Programa_Neumatica_TUM-Sunchales.pdf
- 1. 1 PROGRAMA 2020 MATERIA: Neumática. RÉGIMEN DE CURSADO: Cuatrimestral CARRERA: Tecnicatura Universitaria en Mecatrónica. PLAN DE ESTUDIOS: 2021 CICLO: Formación de Tecnicatura. ÁREAS: DOCENTE RESPONSABLE: Gabriel Mosso. EQUIPO DOCENTE CARGO DEDIC. DEPARTAM ENTO DÍAS Y HORARIOS DE CLASES LUNES MARTES MIÉRC JUEVES VIERNES SÁBADO Gabriel Mosso Adjunto Simple MEC 17:50 – 22:10 CARGA HORARIA SEMANAL(s/Plan de Estudios): 4hs cátedra. CARGA HORARIA TOTAL: 60 hs cátedra. FUNDAMENTACIÓN: La fuerza del aire se aprovecha desde hace miles de años. La palabra «neumática» proviene del griego «pneumatikós», que significa respiración. En términos generales, se entiende por neumática la parte de la ciencia de la física que trata de las propiedades de los gases y, por lo tanto, también del aire. En plantas industriales de todo el mundo se usan sistemas de control electroneumáticos para controlar el funcionamiento de equipos de fabricación, líneas de ensamblaje y máquinas de todo tipo. El progreso logrado en relación con los materiales, el diseño de los máquinas y los métodos de fabricación, sumado a las ventajas propias del aire como medio para la trasnformación de la energía, ha redundado en componentes neumáticos de mayor calidad y variedad, por lo que su utilización está muy difundida en la actualidad. También la parte funcional de los controles electroneumáticos modernos ha experimentado modificaciones, con el fin de satisfacer las necesidades concretas que plantea la industria moderna. De allí la importancia de que el estudiante de Mecatrónica desarrolle competencias para la aplicación de los conceptos relacionados con éstas áreas. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: Objetivos generales: El manejo de la energía del aire para el logro de tareas específicas en las áreas de la mecánica y el control industrial.
- 2. 2 Objetivos específicos: 1- Lograr la formación del alumno para consolidar los conocimientos básicos vinculados con la neumática, para comprender el funcionamiento de sistemas neumáticos, descubriendo los principios físicos y leyes generales cuyo contenido permitan desarrollar un dominio de un campo de conocimientos, así como un lenguaje técnico, común a todas las ramas de la Neumática. 2- Construir una base teórica que fundamente la comprensión de hechos vinculados con la neumática, para entender el funcionamiento y mantenimiento de instalaciones neumáticas, de sus componentes, para aplicarlas como herramientas que le permitan abordar el estudio y funcionamiento de las máquinas, herramientas e instalaciones de aire comprimido. 3- Procurar la formación y perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial, utilizando herramientas informáticas que permitan ensayar procesos y desarrollos productivos en circunstancias que corresponden a la realidad práctica de sistemas neumáticos. 4- Plantear las distintas variables existentes en procesos productivos de manera tal que puedan ser optimizados a fin de alcanzar mayores niveles de eficiencia, calidad, seguridad y con una menor generación de residuos y efluentes, capaces de evaluar, seleccionar, diseñar e implementar las soluciones tecnológicas más apropiadas desde el punto de vista técnico y económico. 5- Familiarización del alumno con los catálogos y fabricantes de elementos de una instalación de aire comprimido y de máquinas/herramientas, procesos de selección, instalación y mantenimiento. 6- Se busca lograr que el alumno comprenda el funcionamiento de los componentes de circuitos neumáticos, y la aplicación de estos circuitos en la industria. Interprete, lea y diseñe circuitos neumáticos con criterios racionales utilizando la simbología normalizada. Resuelva problemas prácticos de diseño, reparación y mantenimiento. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA: Unidad 1: Aplicaciones en la técnica de automatización. 1.2 Propiedades de la neumática 1.2.1 Criterios relacionados con los equipos de trabajo 1.2.2 Criterios relacionados con los sistemas de control 1.3 Desarrollo de sistemas de control neumáticos Unidad 2: Conceptos básicos de la neumática. 2.1 Fundamentos físicos 2.1.1 Ley de Newton 2.1.2 Presión 2.2 Propiedades del aire 2.2.1 La ley de Boyle-Mariotte 2.2.2 Ley de Gay-Lussac 2.2.3 Ecuación general de los gases
- 3. 3 Unidad 3: Generación y alimentación de aire comprimido. 3.1 Preparación de aire comprimido 3.1.1 Consecuencias de la utilización de aire comprimido preparado de modo deficiente 3.1.2 Nivel de presión 3.2 Compresores 3.2.1 Compresor de émbolo alternativo 3.2.2 Compresor de membrana 3.2.3 Compresor de émbolos rotativos 3.2.4 Compresor helicoidal 3.2.5 Compresor de flujo 3.2.6 Regulación 3.2.7 Tiempo de utilización 3.3 Acumulador de aire comprimido 3.4 Secador de aire 3.4.1 Secador por frío 3.4.2 Secador por adsorción 3.4.3 Secador por absorción 3.5 Distribución de aire 3.5.1 Dimensionamiento de los tubos 3.5.2 Resistencia al flujo 3.5.3 Material de los tubos 3.5.4 Disposición de los tubos 3.6 Unidad de mantenimiento 3.6.1 Filtro de aire comprimido 3.6.2 Válvula reguladora de presión 3.6.3 Lubricador del aire comprimido 3.6.4 Combinaciones de equipos Unidad 4: Sistemas de accionamiento y actuadores. 4.1 Cilindros de simple efecto 4.1.1 Función 4.1.2 Músculo neumático 4.2 Cilindros de doble efecto 4.2.1 Cilindro neumático con amortiguación final 4.2.2 Cilindro tándem 4.2.3 Cilindro con doble vástago 4.2.4 Cilindro multiposición 4.2.5 Cilindro giratorio 4.2.6 Actuador giratorio o basculante 4.3 Cilindros sin vástago 4.3.1 Cilindro de cinta 4.3.2 Cilindro con cinta hermetizante 4.3.3 Cilindro con acoplamiento magnético 4.4 Técnicas de manipulación 4.4.1 Unidad giratoria y lineal 4.4.2 Pinzas neumáticas 4.4.3 Conjuntos de aspiración 4.4.4 Generadores de vacío 4.5 Propiedades de los cilindros 4.5.1 Fuerza del émbolo 4.5.2 Carrera
- 4. 4 4.5.3 Velocidad del émbolo 4.5.4 Consumo de aire 4.6 Motores 4.6.1 Motores de émbolo 4.6.2 Motores de aletas 4.6.3 Motores de engranajes 4.6.4 Motores de turbina (motores de flujo) Unidad 5: Válvulas distribuidoras. 5.1 Tareas 5.1.1 Electroválvulas 5.1.2 Accionamiento de un cilindro de simple efecto 5.1.3 Accionamiento de un cilindro de doble efecto 5.2 Construcción 5.2.1 Válvulas de asiento 5.2.2 Válvulas de corredera 5.2.3 Datos neumáticos 5.2.4 Tipos de accionamiento de válvulas distribuidoras 5.3 Válvulas de 2/2 vías 5.4 Válvulas de 3/2 vías 5.4.1 Válvula de corredera de 3/2 vías, accionamiento manual 5.4.2 Válvula de leva de 3/2 vías 5.4.3 Válvula neumática de 3/2 vías 5.4.4 Electroválvula de 3/2 vías 5.5 Válvulas distribuidoras servopilotadas 5.5.1 Funcionamiento del servopilotaje en válvulas distribuidoras de accionamiento manual y mecánico 5.5.2 Válvula de 3/2 vías con rodillo, servopilotada 5.5.3 Funcionamiento del servopilotaje en válvulas distribuidoras de accionamiento eléctrico 5.5.4 Electroválvula de 3/2 vías, servopilotada 5.5.5 Comparación entre válvulas de accionamiento directo y válvulas servopilotadas 5.6 Válvulas de 5/2 vías 5.6.1 Válvula neumática de 5/2 vías 5.6.2 Válvula neumática biestable de 5/2 vías 5.6.3 Electroválvula de 5/2 vías, servopilotada 5.6.4 Electroválvula biestable de 5/2 vías, servopilotada 5.7 Válvulas de 5/3 vías 5.7.1 Válvulas neumáticas de 5/3 vías 5.7.2 Electroválvula servopilotada de 5/3 vías, centro a escape 5.7.3 Significado de la posición central 5.8 Valor de caudal de válvulas 5.9 Funcionamiento admisible de válvulas 5.9.1 Montaje de válvulas con rodillo 5.9.2 Montaje de las válvulas Unidad 6: Válvulas de cierre, reguladoras de caudal y reguladoras de presión; combinaciones de válvulas. 6.1 Válvulas de cierre 6.1.1 Válvulas antirretorno 6.1.2 Elementos de procesamiento 6.1.3 Válvula de simultaneidad: Función lógica de Y
- 5. 5 6.1.4 Válvula selectora: Función lógica de O 6.1.5 Válvula de escape rápido 6.1.6 Válvulas de cierre 6.2 Válvulas reguladoras de caudal 6.2.1 Válvulas estranguladoras 6.2.2 Válvulas de estrangulación y antirretorno 6.2.3 Estrangulación del aire de alimentación 6.2.4 Estrangulación del aire de escape 6.2.5 Utilización de los tipos de estrangulación 6.3 Válvulas reguladoras de presión 6.3.1 Válvula reguladora de presión 6.3.2 Válvula limitadora de presión 6.3.3 Válvula de secuencia 6.4 Combinación de válvulas 6.4.1 Válvula temporizadora Unidad 7: Terminales de válvulas. 7.1 Medidas para la optimización del funcionamiento de válvulas individuales 7.2 Ventajas de válvulas individuales optimizadas 7.3 Válvulas optimizadas, montaje en bloque 7.4 Conexión eléctrica de bloques de válvulas 7.5 Conceptos de instalación modernos 7.5.1 Ventajas de los conceptos de instalación modernos 7.5.2 Componentes de control, para la instalación más sencilla 7.5.3 Terminal de instalación 7.5.4 Cableado con conexión multipolo 7.5.5 Estructura de un sistema de bus de campo 7.5.6 Funcionamiento de un sistema de bus de campo 7.5.7 Tipos de buses de campo Unidad 8: Neumática proporcional. 8.1 Reguladores de presión proporcionales 8.1.1 Función de una válvula proporcional, reguladora de presión 8.1.2 Utilización de una válvula proporcional, reguladora de presión 8.1.3 Control del banco de prueba 8.1.4 Esquema de distribución de una válvula proporcional, reguladora de presión 8.1.5 Funcionamiento de una válvula proporcional, reguladora de presión 8.2 Válvulas distribuidoras proporcionales 8.2.1 Función de una válvula proporcional 8.2.2 Utilización de una válvula proporcional 8.2.3 Esquema de distribución de una válvula proporcional 8.2.4 Función de indicación de caudal de una válvula proporcional 8.3 Actuador neumático de posicionamiento 8.3.1 Utilización de un actuador neumático de posicionamiento 8.3.2 Construcción de un actuador neumático de posicionamiento Unidad 9: Fundamentos de la electrotecnia aplicados al control neumático. 9.1 Corriente continua y corriente alterna 9.2 Ley de Ohm 9.2.1 Conductor eléctrico 9.2.2 Resistencia eléctrica
- 6. 6 9.2.3 Fuente de tensión 9.3 Potencia eléctrica 9.4 Funcionamiento de un electroimán 9.4.1 Estructura de un electroimán 9.4.2 Aplicaciones de electroimanes 9.4.3 Resistencia inductiva con tensión alterna 9.4.4 Resistencia inductiva con tensión continua 9.5 Funcionamiento de un condensador eléctrico 9.6 Funcionamiento de un diodo 9.7 Mediciones en un circuito eléctrico 9.7.1 Definición: Medir 9.7.2 Indicaciones de seguridad 9.7.3 Forma de proceder al efectuar mediciones en un circuito eléctrico 9.7.4 Medición de tensión 9.7.5 Medición de intensidad 9.7.6 Medición de resistencia 9.7.7 Fuentes de errores en mediciones realizadas en un circuito eléctrico 9.8 Componentes y módulos de la parte de mando eléctrico 9.8.1 Fuente de alimentación 9.8.2 Pulsador y selector 9.8.3 Contacto normalmente abierto 9.8.4 Contacto normalmente cerrado 9.8.5 Conmutador 9.8.6 Sensores para detección de posiciones y control de la presión 9.8.7 Detectores de finales de carrera 9.8.8 Detectores de proximidad 9.9 Relés y contactores 9.9.1 Construcción de un relé 9.9.2 Aplicaciones de relés 9.9.3 Relé de remanencia 9.9.4 Relé de temporización 9.9.5Construcción de un contactor 9.9.6 Unidades de control pequeñas Unidad 10: Descripciones de secuencias funcionales 10.1 Diagramas de funciones de máquinas y equipos 10.1.1 Ámbito de aplicación del diagrama de funciones 10.1.2 Diagrama espacio-pasos Unidad 11: Estructura de esquemas de distribución. 11.1 Esquema de distribución neumático 11.1.1 Distribución de símbolos en un esquema de distribución neumático 11.1.2 Posición de cilindros y de válvulas distribuidoras 11.1.3 Código de identificación de componentes. Unidad 12: Medidas de seguridad en sistemas de control electroneumáticos. 12.1 Peligros y medidas de protección 12.2 El efecto de la corriente eléctrica en seres humanos 12.2.1 El efecto de la corriente eléctrica 12.2.2 La resistencia eléctrica del ser humano 12.2.3 Factores que inciden en el peligro de accidentes
- 7. 7 12.3 Medidas de protección contra accidentes ocasionados por corriente eléctrica 12.3.1 Protección contra contacto directo 12.3.2 Conexión a tierra 12.3.3 Baja tensión de protección 12.4 Panel de mando y sistemas de aviso 12.4.1 Interruptor de red 12.4.2 PARADA DE EMERGENCIA 12.4.3 Elementos de mando en sistemas de control electroneumáticos 12.5 Protección de sistemas eléctricos frente a influencias del entorno 12.5.1 Identificación de los tipos de protección Unidad 13: Símbolos. 13.1 Símbolos de componentes neumáticos 13.1.1 Símbolos correspondientes a la parte de alimentación de energía 13.1.2 Símbolos de válvulas 13.1.3 Símbolos de válvulas distribuidoras 13.1.4 Símbolos de válvulas antirretorno, válvulas estranguladoras y válvulas de escape rápido 13.1.5 Símbolos de válvulas reguladoras de presión 13.1.6 Símbolos de elementos de trabajo 13.1.7 Símbolos de otros elementos 13.2 Símbolos de componentes eléctricos 13.2.1 Símbolos correspondientes a funciones básicas 13.2.2 Símbolos de actuadores electromecánicos 13.2.3 Símbolos de relés y contactores 13.2.4 Símbolos de sensores Las normas Índice de términos técnicos Unidad 14: Sistemas. Identificación de fallas. 14.1 Contaminación del aire comprimido como principal causa de falla. 14.2 Desarrollo de un sistema de mando. ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE: - Se fomentará la interpretación de planos electroneumáticos para la resolución de problemas. - Se avanzará en la familiarización con software libre para la simulación de circuitos electroneumáticos. - Se utilizará lenguaje y simbología normalizada. - Se motivarán momentos de resolución de problemas en equipo y exposiciones grupales.
- 8. 8 CRITERIOS DE EVALUACIÓN: La evaluación será constante, dinámica, cooperativa y tenderá a jerarquizar la importancia del compromiso del alumno en el proceso de construcción del aprendizaje. Se evaluarán: a) Saberes y competencias que poseen los alumnos en términos de requerimientos necesarios para una secuencia futura de aprendizajes, para conocer-diagnosticar, adecuar prácticas de enseñanza y para que el estudiante dé significado a sus experiencias previas. b) Capacidad para interpretar y aplicar conceptos de la neumática, simbologías y planos, a los efectos de acompañar procesos de aprendizaje y resolver situaciones problemáticas. c) Competencia para relacionar, integrar y adecuar contenidos a las condiciones del contexto de situaciones dadas, a fin de construir un juicio de valor que refleje el nivel de aprendizaje alcanzado por cada sujeto (acreditación). CONDICIONES DE REGULARIDAD Y PROMOCIÓN: Para regularizar: Registrar como mínimo 75% de asistencia a clases. Aprobar 2 exámenes parciales (con calificación 6 o superior). Los alumnos tendrán la posibilidad de rendir un examen recuperatorio al final del cuatrimestre (de uno o ambos parciales). Para aprobar / promocionar: Registrar como mínimo 75% de asistencia a clases. Aprobar 2 exámenes parciales (con calificación 8 o superior). BIBLIOGRAFÍA: Bibliografía específica: - “Neumatica y Electroneumatica, Fundamentos”. FESTO. Autores: Frank Ebel, Siegfried Idler, Georg Prede, Dieter Scholz Bibliografía complementaria: - “Neumatica. Nivel básico TP101, Manual de Estudio”. FESTO DIDACTIC - “Seminario NEU - FN. Identificacion de fallas en sistemas neumáticos”. FESTO.
- 9. 9 CRONOGRAMA TENTATIVO DE TRABAJO: CLASE FECHA DETALLE 1 25/03 TEORICA: Presentación Materia y Campus Virtual. 2 08/04 TEORICA: UNIDADES 1 y 2. 3 15/04 TEORICA: UNIDAD 3 y 4 4 22/04 TEORICA: UNIDAD 5. Trabajo Práctico. Consultas. 5 29/04 EXAMEN 1º PARCIAL 6 06/05 TEORIA: UNIDADES 6 Y 7 7 20/05 TEORIA: UNIDADES 8 Y 9 8 27/05 TEORICA/PRACTICA: UNIDAD 9 Y 2º TRABAJO PRACTICO 9 03/06 TEORIA: UNIDADES 11 Y 12. 10 10/06 TEORICA/PRACTICA: UNIDAD 13 y 3º TRABAJO PRACTICO. 11 17/06 TEORICA: UNIDAD 14 Y RESUMEN FINAL. 12 24/06 PRACTICA EN LABORATORIO. PRESENTACION DE 2º Y 3º TP Y CLASE DE CONSULTA. 14 01/07 EXAMEN 2º PARCIAL. DOCENTE RESPONSABLE: APELLIDO Y NOMBRE FIRMA Mosso, Gabriel Nestor Presentar copia impresa en Secretaría Académica y enviar copia digital a la siguiente dirección de correo electrónico lauraborgogno@unraf.edu.ar .