SISTEMAS NEUMÁTICOS Y OLEOHIDRÁULICOS.

INGENIERÍA TÉCNICA INDUSTRIAL EN MECÁNICA

6 CRÉDITOS

1. DENOMINACIÓN: Sistemas Neumáticos y Oleohidráulicos.

2. TITULACIÓN: Ingeniero Técnico Industrial en Mecánica.

3. OBJETIVOS GENERALES

La asignatura de Neumática y Oleohidráulica tiene como finalidad introducir a los alumnos en el mundo de estas dos tecnologías universalmente empleadas en la industria y en los servicios. Para ello se comienza explicando los elementos que constituyen los circuitos neumáticos y oleohidráulicos, como son los compresores, bombas, cilindros y válvulas, para a continuación entrar en los circuitos propiamente dichos.

Se pretende que el alumno no sólo conozca la neumática y oleohidráulica, sino también la electroneumática y electrohidráulica, así como el funcionamiento de los circuitos a través de autómatas programables.

4. PROGRAMA DE TEORÍA DE LA ASIGNATURA. 0.- CONCEPTOS BÁSICOS DE MECÁNICA DE FLUIDOS

Propiedades de los fluidos. Otras propiedades de los aceites. Presión. Hidrostática. Teorema de la Continuidad. Ecuación de Bernoulli. Teorema de la Cantidad de Movimiento. Pérdidas de carga en tuberías. Circuitos hidráulicos. Funcionamiento de una bomba en una instalación. Cavitación.

1.-INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA. Definición de neumática. Propiedades del aire comprimido. Aplicaciones. Preparación del aire comprimido: Compresor, refrigerador, separador, depósito de regulación, secador, red de distribución. 2.- ACTUADORES Definición y tipos de motores neumáticos. Motores lineales: cilindros de simple y doble efecto Motores giratorios y actuadores de giro. Características constructivas. Variables de cálculo. Al final o en medio de esta sesión enseñar la instalación neumática existente, así como diferentes tipos de actuadores + vídeo de 15 min. 3.-VÁLVULAS Clasificación de las válvulas según su función. Válvulas distribuidoras. Características. Válvulas de asiento. Válvulas de corredera. Válvulas de disco giratorio. Maniobra de las válvulas: pilotadas, electroválvulas. Válvulas de bloqueo. Reguladores de presión. Válvulas de caudal. Válvulas de cierre. Válvulas proporcionales. Simbología. Selección de válvulas. 4.-ELEMENTOS AUXILIARES Captadores de posición. Detectores de paso. Interruptores neumáticos. Amplificadores de presión. Eyectores de vacío. Convertidores de señal. Tuberías y racores.

5.-CIRCUITOS NEUMÁTICOS Métodos de representación. Diagrama espacio-fase. Secuencia de actividades. Esquema funcional. Esquema posicional. Parámetros de un circuito: fuerzas, carrera, secciones, velocidades de desplazamiento. Ejemplos de circuitos neumáticos. Realización de circuitos a través de ordenador. Planteamiento de un proceso para que realicen una automatización neumática que montarán en el laboratorio en las prácticas. 6.-ELECTRONEUMÁTICA Introducción Entradas de señal. Finales de carrera: mecánicos, inductivos. Detectores: inductivos, capacitivos, ópticos. Relés. Relés temporizadores. Electroválvulas. Circuitos básicos. Circuito de autorretención. Circuitos electroneumáticos. Circuitos electroneumáticos con interferencias. Realización de circuitos a través de ordenador.

Planteamiento de un proceso para que realicen una automatización electroneumática que montarán en el laboratorio en las prácticas.

7.-INTRODUCCIÓN A LA OLEOHIDRÁULICA Características fundamentales de la oleohidráulica. Aplicaciones Principios de funcionamiento. Circuitos elementales. Representación simbólica. 8.-BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS Bombas de engranajes externos. Bombas de engranajes internos. Bombas de paletas de cilindrada constante. Bombas de paletas de cilindrada variable. Bombas de pistones radiales. Bombas de pistones axiales. Motores hidráulicos.

9.-ACTUADORES HIDRÁULICOS Y VÁLVULAS Cilindros hidráulicos de simple y doble efecto. Cilindros especiales. Dispositivos de sujeción y pandeo. Actuador oscilante. Válvulas de cierre. Válvulas direccionales: de asiento y corredera. Válvulas de presión Válvulas de flujo. Válvulas proporcionales. Servoválvulas. 10.-ELEMENTOS AUXILIARES Acumuladores hidráulicos. Líquidos hidráulicos Filtros. Manómetros y presostatos. Depósitos. Tuberías y racores. Técnicas de conexión e interconexión. Equipos hidráulicos. 11.-CIRCUITOS OLEOHIDRÁULICOS 12.-AUTOMATIZACIÓN CON AUTÓMATAS PROGRAMABLES. Introducción Arquitectura: componentes del autómata. Conexión autómata máquina. Funcionamiento del autómata. Programación Detección de errores 13.-NEUMÁTICA Y OLEOHIDRÁULICA PROPORCIONAL. Válvula proporcional de caudal 5/3: Diseño y características. Funcionamiento Control de la velocidad de desplazamiento de un cilindro en lazo abierto Control de la presión de un cilindro Control de la posición de un cilindro

5.- PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO

• Neumática :

• Consulta de catálogos. Entrega de informe. • Observación de los elementos del laboratorio de Neumática y

montaje de circuitos básicos. Entrega del diagrama espacio-fase y la secuencia de actividades.

• Presentación del programa FluidSIM 3.5. Dibujo de un circuito

elemental mediante el programa. Entrega del circuito diseñado. • Dibujo y simulación del circuito neumático del proceso diseñado por

ordenador con el programa FluidSIM 3.5.

• Montaje del circuito neumático del proceso diseñado sobre panel, en el laboratorio.

• Electroneumática :

• Montaje de circuitos sencillos que aparecen en el libro de apuntes de

Neumática y Electroneumática. • Dibujo y simulación del circuito neumático y eléctrico del proceso

diseñado por ordenador con el programa FluidSIM 3.5. • Montaje del circuito neumático y eléctrico del proceso diseñado sobre

panel, en el laboratorio.

• Autómatas programables:

• Presentación del autómata. Programación de una secuencia mediante el programa SYSWIN. Entrega del programa.

• Programación de una secuencia determinada para el manipulador del

laboratorio.

• Oleohidráulica:

• Observación de los diferentes elementos oleohidráulicos (cilindros, válvulas,...) y de los circuitos elementales de que dispone el laboratorio.

6.- TIPO DE ACTIVIDADES PROGRAMADAS

La asignatura es cuatrimestral y consta de 6 créditos, 1,5 créditos teóricos (teoría y

resolución de ejercicios) y 4,5 créditos prácticos de laboratorio.

La asignatura se imparte en 4 horas semanales durante el primer cuatrimestre.

Proyecto a desarrollar por parte del alumno Trabajo propuesto: Diseño de un proceso automatizado mediante neumática y electroneumática. Especificaciones del trabajo a realizar El trabajo propuesto habrá de ser realizado en grupo. La división de los mismos será idéntica a la del resto de las prácticas de la asignatura, siendo imprescindible su realización para obtener el aprobado. En primer término cada grupo gestará una idea del proceso a realizar, que podrá servir indistintamente para los sectores económicos primario, secundario o terciario, disponiendo los alumnos de libertad para diseñar lo que estimen conveniente. A continuación se señalarán los requerimientos del proceso, detallando los movimientos y esfuerzos a realizar, la secuencia de los mismos y todo aquello que sirva para definirlo suficientemente. Todo lo anterior debe presentarse en la fecha señalada por el profesorado, para que reciba el visto bueno o las objeciones pertinentes por parte de los profesores de la asignatura.

Una vez pasado el trámite indicado, los alumnos diseñarán detalladamente el proceso y confeccionarán un listado de los elementos necesarios.

Seguidamente se resolverán los circuitos neumático y electroneumático.

Por último los alumnos deberán presentar los trabajos oralmente a los profesores de la asignatura. Aunque obviamente el trabajo podrá ser distribuido entre los miembros del grupo, todos ellos deberán conocer el proceso en cierta profundidad, pudiendo ser preguntados sobre ello en el momento de su presentación.

Trabajo a presentar Cada grupo debe presentar una memoria que conste, como mínimo, de los siguientes apartados:

1. - PORTADA (Título, autores, asignatura, curso, etc.)

2. - ÍNDICE

3. - INTRODUCCIÓN

4. - AUTOMATIZACIÓMN NEUMÁTICA, que consta de:

• SECUENCIA DE MOVIMIENTOS (señalar interferencias, grupos, relación entre finales de carrera y secuencia de movimientos, etc.)

• ESQUEMA FUNCIONAL NEUMÁTICO CORRECTAMENTE REPRESENTADO. Denominación de los elementos de que consta.

• SECUENCIA DE ACTIVIDADES

• DIAGRAMA ESPACIO-FASE

5. - AUTOMATIZACIÓN ELECTRO-NEUMÁTICA (explicar brevemente el objetivo de la misma, el modo en el que se ha realizado, los elementos empleados y todo lo que el alumno crea conveniente recalcar)

• ESQUEMA ELECTRO-NEUMÁTICO

• SECUENCIA DE ACTIVIDADES

6. - AUTÓMATAS PROGRAMABLES (esquema del brazo manipulador, indicando los actuadores de que consta y los finales de carrera; secuencia programada; entradas y salidas del autómata y programa)

La memoria debe estar correctamente redactada (espaciado, paginación, numeración de figuras y tablas, etc.) y presentada con la mayor claridad posible. Se recomienda emplear fuente Arial 12 para el texto.

7.- EVALUACIÓN

La asignatura quiere ser fundamentalmente práctica. El forzoso seguimiento del aprendizaje y de la formación de los alumnos tendrá varias vertientes, por una parte se tendrá en cuenta la asistencia, la atención y la participación de cada persona en las clases. Por otra, cada tema, concluye con prácticas de laboratorio que serán tenidas en consideración en la evaluación. Además, los alumnos, formando grupos de 3 ó 4 personas, diseñarán un pequeño proceso industrial que deberán automatizar mediante neumática y electroneumática, debiendo montarlo en el propio laboratorio para comprobar su correcto funcionamiento. Deberán presentar un informe que comprenda una memoria justificativa, esquemas y planos. Este trabajo habrá de defenderse de manera oral. Los conocimientos de oleohidráulica se justificarán en un examen escrito de corta duración.

En el momento de la calificación de la asignatura se valorarán la dificultad del

proceso automatizado, la laboriosidad, la originalidad e ingeniosidad del mismo, la limpieza en la resolución, el trabajo presentado, su defensa oral, los informes de prácticas entregados a lo largo del curso y la actitud y participación del alumno en las clases teóricas de la asignatura y en las prácticas. Así mismo se tendrá en consideración el examen final de oleohidráulica. La asistencia a las prácticas y la realización de los informes consiguientes es obligatoria.

8.- BIBLIOGRAFÍA.

• FESTO. “Manuales de neumática electroneumática y oleohidráulica”. • Mannesmann Rexroth. “Manuales de neumática, electroneumática y

oleohidráulica”. • Hydraulik Ring. “Manuales de oleohidráulica y electrohidráulica” • Apuntes de Neumática y Oleohidráulica. Belen Mongelos, Jabier Almandoz e

Idoia Pellejero. • Conceptos de Mecánica de Fluidos. Belen Mongelos, Jabier Almandoz e Idoia

Pellejero.. • Neumática Industrial. Diseño, selección y estudio de elementos neumáticos.

Jesús Peláez Vara, Esteban García Maté.

9.- RECOMENDACIONES PARA CURSAR LA MATERIA 9.1.- Conocimientos previos necesarios

• Conocimientos básicos de Mecánica de fluidos. • Conocimiento de programas informáticos de entorno Windows: Word y

Power-Point.

9.2.- Direcciones de Internet de interés

El departamento que imparte esta asignatura es “Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos”. La sección departamental de la Escuela Universitaria Politécnica de Donostia ha creado un sitio web, que se encuentra en funcionamiento y actualizada, desde el año 2005. En dicho sitio se ha desarrollado todo el funcionamiento de la sección departamental: Profesorado, tutorías, docencia, investigación, laboratorio etc. Asimismo se ha colgado, dentro de cada asignatura, toda la documentación que los respectivos profesores han desarrollado para su impartición.

La dirección es: http://www.ehu.es/inwmooqb/ , pudiéndose acceder también a través

del sitio web de la Escuela Universitaria Politécnica de Donostia, seleccionando el departamento ya indicado anteriormente.

En esta dirección el alumno de Sistemas Neumáticos y Oleohidráulicos tiene a su

disposición los apuntes de la asignatura y los guiones de las prácticas de laboratorio.