bosquejo a mano alzada, a continuación y usando el bosquejo como guía, localiza los símbolos gráficos de los aparatos y componentes y determina un tamaño uniforme de estos. El tamaño del bosquejo te servirá como base para determinar el tamaño del papel, si el tamaño es mayor que el estándar, se tendrá que realizar el dibujo en secciones. Los cables de conexión se trazan como líneas rectas horizontales o verticales, a diferencia de los diagramas de conexión se puede hacer cualquier tipo de conexión conveniente y normalmente se muestra la conexión como un círculo sólido y pequeño (un punto bien remarcado). Este punto debe ser claramente visible, de lo contrario una conexión podría tomarse por un cruce de cables. Los símbolos de conexión a tierra se usan frecuentemente en los diagramas elementales en lugar de conexión de cables. Cuando traces un diagrama elemental debes considerar los siguientes puntos: 1. Dibujar el menor número de líneas necesarias. 2. Evitar excesivos cruces de conductores. 3. Mantener un tamaño uniforme de los símbolos. 4. Las piezas pueden cambiarse de posición o rotarse para mayor claridad. 5. Dejar espacios para la identificación de componentes. 6. El diagrama puede realizarse a escala o no. Diagrama esquemático Es la representación de la secuencia eléctrica de un circuito de comando. El diagrama esquemático es también llamado diagrama de escalera. Al igual que el diagrama elemental, el objetivo de estos diagramas es mostrar el funcionamiento de un circuito eléctrico. Los aspectos a considerar de un diagrama esquemático son: 69

10 1. Se trazan líneas verticales gruesa espaciadas a una distancia considerable que representan la fuente de energía. 2. Los símbolos que representan interruptores, elementos de control (también conocidos como entradas), se dibujan sobre una horizontal entre las dos líneas verticales del lado izquierdo. 3. Los símbolos que representan componentes principales tales como motores, bobinas, timbre, luces, etc. (también conocidos como salidas) se dibujan a la derecha de la misma línea horizontal que la de los componentes de entrada. 4. Los símbolos de las entradas y salidas deben de ser los estandarizados. 5. Este diagrama esquemático es la guía que sigue el dibujante para realizar los diagramas de conexión. A continuación en la figura 4.12 se presenta un diagrama esquemático y su equivalente en el diagrama de conexión o alambrado. Figura 4.12 a) Diagrama esquemático y b) Diagrama de alambrado equivalente Diagrama eléctrico industrial Estos diagramas pueden ser divididos en dos partes, siendo una parte el diagrama de fuerza o energía y la otra parte el circuito de control. La parte de control y fuerza se pueden presentar en un 70

11 solo dibujo considerando que la parte de energía se dibuja con líneas gruesas y la parte de control con una línea delgada para proporcionar un contraste entre las dos partes. Fig Figura 4.13 Diagrama eléctrico industrial Si fuese necesario se puede mostrar cada diagrama por separado. Si consideramos el circuito eléctrico del motor que hace funcionar a una máquina como en la figura 4.13, la parte de energía únicamente consistiría en las líneas gruesas, mientras que la parte de control tendría que mostrarse como un diagrama esquemático para un mayor entendimiento. Fig Figura 4.14 Diagrama esquemático tomado de la figura 4.13 Fíjate que se siguen las reglas para el dibujo de un diagrama esquemático. En algunas ocasiones, se representa la parte de potencia separada de la parte de control por una línea discontinua. La parte de potencia siempre se sitúa arriba del circuito de control. Fig Figura 4.15 Diagrama esquemático de un tornillo sin fin. Diagrama de conjunto o bloque Este tipo de diagrama se usa en dibujos de electricidad y electrónica para simplificar la comprensión de los circuitos. Es un método de representación que utiliza un conjunto de bloques conectados por flechas cuya dirección representa el sentido de la potencia eléctrica. Las identificaciones como 71

12 nombres y abreviaturas de cada unidad o componente se colocan dentro de los bloques y donde sea necesario. Figura 4.16 Representación a bloques de un tornillo sin fin. Cada bloque en el diagrama representa una etapa o subcircuito dentro de un circuito o unidad compuesta de varias etapas. Estos bloques se dibujan generalmente cuadrados o rectangulares y son uniformes en tamaño, forma y separación. Algunos componentes se pueden mostrar mejor por su símbolo que por un bloque. Diagrama unifilar El diagrama unifilar utiliza los símbolos de todos los componentes del circuito. Estos están unidos por una sola línea, cualquiera que sea el número de conductores realmente utilizados. El diagrama unifilar se parece al diagrama de bloques salvo que los símbolos de los componentes remplazan a los rectángulos descriptivos. Este tipo de diagrama se considera un tanto incompleto. Los símbolos dan una idea de la naturaleza de los componentes que servirán para realizar las tareas específicas, pero la definición de sus conexiones queda inacabada. Fig Figura 4.17 Diagrama unificar 72

13 Actividad El profesor debe proporcionar un diagrama eléctrico de alguna máquina del taller para ser dibujado por el alumno con las características específicas, identificando el tipo de diagrama a dibujar Diagramas electrónicos. Los diagramas electrónicos se pueden representar, al igual que los diagramas eléctricos, en diferentes tipos. Un diagrama electrónico a bloques se presenta en la figura 4.18 Figura 4.18 Diagrama a bloques de un radio fonógrafo El diagrama elemental electrónico de un amplificador se presenta en la figura 4.19 Figura 4.19 Diagrama elemental de un amplificador a 2V Un diagrama muy utilizado en la electrónica son los circuitos impresos. Estos circuitos son usados en aparatos electrónicos como televisores, radios, computadoras, etc., en lugar de conexiones con cables. Las ventajas de estos circuitos son que eliminan errores al momento de ensamblar, lo homogeneidad en producción, bajo costo y tamaños pequeños. 73

14 Los circuitos impresos no son otra cosa mas que pistas de cobre grabadas sobre una tabla de plástico (fenólica). Fig Figura 4.20 Circuito impreso Para realizar un circuito impreso debes hacer un trazado del alambrado evitando los cruces de las pistas, si es necesario puedes cambiar de posición los componentes; posteriormente localiza los agujeros para la conexión de los componentes. El ancho de las pistas y espació entre ellas se recomienda de 1.5 mm. Generalmente del lado opuesto de las pistas se dibujan los símbolos de los componentes del circuito para su posterior fijación. Fig Figura 4.21 Trazado para la fijación de componentes. Actividad El profesor debe proporcionar un diagrama electrónico de algún instrumento del taller para ser dibujado por el alumno con las características específicas, identificando el tipo de diagrama a dibujar. Actividad Ahora, realizarás la práctica 14 Dibujo de diagramas eléctricos y electrónicos para que reafirmes los conocimientos teóricos que has adquirido. Autoevaluación Completa el siguiente cuadro, para ello reflexiona en tu forma de trabajar en equipo. 74

15 ACTIVIDADES POCO REGULAR MUCHO ACTIVIDADES POCO REGULAR MUCHO Trabajé en equipo con buena disposición y cordialidad? Escuché con atención y respeto las propuestas y comentarios de mis compañeros de equipo? Acepto y reconozco que mis compañeros puedan ser diferentes a mí? Investigué con responsabilidad los temas asignados y lo hice de manera oportuna y suficiente? Soy capaz de comunicar en forma oral y escrita lo que aprendí? Ante los problemas que encontramos, traté de buscar respuestas innovadoras y creativas? Pude relacionar los aprendizajes alcanzados con mi futura actividad laboral? Presenté mis trabajos de una manera limpia y ordenada? Apliqué el dibujo de diagramas en mi vida diaria? He solucionado problemas con la utilización del dibujo de diagramas? Tiene importancia el dibujo de diagramas en mi vida personal? Resumen Los diferentes tipos de diagramas que se emplean para la instalación o mantenimiento electromecánico tienen características especiales que debes considerar cada vez que realices algún dibujo. Hay que tener en cuanta cuál es el objetivo de realizar un diagrama y a quién va dirigido, es decir si se trata de un diagrama pictórico, de alambrado, elemental, esquemático, etc. Evaluación Elaboración del desarrollo de los diagramas neumáticos, hidráulicos y de conducción de fluidos. Prueba de habilidades técnicas mediante una lista de cotejo durante la práctica No. 10 Dibujo de diagramas neumáticos e hidráulicos, Práctica No. 11 Dibujo de diagramas de conducción de fluidos hidráulicos, Práctica No. 12 Dibujo de diagramas de conducción de aire comprimido y Práctica No. 13 Dibujo de diagramas de conducción de agua caliente en sistemas de calefacción. Elaboración del desarrollo de los diagramas eléctricos y electrónicos. Prueba de habilidades técnicas mediante una lista de cotejo durante la práctica No. 14 Dibujo de diagramas eléctricos y electrónicos. 75

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