Neumática - Escuela de Ingeniería Mecánica

Neumática - Escuela de Ingeniería Mecánica

UNIVERSIDAD DEL VALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
1.
IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA
1.1CURSO:
1.2CÓDIGO:
1.3PRERREQUISITOS:
1.4PLAN DE ESTUDIOS:
1.5CRÉDITOS:
1.6INTENSIDAD HORARIA:
1.7HABILITABLE:
1.8VALIDABLE:
2.
NEUMÁTICA
780008M
Mecánica de Fluidos (780066M)
Ingeniería Mecánica
3
3hras./semana
NO
NO
OBJETIVOS
2.1 Generales
El estudiante al finalizar el curso estará en capacidad de analizar, calcular y diseñar circuitos neumáticos para
su aplicación industrial o afines.
2.2 Específicos
El estudiante al finalizar el curso, estará capacitado en el conocimiento de aspectos de la neumática como:
·
·
·
·
3.
Explicar el funcionamiento y construcción de los elementos que componen un circuito neumático.
Interpretar y construir mandos básicos para sistemas neumáticos..
Calcular y diseñar mandos de movimientos secuenciales para un circuito de un sistema neumático.
Calcular y diseñar mandos electroneumáticos
CONTENIDO
CAPITULO 1
Introducción. Definición de neumática. Aplicaciones. El cilindro neumático. Ventajas y desventajas del aire
comprimido.
CAPITULO 2
Simbología. Fuentes de potencia. Conductores y acoples. Actuadores. Válvulas. Componentes auxiliares.
Simbología DIN/ISO 1219 y símbolos no normalizados.
CAPITULO 3
Composición y propiedades del aire. Propiedades físicas del aire atmosférico. Presión atmosférica. Escalas de
temperatura. Leyes de los gases perfectos. Procesos de compresión del aire.
CAPITULO 4
Ciclo de compresión. Dos grupos de compresores. Diagramas indicadores. Mas información. Potencia.
Compresores dinámicos. Cambio de energía. Pared de piedra.
CAPITULO 5
Compresores. Tipos. Compresores de desplazamiento positivo. Compresores reciprocantes. Compresores de
diafragma. Compresor de tornillo helicoidal. Compresor de rotor lobular. Compresores dinámicos.
Compresores centrífugos. Compresores axiales. Clasificación de los compresores.
1
CAPITULO 6
Selección de compresores. Consideraciones de presión y volumen. Unidades simples o múltiples. Otras
consideraciones de selección. Compresores reciprocantes. Compresor centrífugo. Compresor de tornillo
helicoidal. Regulación de los compresores. Estrangulamiento de la admisión. Aislamiento total de la admisión.
Variación del rendimiento volumétrico. Variación de la velocidad del motor de accionamiento. Arranque y parada
automática del motor eléctrico. Método de alivio en las válvulas de admisión. Método combinado. Descarga a la
atmósfera. Readmisión del aire comprimido. Refrigeración. Algunos consejos finales.
CAPITULO 7
Preparación del aire comprimido. Filtración. Operación de filtrado. Filtros coalescentes o coalescibles.
Elementos constitutivos de los filtros. Regulación. Funcionamiento del regulador. Lubricación. Operación del
lubricador. Construcción del lubricador. Selección, instalación y mantenimiento. Muestra de catálogos SMC y
FESTO.
CAPITULO 8
Secadores de aire comprimido. Un fenómeno natural. Condiciones provenientes del compresor. Cálculo de la
condensación total. El fondo del problema. Secadores refrigerados. Punto de rocío de los secadores
refrigerados. Secadores químicos. Secadores deliquescentes. Secadores absortivos. Métodos de regeneración.
Selección del secador. Muestra de catálogos SMC.
CAPITULO 9
Sistemas de distribución. Configuraciones de las redes distribuidoras. Dimensionamiento de una red abierta por
el criterio de pérdida de carga. Previsión de la ampliación. Fugas. Drenaje de la red. Materiales para las tuberías
de aire comprimido. Receptores o depósitos de aire. Dimensionado e instalación del depósito.
Recomendaciones prácticas de dimensionamiento. Instalación. Estudio de una instalación de aire comprimido.
Aplicación No.1 planta de fundición.
CAPITULO 10
Cilindros. Terminología y construcción de cilindros. Sellos. Ensamble. Clasificación de los cilindros. Variaciones
del cilindro. Doble extremo de vástago. Tamden. Duplex. Ariete hidráulico. Telescopicos. Carrera ajustable.
Cable. Sin vástago. Otros actuadores lineales. Ponqué o diafragma plano. Diafragma móvil. Fuelles. Resorte de
aire. Dimensionamiento de los cilindros. Cilindros. Montaje. Tipos de fijación o montaje. Datos para la elección
de un cilindro. Cálculo de los cilindros. Fuerza teórica (Ft). Fuerza nominal (Fn). Fuerza efectiva (Fe). Fuerza del
cilindro. Reglaje de la fuerza del cilindro. Margen de seguridad sobre la fuerza estimada. Margen de seguridad
sobre la presión. Consumo de aire. Cálculo del vástago. Cálculo por compresión: Ã<40. Selección de un cilindro
de catálogos. Amortiguación. Tipos de juntas y materiales empleados.
Primera evaluación parcial.
CAPITULO 11
Motores neumáticos. Tipos de construcciones. Motores de paletas. Motores de aire a pistón. Motores turbina.
Motores de aire gerotor. Terminología y especificaciones de los motores de aire. Contrapresión. Blow-by.
Velocidad de diseño. Potencial nominal. Velocidad libre. Presión normal. Torque de trabajo. Torque de arranque.
Torque de parada. Características de funcionamiento. Instalación y mantenimiento.
CAPITULO 12
Actuadores rotatorios. Construcción del actuador. Actuadores de paletas. Actuadores de vejiga. Actuadores de
cilindro y biela. Actuadores de cremallera y pistón. Actuadores de pistón-horquilla. Actuadores de cadena y
pistón. Actuadores tipo hélice. Opciones y accesorios. Selección del actuador.
CAPITULO 13
Controles direccionales. Posición. Accionadores de válvulas. Acción de las válvulas. Trayectoria de flujo de
posición de centro. Montaje.
CAPITULO 14
Controles de flujo. Consideraciones de presión. Consideraciones de tubería. Consideraciones de orificios.
Porqué el control de flujo? Válvulas cheque. Controles de flujo.
CAPITULO 15
Coeficientes de flujo. Adición de pérdidas de energía. Capacidad de flujo. Cálculo de flujo de aire. Analogía
2
eléctrica. Electricidad. Neumática. Aplicaciones prácticas. Dimensionamiento y selección de la válvula. Factor de
flujo Cv. Caudal a partir del Cv. Ejemplo de utilización 1. Ejemplo de utilización 2. Caudal nominal de una
válvula. Curvas características de una válvula. Ejemplo de selección de una válvula.
CAPITULO 16
Sensores. Sensores de posición. Switches limitadores y válvulas límites. Sensores de chorro de aire. Sensores
de proximidad. Magnéticos. Capacitivos. Radio frecuencia inductiva. Fotoeléctrico. Ultrasónico. Sensores de
presión. Válvulas pilotadas por aire. Switches (interruptores) de presión. Sensores de tiempo. Temporizadores
neumáticos. Temporizadores eléctricos y combinados.
CAPITULO 17
Componentes auxiliares. La presión y su medición. Construcción de los medidores de presión. Indicadores de
presión. Control de ruido. Válvula selectora de circuito. Válvulas de escape rápido. Sensores y válvulas
integradas en cilindros.
CAPITULO 18
Conducciones y conectores. Tuberías. Acoples y accesorios. Mangueras. Accesorios para manguera.
Accesorios para desconexión rápida. Juntas giratorias. Bridas.
CAPITULO 19
Circuitos neumáticos. Introducción. Representación del esquema de mando en un circuito neumático.
Designación de los elementos de un circuito mediante letras. Diagrama de funcionamiento. Diagrama de
comando. Establecimiento del diagrama. Circuitos de accionamiento. Método intuitivo. Cilindros de simple
acción. Cilindros de doble acción. Circuitos secuenciales. Método cascada. Ejemplos de circuitos. Cilindros
grandes. Temporizadores. Generador de impulsos.
Segunda evaluación parcial.
CAPITULO 20
Microprocesadores. Los microprocesadores controlan la secuencia de cilindros. Nueva opción. Componentes
del microcomputador. Ventajas. Pequeño, peso liviano. Aplicación final.
4.
METODOLOGÍA
El curso se desarrollará por medio de clases teóricas y con ayudas de diapositivas. Se desarrollarán tareas que
harán parte de la s evaluaciones parciales, cuyo objetivo será complementar y afianzar los conocimientos
aprendidos, preparándose mejor aún el estudiante para los exámenes y el trabajo final. El trabajo final será un
proyecto de diseño, donde se aplicará al máximo todo el conocimiento aprendido a través del curso. El curso se
complementará con explicaciones complementarias en el banco de neumática de los laboratorios de Fluidos y
con visitas industriales.
5.
EVALUACIÓN
·
·
·
6.
·
·
·
·
·
·
·
·
·
2 Evaluaciones parciales
Quizes, laboratorios, visita
1 Trabajo de curso
60%
15%
25%
BIBLIOGRAFÍA
Manual de Neumática de Vickers y Parker
Introducción a la neumática. Antonio Guillen. Edit. Marcombo Boixareu. 1993.
Aplicaciones de la neumática. W. Deppert, K. Stoll. Edit. Marcombo Boixareu. 1991.
Circuitos básicos de neumática. Miguel Carulla, Edit. Marcombo Boixareu. 1993.
Automatización neumática convencional nivel I, Depto. Técnico AIRMATC.
Neumática. Danilo Echeverry. Edit. Univalle. 1995.
Iniciación a la tecnica neumática. H Meixner, R Kobler. Edit. Festo Alemania 1974.
Técnicas del mando automático: Iniciación al mando neumático y electroneumático J.P Hasebrink, R Kobler,
Edit. Festo 1974.
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