Sistemas hidráulicos y neumáticos

MANUAL DE LA
ASIGNATURA
MT-SUP-
MT-SUP-XXX
REV00

INGENIERÍA MECATRÓNICA
SISTEMAS HIDRÁULICOS Y
NEUMÁTICOS

F-RP-CUP-17/REV:00
RP-CUP-

DIRECTORIO
Secretario de Educación Pública

Dr. Reyes Taméz Guerra

Subsecretario de Educación Superior

Dr. Julio Rubio Oca

Coordinador de Universidades Politécnicas

Dr. Enrique Fernández Fassnacht

1

PAGINA LEGAL José Manuel Robles Solís (UPZ)
Carlos Orozco García (UPSIN)
Juan Martín Albarran Jiménez (UPVM)
Fabio Fernández Ramírez (UPCH)
Ignacio Zea Caloca (UPCH)

Primera Edición: 200_

DR  2005 Secretaría de Educación Pública
México, D.F.

ISBN-----------------

2

ÍNDICE Introducción............................................................................. 4

Ficha Técnica.............................................................................. 5

Identificación de resultados de aprendizaje ........................ 7

Planeación del aprendizaje........................................................ 12

Evaluaciones sumativas .......................................................... 20

Desarrollo de prácticas.............................................................. 28

Glosario....................................................................................... 42

Bibliografía ................................................................................. 46

3

INTRODUCCIÓN La neumática constituye una herramienta muy importante dentro del control automático
en la industria.
El aire comprimido es una de las formas de energía más antiguas que conoce el hombre
y aprovecha para reforzar sus recursos físicos.
El descubrimiento consciente del aire como medio - materia terrestre - se remonta a
muchos siglos, lo mismo que un trabajo más o menos consciente con dicho medio.
El primero del que se sabe con seguridad que se ocupó de la neumática, es decir, de la
utilización del aire comprimido como elemento de trabajo, fue el griego KTESIBIOS. Hace
más de dos mil años, construyó una catapulta de aire comprimido. Uno de los primeros
libros acerca del empleo del aire comprimido como energía procede del siglo I de
nuestra era, y describe mecanismos accionados por medio de aire caliente.
De los antiguos griegos procede la expresión "Pneuma", que designa la respiración, el
viento y, en filosofía, también el alma.
Como derivación de la palabra "Pneuma" se obtuvo, entre otras cosas el concepto
Neumática que trata los movimientos y procesos del aire.
Aunque los rasgos básicos de la neumática se cuentan entre los más antiguos
conocimientos de la humanidad, no fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron a
investigarse sistemáticamente su comportamiento y sus reglas. Sólo desde aprox. 1950
podemos hablar de una verdadera aplicación industrial de la neumática en los procesos
de fabricación.
Es cierto que con anterioridad ya existían algunas aplicaciones y ramos de explotación
como por ejemplo en la minería, en la industria de la construcción y en los ferrocarriles
(frenos de aire comprimido).
La irrupción verdadera y generalizada de la neumática en la industria no se inició, sin
embargo, hasta que llegó a hacerse más acuciante la exigencia de una automatización y
racionalización en los procesos de trabajo.
A pesar de que esta técnica fue rechazada en un inicio, debido en la mayoría de los
casos a falta de conocimiento y de formación, fueron ampliándose los diversos sectores
de aplicación.
En la actualidad, ya no se concibe una moderna explotación industrial sin el aire
comprimido. Este es el motivo de que en los ramos industriales más variados se utilicen
aparatos neumáticos.

En lo que respecta a los sistemas hidráulicos, estos son usados en plantas modernas de
producción e instalaciones de manufactura.
Por hidráulica se entiende generación de fuerzas y movimiento utilizando fluidos
hidráulicos.
Los fluidos hidráulicos representan el medio de transmisión de potencia.
El lugar ocupado por la hidráulica en la tecnología de automatización moderna ilustra el
amplio rango de aplicaciones para las cuales puede ser usada.
Se puede hacer una distinción básica: hidráulica estacionaria e hidráulica móvil.
Los sistemas de hidráulica móvil, por ejemplo, se trasladan sobre ruedas o vías, a
diferencia de los sistemas de hidráulica estacionaria, los cuales permanecen
firmemente sujetos en una posición. Una característica de la hidráulica móvil es que las
válvulas frecuentemente son operadas de manera manual. En el caso de la hidráulica
estacionaria, sin embargo, se usan principalmente válvulas solenoides.
Otras áreas incluyen la hidráulica marina, minera y de aviación. La hidráulica de
aviación asume una especial posición debido a que las medidas de seguridad son de
tan crítica importancia aquí.

Esta asignatura aportará al estudiante la técnica, la disciplina y los conocimientos
necesarios para ejercer y aplicar la hidráulica y la neumática a los sistemas mecánicos
que a su vez puedan integrarse a los sistemas mecatrónicos que sea capaz de
desarrollar.

4

FICHA TÉCNICA

FICHA TÉCNICA

Nombre: Sistemas Hidráulicos y Neumáticos

Clave:
Este curso es fundamental para que el alumno desarrolle las habilidades necesarias
para analizar los sistemas hidráulicos y neumáticos para aplicaciones mecatrónicas,
ya que en el ámbito profesional los sistemas hidráulicos y neumáticos juegan un
papel importante como elementos de entrada y salida en el diseño e
Justificación: implementación de sistemas mecatrónicos. Esta asignatura es soporte fundamental
para las funciones que desempeña el ingeniero mecatrónico e impacta en las
materias en las que se requiera efectuar transmisión de potencia y acciones de
control de movimientos tales como Ingeniería del mantenimiento, Robótica, Diseño
Mecatrónico, entre otras.
El alumno desarrollará la capacidad necesaria para analizar, calcular y seleccionar
elementos hidráulicos y neumáticos como son bombas, compresores, actuadores,
Objetivo: conductos y válvulas, así como diseñar, integrar, simular e implementar dichos
elementos en sistemas, enfocados a las diferentes aplicaciones en la ingeniería
mecatrónica.
Que el alumno tenga la capacidad de:
Realizar despejes de variables en ecuaciones.
Pre requisitos: Realizar conversiones de unidades entre los sistemas inglés y métrico.
Identificar y describir el funcionamiento de sensores y actuadores.
Realizar cálculos de mecánica de fluidos.

Capacidades

• Describir los principios de funcionamiento y simbologías de un sistema hidráulico y neumático para
transmisión de potencia.
• Calcular los parámetros de presión, velocidad, caudal y potencia en una red hidráulica y neumática.
• Distinguir las propiedades y características básicas de un fluido de trabajo en un sistema hidráulico.
• Seleccionar válvulas para control (direccionales, de presión, alivio, de caudal, de secuencia) de acuerdo a las
características del principio de operación de las válvulas.
• Identificar tipos de accionamiento de válvulas (manual, mecánico, neumático y eléctrico) empleadas en una
red hidráulica y/o neumática.
• Analizar elementos de transmisión de potencia (cilindros, motores hidráulicos, acumuladores.) como
elementos de actuación neumática e hidráulica.
• Simular circuitos hidráulicos y neumáticos mediante herramienta de cómputo.
• Analizar las características funcionales de equipos (bombas hidráulicas, compresores de aire) de generación
de energía en sistemas hidráulicos y neumáticos.
• Aplicar elementos auxiliares (tanques, filtros, conductos rígidos y flexibles, soportes) que integran un sistema
hidráulico y neumático.
• Seleccionar el equipo de bombeo para el transporte de fluidos y gases.

5

TEORÍA PRÁCTICA
Estimación de tiempo (horas) UNIDADES DE
APRENDIZAJE No No
necesario para transmitir el presencial presencial presencial presencial
aprendizaje al alumno, por Unidad
de Aprendizaje:
Neumática 28 6 16 4
Hidráulica 29 6 12 4
Total de horas por cuatrimestre: 105
Total de horas por semana: 7
Créditos: 7
1. Neumática: Nivel Básico, Peter Croser & Frank Ebel, FESTO.

2. Libro de trabajo de neumática: Nivel Básico, D.Waller & H.Werner, FESTO.

3. Introducción a la técnica neumática de mando, FESTO.

4. Dispositivos neumáticos, W. Deppert & K. Stoll, Marcombo.

5. Aplicaciones en la neumática, W. Deppert & K. Stoll, Marcombo.

6. Circuitos básicos de neumática, M. Carulla & V. Lladonosa, Marcombo.

Bibliografía: 7. Hidráulica: Nivel Básico, D. Merkle, B. Schrader, M. Thomes, FESTO.

8. Libro de trabajo de hidráulica: Nivel Básico, D.Waller & H.Werner, FESTO.

9. Manual de Hidráulica Industrial, VICKERS

10. www.festo.com

11. www.parker.com

12. www.hydraulics.eaton.com

6

IDENTIFICACIÓN DE RESULTADOS DE APRENDIZAJE

IDENTIFICACION DE RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Criterios de Desempeño
Unidades de Resultados de Horas
Evidencias
Aprendizaje Aprendizaje Totales
El alumno será competente cuando: (EP, ED, EC, EA)
El alumno Identifica y describe los fundamentos EC: Diagrama de presiones
describirá los la neumática EC: Ley general de los gases
principios básicos
de un sistema EC: Ventajas y desventajas de 2
neumático para Identifica las características y la neumática
transmisión de estructura de un sistema neumático EC: Aplicaciones de la
potencia neumática
El alumno Identifica y describe los símbolos
describirá los EC: Cuadro de relación entre
utilizados para los componentes
símbolos y símbolos y descripción
neumáticos
estándares
1
utilizados en Identifica los estándares y
sistemas EC: Listado de estándares en
requerimientos de seguridad en la
neumáticos neumática
neumática

El alumno Determina los parámetros de presión,
calculará presión, velocidad y caudal requeridos en una
EC: 2 Problemas de cálculo
velocidad, caudal red neumática
de potencia y eficiencia a 4
y potencia en una
Calcula la potencia y eficiencia en un partir de presión y caudal
red neumática
sistema neumático

Sistemas EC: Guía de selección para
Neumáticos vávulas de control direccional
El alumno
seleccionará los EC: Guía de selección para
diferentes tipos válvulas anti-retorno
de válvulas Selecciona las válvulas utilizando
utilizadas en un guías de selección ya establecidas por EC: Guía de selección para 4
sistema los fabricantes válvulas de control de flujo
neumático de EC: Guía de selección para
acuerdo a sus válvulas de presión
características
EC: Guía de selección para
válvulas de combinación
EC: Método de accionamiento
manual
El alumno
identificará los
mecánico
diferentes
Identifica los métodos de
métodos de EC: Método de accionamiento
accionamiento de acuerdo a la 2
accionamiento de neumático
aplicación
válvulas en un
sistema
eléctrico
neumático
combinado

7

Evidencias
EC: Cilindros de simple acción
EC: Cilindros de doble acción
EC: Cilindros sin vástago
Analiza los actuadores neumáticos EC: Sellos y tipos de montaje
de un cilindro neumático
EC: Especificaciones de
El alumno desempeño de un cilindro
analizará los neumático
diferentes EC: Tipos de motores
componentes de neumáticos 16
potencia como Analiza los motores neumáticos EC: Especificaciones de
elementos de desempeño de los motores
actuación neumáticos
neumática ED: Desarrollo de circuitos
con un actuador
ED: Desarrollo de circuitos
Analiza circuitos neumáticos con
con múltiples actuadores
actuadores
EP: Reporte de practica de
acuerdo al formato
establecido
ED: Estructura de circuito con
El alumno simbología
diseñará y ED: Empleo de comandos de
simulará circuitos software
neumáticos ED: Elaboración de diagramas
Estructura y simula la operación de
mediante de circuitos 16
circuitos en la computadora
herramienta de ED: Simulación de operación
cómputo de de circuito en software
acuerdo a las EP: Reporte de practica de
tareas requeridas acuerdo al formato
establecido
El alumno
analizará las
características
funcionales de los EP: Presentación tipos y
Identifica y analiza la estructura
diferentes tipos estructura de compresores de 2
general de compresores de aire
de compresores aire
de aire en
sistemas
neumáticos
EC: Guía de selección y
aplicación para medidores de
presión y de flujo
El alumno
seleccionará y Selecciona y aplica accesorios
aplicación para tanques y
aplicará neumáticos
acumuladores
accesorios a un
sistema
aplicación para filtros, 4
neumático de
secadores y lubricadores
acuerdo a los
requerimientos de
aplicación para tubería rígida,
operación del
Selecciona y aplica tuberías y mangueras flexibles y
mismo
conductos neumáticos conexiones rápidas
EC: 2 Problemas de selección
a partir de Tablas y
8

Evidencias
nomogramas

El alumno Emplea e interpreta correctamente las
seleccionará tablas y curvas de diseño de EC: Tablas y curvas de diseño
compresores de compresores de aire de diversos de fabricantes
aire para fabricantes
sistemas
3
neumáticos de
acuerdo a los Selecciona compresores de aire con
utilizando la información de
requerimientos de rendimiento óptimo
fabricantes
operación de los
mismos
EC: Transmisión de potencia
El alumno Identifica los principios físicos EC: Ecuación de continuidad
describirá los fundamentales de la hidráulica EC: Fricción, calor, caída de
principios básicos presión
de un sistema 2
hidráulico para EC: Ventajas y desventajas de
transmisión de Identifica las características y la hidráulica
potencia estructura de un sistema hidráulico EC: Aplicaciones de la
hidráulica
El alumno
describirá los
Identifica y describe los símbolos
simbolos EC: Cuadro de relación entre
utilizados para los componentes 1
utilizados en símbolos y descripción
hidráulicos
sistemas
hidráulicos
Determina los parámetros de presión,
El alumno velocidad y caudal requeridos en una
calculará presión, red hidráulica EC: 2 Problemas de cálculo
velocidad, caudal de potencia y eficiencia a 4
y potencia en una Calcula la potencia y eficiencia en un partir de presión y caudal
Sistemas red hidráulica sistema hidráulico
Hidráulicos
El alumno
identificará y
distinguirá los Identifica los tipos de fluidos
EC: Clasificación y grados de
tipos, hidráulicos, sus propiedades y
viscosidad 2
propiedades y requerimientos en base a los
EC: Ventajas y desventajas
características estándares industriales
básicas de un
fluido hidráulico
El alumno EC: Guía de selección para
seleccionará los válvulas de control direccional
diferentes tipos EC: Guía de selección para
Selecciona las válvulas utilizando
de válvulas válvulas de presión
guías de selección ya establecidas por 4
utilizadas en un EC: Guía de selección para
los fabricantes
sistema hidráulico válvulas anti-retorno
de acuerdo a sus EC: Guía de selección para
características válvulas de control de flujo
El alumno EC: Método de accionamiento
Identifica los métodos de manual
identificará los
accionamiento de acuerdo a la 2
diferentes EC: Método de accionamiento
aplicación
métodos de mecánico

9

Evidencias
accionamiento de
válvulas en un
eléctrico
sistema hidráulico
EC: Cilindros de simple acción
EC: Cilindros de doble acción
EC: Cilindros con
Analiza los actuadores hidráulicos amortiguamiento
El alumno EC: Sellos y tipos de montaje
analizará los de un cilindro hidráulico
diferentes EC: Especificaciones de
componentes de desempeño de un cilindro
hidráulico 14
potencia como
elementos de EC: Tipos de motores
actuación hidráulicos
hidráulica Analiza los motores hidráulicos EC: Especificaciones de
desempeño de los motores
hidráulicos
con actuadores
Analiza circuitos hidráulicos con
actuadores
acuerdo al formato
establecido
ED: Estructura de circuito con
El alumno simbología
diseñará y ED: Empleo de comandos de
simulará circuitos software
hidráulicos ED: Elaboración de diagramas
Estructura y simula la operación de
mediante de circuitos 13
circuitos en la computadora
herramienta de ED: Simulación de operación
cómputo de de circuito en software
acuerdo a las
tareas requeridas
acuerdo al formato
establecido
El alumno
analizará las
características
funcionales de los EP: Presentación tipos y
Identifica y analiza la estructura
diferentes tipos estructura de bombas 2
general de bombas hidráulicas
de bombas hidráulicas
hidráulicas en
sistemas
hidráulicos
El alumno
aplicación para acumuladores
seleccionará y
e intensificadores
aplicará
accesorios a un
Selecciona y aplica accesorios aplicación para medidores de
sistema hidráulico 4
hidráulicos presión y de flujo
de acuerdo a los
requerimientos de
aplicación para tanques,
operación del
filtros, enfriadores y
mismo
calentadores de aceite,
10

Evidencias
válvulas de purga e
interruptores de presión
aplicación para tubería rígida,
mangueras flexibles y
Selecciona y aplica tuberías y
conexiones rápidas
conductos hidráulicos
a partir de Tablas y
nomogramas
El alumno
seleccionará Emplea e interpreta correctamente las
EC: Tablas y curvas de diseño
bombas tablas y curvas de diseño de bombas
de fabricantes
hidráulicas para hidráulicas de diversos fabricantes
sistemas
3
hidráulicos de
acuerdo a los EC: 2 Problemas de selección
Selecciona bombas hidráulicas con
requerimientos de utilizando la información de
rendimiento óptimo
operación de los fabricantes
mismos

11

PLANEACIÓN DEL APRENDIZAJE

PLANEACIÓN DEL APRENDIZAJE

Instrumento Técnicas de Espacio educativo Total de horas
Resultados de de aprendizaje Teoría Práctica
Criterios de Desempeño Evidencias
Aprendizaje evaluación Aula Lab. otro HP HNP Hp HNP
(EP, ED, EC, EA)
EC: Diagrama de
El alumno Identifica y describe los
presiones
describirá los fundamentos la
EC: Ley general de los
principios básicos neumática
gases
de un sistema
Identifica las EC: Ventajas y desventajas
Exposición X 2 0 0 0
neumático para
características y de la neumática
transmisión de
estructura de un sistema EC: Aplicaciones de la
potencia
neumático neumática
El alumno Identifica y describe los
EC: Cuadro de relación
describirá los símbolos utilizados para
entre símbolos y
símbolos y los componentes
descripción
estándares neumáticos
Cuestionario Exposición X 1 0 0 0
utilizados en C-01
sistemas Identifica los estándares y
EC: Listado de estándares
neumáticos requerimientos de
en neumática
seguridad en la neumática

Determina los parámetros
El alumno calculará de presión, velocidad y
presión, velocidad, caudal requeridos en una EC: 2 Problemas de
caudal y potencia red neumática cálculo de potencia y
en una red eficiencia a partir de
neumática Calcula la potencia y presión y caudal
eficiencia en un sistema
neumático

12

(EP, ED, EC, EA)
vávulas de control
direccional
El alumno EC: Guía de selección para
seleccionará los válvulas anti-retorno
diferentes tipos de Selecciona las válvulas
válvulas utilizadas utilizando guías de EC: Guía de selección para
en un sistema selección ya establecidas
válvulas de control de flujo
neumático de por los fabricantes
acuerdo a sus EC: Guía de selección para
características válvulas de presión

válvulas de combinación Cuestionario
C-02
EC: Método de
accionamiento manual

EC: Método de
El alumno accionamiento mecánico
identificará los
Identifica los métodos de
diferentes métodos EC: Método de
de accionamiento
accionamiento de acuerdo Exposición X 2 0 0 0
a la aplicación accionamiento neumático
de válvulas en un
sistema neumático EC: Método de
accionamiento eléctrico

EC: Método de
accionamiento combinado
EC: Cilindros de simple
El alumno analizará acción
los diferentes EC: Cilindros de doble Exposición
componentes de acción
Analiza los actuadores Cuestionario
potencia como Práctica X X 5 1 8 2
neumáticos EC: Cilindros sin vástago C-03
elementos de mediante la
actuación EC: Sellos y tipos de acción
neumática montaje de un cilindro
neumático

13

(EP, ED, EC, EA)
EC: Especificaciones de
desempeño de un cilindro
neumático
EC: Tipos de motores
neumáticos
Analiza los motores
neumáticos EC: Especificaciones de
desempeño de los
motores neumáticos
con un actuador Guía de
Analiza circuitos ED: Desarrollo de circuitos observación
neumáticos con con múltiples actuadores
actuadores Lista de
EP: Reporte de practica de cotejo
acuerdo al formato
establecido
ED: Estructura de circuito
con simbología
El alumno diseñará ED: Empleo de comandos
y simulará circuitos de software
Guía de
neumáticos
Estructura y simula la ED: Elaboración de observación Práctica
mediante
operación de circuitos en diagramas de circuitos mediante la x x 5 1 8 2
herramienta de
la computadora ED: Simulación de Lista de acción
cómputo de
operación de circuito en cotejo
acuerdo a las
tareas requeridas software
acuerdo al formato
establecido
El alumno analizará
las características
funcionales de los Identifica y analiza la EP: Presentación tipos y
Cuestionario
diferentes tipos de estructura general de estructura de Exposición X 2 0 0 0
C-04
compresores de compresores de aire compresores de aire
aire en sistemas
neumáticos

14

(EP, ED, EC, EA)
aplicación para
medidores de presión y de
flujo
Selecciona y aplica EC: Guía de selección y
El alumno aplicación para tanques y
seleccionará y accesorios neumáticos
acumuladores
aplicará accesorios
a un sistema EC: Guía de selección y
neumático de aplicación para filtros, Exposición X 3 1 0 0
acuerdo a los secadores y lubricadores
requerimientos de
operación del
aplicación para tubería
mismo
Selecciona y aplica rígida, mangueras flexibles
tuberías y conductos y conexiones rápidas
neumáticos EC: 2 Problemas de
selección a partir de
Tablas y nomogramas
El alumno Emplea e interpreta
seleccionará correctamente las tablas y
EC: Tablas y curvas de
compresores de curvas de diseño de
diseño de fabricantes
aire para sistemas compresores de aire de
neumáticos de diversos fabricantes Exposición X 2 1 0 0
acuerdo a los
Selecciona compresores EC: 2 Problemas de
requerimientos de
de aire con rendimiento selección utilizando la
operación de los
óptimo información de fabricantes
mismos
EC: Transmisión de
potencia
El alumno Identifica los principios
EC: Ecuación de
describirá los físicos fundamentales de
continuidad
principios básicos la hidráulica
EC: Fricción, calor, caída Cuestionario
de un sistema Exposición X 2 0 0 0
de presión C-05
hidráulico para
Identifica las EC: Ventajas y desventajas
transmisión de
características y de la hidráulica
potencia
estructura de un sistema EC: Aplicaciones de la
hidráulico hidráulica

15

(EP, ED, EC, EA)

El alumno
Identifica y describe los
describirá los EC: Cuadro de relación
símbolos utilizados para
simbolos utilizados entre símbolos y Exposición X 1 0 0 0
los componentes
en sistemas descripción
hidráulicos
hidráulicos

Determina los parámetros
El alumno calculará de presión, velocidad y
EC: 2 Problemas de
presión, velocidad, caudal requeridos en una
cálculo de potencia y
caudal y potencia red hidráulica Exposición X 3 1 0 0
eficiencia a partir de
en una red Calcula la potencia y
presión y caudal
hidráulica eficiencia en un sistema
hidráulico
El alumno
Identifica los tipos de
identificará y
fluidos hidráulicos, sus
distinguirá los tipos, EC: Clasificación y grados
propiedades y
propiedades y de viscosidad Exposición X 2 0 0 0
requerimientos en base a
características EC: Ventajas y desventajas
los estándares
básicas de un fluido
industriales
hidráulico
válvulas de control
El alumno direccional
seleccionará los EC: Guía de selección para Cuestionario
diferentes tipos de Selecciona las válvulas válvulas de presión C-06
válvulas utilizadas utilizando guías de
en un sistema selección ya establecidas
hidráulico de por los fabricantes EC: Guía de selección para
acuerdo a sus válvulas anti-retorno
características
válvulas de control de flujo
El alumno Identifica los métodos de
EC: Método de
identificará los accionamiento de acuerdo Exposición X 2 0 0 0
accionamiento manual
diferentes métodos a la aplicación

16

(EP, ED, EC, EA)
de accionamiento
EC: Método de
de válvulas en un
accionamiento mecánico
sistema hidráulico
EC: Método de
accionamiento eléctrico

EC: Cilindros de simple
acción
EC: Cilindros de doble
acción

Analiza los actuadores
hidráulicos EC: Cilindros con
amortiguamiento
EC: Sellos y tipos de Cuestionario
montaje de un cilindro C-07
El alumno analizará hidráulico Exposición
los diferentes EC: Especificaciones de
componentes de desempeño de un cilindro Práctica X X 5 1 6 2
potencia como hidráulico mediante la
elementos de
EC: Tipos de motores acción
actuación hidráulica
hidráulicos
Analiza los motores
hidráulicos EC: Especificaciones de
desempeño de los
motores hidráulicos
con un actuador Guía de
Analiza circuitos ED: Desarrollo de circuitos observación
hidráulicos con con múltiples actuadores
actuadores Lista de
cotejo
acuerdo al formato
establecido
El alumno diseñará Estructura y simula la ED: Estructura de circuito Guía de Práctica
X X 4 1 6 2
y simulará circuitos operación de circuitos en con simbología observación mediante la

17

(EP, ED, EC, EA)
hidráulicos la computadora ED: Empleo de comandos Lista de acción
mediante de software cotejo
herramienta de
cómputo de ED: Elaboración de
acuerdo a las diagramas de circuitos
tareas requeridas ED: Simulación de
operación de circuito en
software
acuerdo al formato
establecido
El alumno analizará
las características
funcionales de los Identifica y analiza la EP: Presentación tipos y
diferentes tipos de estructura general de estructura de bombas Exposición X 2 0 0 0
bombas hidráulicas bombas hidráulicas hidráulicas
en sistemas
hidráulicos
aplicación para
acumuladores e
intensificadores
aplicación para medidores
El alumno Selecciona y aplica Cuestionario
de presión y de flujo
seleccionará y accesorios hidráulicos C-08
aplicará accesorios
aplicación para tanques,
a un sistema
filtros, enfriadores y
hidráulico de Exposición X 3 1 0 0
calentadores de aceite,
acuerdo a los
válvulas de purga e
requerimientos de
interruptores de presión
operación del
mismo EC: Guía de selección y
aplicación para tubería
Selecciona y aplica rígida, mangueras flexibles
tuberías y conductos y conexiones rápidas
hidráulicos EC: 2 Problemas de
selección a partir de
Tablas y nomogramas

18

(EP, ED, EC, EA)
El alumno Emplea e interpreta
seleccionará correctamente las tablas y
EC: Tablas y curvas de
bombas hidráulicas curvas de diseño de
diseño de fabricantes
para sistemas bombas hidráulicas de
hidráulicos de diversos fabricantes Exposición X 2 1 0 0
acuerdo a los
Selecciona bombas EC: 2 Problemas de
requerimientos de
hidráulicas con selección utilizando la
operación de los
rendimiento óptimo información de fabricantes
mismos

19

EVALUACIÓN SUMATIVA

C-
CUESTIONARIO C-01

DATOS GENERALES DEL PROCESO DE EVALUACIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO: MATRICULA: FIRMA DEL ALUMNO:

PRODUCTO: PARCIAL: FECHA:

MATERIA: CLAVE:
NOMBRE DEL MAESTRO: FIRMA DEL MAESTRO:

INSTRUCCIONES
Analice el enunciado de la columna de la izquierda y relaciónelo con los conceptos de la columna derecha, anotando dentro del
paréntesis la letra correspondiente al enunciado.

a) Proceso isocórico
( ) A temperatura constante, el volumen de una masa de gas es inversamente b) Segunda Ley de Newton
proporcional a la presión absoluta. c) Proceso isotérmico
( ) A presión constante, el volumen de una masa de gas es directamente proporcional a
d) Presión barométrica
la temperatura absoluta.
e) Ley de Gay-Lussac
( ) El producto de la presión y el volumen dividido entre la temperatura absoluta es
f) Proceso adiabático
constante para una masa de gas.
( ) Proceso a presión constante. g) Ley de Boyle-Mariotte
( ) Proceso a volumen constante. h) Proceso isentrópico
( ) Proceso a temperatura constante. i) Ley general de los gases
j) Proceso isobárico
INSTRUCCIONES
Conteste lo que se pide a continuación.
1. Mencione tres ventajas de la neumática.
2. Mencione tres desventajas de la neumática.
3. Mencione tres aplicaciones de la neumática.
INSTRUCCIONES
Resuelva los siguientes problemas, siguiendo una metodología empleando las fórmulas correctas en cada problema y apoyándose en
gráficas y tablas.

Calcule la potencia necesaria en HP para manejar 25 cfm (pies cúbicos por minuto) de aire estándar a una presión de 100 psia, considerando
que el compresor tiene una eficiencia del 85%

Calcule la potencia necesaria en Watts para manejar 15 m3/min de aire estándar a una presión de 6 bar, considerando que el compresor tiene
una eficiencia del 90%

CALIFICACIÓN:

20

C-
CUESTIONARIO C-02



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES

a) Válvula 5/2
( ) Válvula direccional con tres puertos y dos posiciones.
b) Válvula de presión
( ) Válvula direccional con cinco puertos y dos posiciones. c) Válvula de combinación
( ) Válvula que permite el flujo de aire comprimido en un solo sentido. d) Válvula 2/3
e) Válvula de control direccional
( ) Válvula utilizada para controlar la velocidad de un actuador. f) Válvula 3/2
( ) Válvula que se controla por la magnitud de la presión. g) Válvula de control de flujo
h) Válvula selectora
( ) Válvula que combina las características de diferentes tipos de válvulas en un solo
i) Válvula anti-retorno
cuerpo.
j) Válvula 2/5
INSTRUCCIONES
Realice lo que se pide a continuación.
1. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 3/2 con botón de presión y resorte de retorno.
2. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 4/2 con palanca con rodillo y resorte de retorno.
3. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 5/2 operada por piloto en ambos lados.
4. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 5/2 operada con doble solenoide.
5. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 5/2 operada con doble solenoide y piloto con sobre-mando manual.

CALIFICACIÓN:

21

C-
CUESTIONARIO C-03



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES
Para los siguientes problemas, desarrolle el diagrama de circuito neumático de acuerdo a la tarea requerida, siguiendo una
metodología empleando la simbología y nomenclatura correcta para cada elemento de acuerdo a las normas, describa brevemente
la operación del circuito resultante.

Con la ayuda de un posicionador vertical pivoteado, se tienen que alimentar lingotes
ligeros hacia dos bandas transportadoras, una superior y otra inferior, según sea
seleccionado. El destino de la rampa articulada (hacia arriba o hacia abajo) es
decidido por medio de una válvula con switch selector. El movimiento hacia arriba
del cilindro de doble acción (1A) se tiene que efectuar en t1 = 3 segundos; el
movimiento hacia abajo en t2 = 2.5 segundos. La presión debe indicarse en ambos
lados del cilindro. En la posición inicial, el cilindro asume la posición final de
retroceso.

Un cilindro de doble acción (1A) guía pernos (pasadores) de cilindro hacia un mecanismo
de medición. Los pernos son separados por medio de un movimiento reciprocante
continuo. El movimiento oscilante puede ser iniciado mediante una válvula con switch
selector. La duración de la carrera de avance del cilindro va a ser t1=0.6 segundos, la
carrera de retroceso t3=0.4 segundos. El cilindro va a permanecer en la posición totalmente
extendida por t2=1.0 segundo, resultando un ciclo de t4=2.0 segundos.

Partes dobladas para bujías son alimentadas en pares sobre un riel hacia una
estación de maquinado. Para lograr la separación, se accionan dos cilindros de
doble acción mediante un actuador a ritmo de empuje-jalón. En la posición inicial,
el cilindro superior (1A1) está retraído, el cilindro inferior (1A2) en la posición
avanzada. Las partes dobladas están descansando contra el segundo cilindro (1A2).
Una señal de arranque causa que el cilindro (1A1) avance y que el cilindro (1A2)
retroceda. Dos cilindros para bujías ruedan a la estación de maquinado. Después de
un tiempo ajustable de t1=1 segundo, el cilindro (1A1) regresa y el cilindro (1A2)
avanza al mismo tiempo. Un ciclo posterior puede iniciarse solamente cuando un
intervalo de tiempo t2=2 segundos haya transcurrido. El circuito es iniciado
mediante una válvula con botón de presión. Una válvula con enclavamiento hace
posible cambiar de ciclo sencillo a ciclo continuo y viceversa. La estación
separadora no debe re-iniciar por sí sola después de una falla de energía.
Notación abreviada: 1A1+ 1A1-
1A2- 1A2+

CALIFICACIÓN:

22

C-
CUESTIONARIO C-04



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES

a) Lubricador de aire
( ) Su función es compensar las fluctuaciones de presión y estabilizar el aire comprimido b) Contrapeso
( ) Su función es reducir el contenido de humedad en un sistema neumático. c) Filtro de aire
( ) Su función es eliminar el agua condensada, contaminación y el aceite en exceso del d) Válvula de alivio
aire en un sistema neumático. e) Secador de aire
( ) Su función es alimentar el aire comprimido con aceite seleccionado especialmente. f) Regulador de presión
( ) Su función es preparar el aire comprimido para abastecer un sistema neumático. g) Válvula anti-retorno
( ) Su función es mantener constante la presión de operación sin importar las h) Acumulador de aire
fluctuaciones o el consumo de aire en el sistema. i) Tubería
j) Unidad de servicio
INSTRUCCIONES
1. Mencione tres tipos de compresores de aire.
2. Mencione tres tipos de regulación de caudal en los compresores de aire.
3. Mencione tres accesorios básicos en una unidad de servicio de aire comprimido.
4. Mencione los tres métodos auxiliares para reducir el contenido de humedad en el aire comprimido.
INSTRUCCIONES
gráficas y tablas.

Determine el diámetro adecuado de una tubería para transportar 50 cfm (pies cúbicos por minuto) de aire estándar a una presión de 100
psia., y calcule la caída de presión para una longitud equivalente de 100 pies.

Determine el diámetro adecuado de una tubería para transportar 10 m3/min de aire estándar a una presión de 6 bar, y calcule la caída de
presión para una longitud equivalente de 20 metros.

CALIFICACIÓN:

23

SUMATIVA
C-
CUESTIONARIO C-05



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES

a) Ley de Pascal
( ) Es un medio para transmitir potencia al empujar sobre un líquido confinado. b) Línea de trabajo
( ) Es la presión que se levanta por encima de un cierto nivel en un líquido debido al c) Hidráulica
peso de su masa. d) Presión barométrica
( ) La presión aplicada a un fluido confinado se transmite con la misma magnitud en e) Línea piloto
todas direcciones y puntos del sistema. f) Actuador hidráulico
( ) Es el volumen de líquido fluyendo a través de una tubería en un intervalo de tiempo g) Flujo laminar
( ) Transporta el fluido que se utiliza para controlar el funcionamiento de una válvula. h) Presión hidrostática
( ) Convierte la potencia hidráulica en fuerza mecánica lineal o rotatoria. i) Bomba hidráulica
j) Razón de flujo
INSTRUCCIONES
1. Mencione tres ventajas de la hidráulica.
2. Mencione tres desventajas de la hidráulica.
3. Mencione tres aplicaciones de la hidráulica.
INSTRUCCIONES
tablas y nomogramas.

La bomba de un sistema hidráulico entrega un caudal de 10 lts/min a un cilindro
hidráulico cuya conexión de entrada tiene un diámetro interior de 6 mm y el
pistón un diámetro de 32 mm, determine la velocidad v1 en la entrada del
cilindro y la velocidad v2 a la que se extiende el pistón.

Calcule la potencia necesaria en HP para un sistema hidráulico con una razón de flujo de 50 gpm (galones por minuto) de
fluido hidráulico a una presión de 350 psig, considerando que el sistema tiene una eficiencia total del 80%

CALIFICACIÓN:

24

C-
CUESTIONARIO C-06



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES

( ) Se usa para controlar la dirección de movimiento de los componentes de potencia
a) Válvula de alivio
y la manera como se detienen.
b) Válvula de tipo carrete
( ) Es puesta en la posición centrada por la fuerza de un resorte en cuanto se hace el c) Válvula anti-retorno
esfuerzo actuador. d) Servo válvula
( ) Su función es limitar la presión en el sistema a un preajuste máximo. e) Válvula de control direccional
f) Válvula de secuencia
( ) Abre la conexión hacia otros componentes de consumo cuando la presión de g) Válvula retardadora de tiempo
ajuste es excedida.
h) Válvula de control de flujo
( ) Bloquea el flujo en un sentido y permite el libre flujo en el otro sentido. i) Válvula centrada por resorte
j) Válvula de cuatro vías rotatoria
( ) Se usa para reducir la velocidad de un cilindro o las rpm de un motor hidráulico.
INSTRUCCIONES
1. Mencione tres tareas básicas que debe satisfacer un fluido hidráulico dentro de un sistema hidráulico.
2. Mencione cuatro características cualitativas y requerimientos para los aceites hidráulicos en condiciones de operación.
3. Mencione cuatro clases de aceite hidráulico de acuerdo a la clasificación de viscosidad SAE.
4. Mencione tres resultados a consecuencia de una viscosidad demasiado baja del fluido hidráulico
5. Mencione los tres tipos fundamentales de fluido hidráulico resistente a la combustión.
INSTRUCCIONES
Realice lo que se pide a continuación.
1. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 3/2 accionada por botón de presión y resorte de retorno.
2. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 4/2 accionada por pedal y resorte de retorno.
3. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 4/2 accionada por palanca con rodillo y resorte de retorno.
4. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 4/2 operada con doble solenoide.
5. Dibuje el símbolo de una válvula de control direccional 4/3 accionada por palanca con ajuste de enclavamiento.

CALIFICACIÓN:

25

C-
CUESTIONARIO C-07



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES
Para los siguientes problemas, desarrolle el diagrama de circuito hidráulico de acuerdo a la tarea requerida, siguiendo una
metodología empleando la simbología y nomenclatura correcta para cada elemento de acuerdo a las normas, describa brevemente
la operación del circuito resultante.

La puerta de un quemador es abierta y cerrada por un cilindro de doble acción. El
cilindro es accionado mediante una válvula 4/2 con resorte de retorno. Esto asegura que
la puerta abra sólo en tanto la válvula esté accionada. Cuando la palanca de
accionamiento de la válvula es liberada, la puerta cierra de nuevo.

Varias estaciones en una estación de maquinado rotatoria son manejadas mediante un
paquete de potencia hidráulica. Cuando las estaciones individuales son encendidas y
apagadas, producen fluctuaciones de presión por todo el circuito hidráulico. Este efecto
será estudiado en una estación de taladrado. Las fluctuaciones en la presión y las fuerzas de
extensión creadas durante el taladrado no deben afectar la alimentación de la estación de
taladrado. Una válvula de control de flujo se tiene que usar para asegurar una razón de
alimentación ajustable y suave, mientras que una válvula de alivio se tiene que usar para
compensar las fuerzas de extensión.

La carga y descarga de contenedores de un transportador de contenedores se lleva a cabo
usando dos cilindros de doble acción. Cada cilindro está sujeto a cargas variables, carga
de extensión durante la descarga y carga de compresión durante la carga. El contenedor
debe elevarse y bajarse a una velocidad constante. Por lo tanto, cada cilindro debe estar
sujeto hidráulicamente en ambos lados.

CALIFICACIÓN:

26

C-
CUESTIONARIO C-08



MATERIA: CLAVE:


INSTRUCCIONES

a) Medidor de flujo
b) Tanque recibidor
( ) Su función es proveer un medio de almacenaje del fluido hidráulico bajo presión. c) Interruptor de presión
( ) Su función es multiplicar la presión en un sistema hidráulico.
d) Sello
( ) Su función es abrir o cerrar circuitos eléctricos a presiones preseleccionadas.
e) Intensificador
( ) Su función es indicar la presión del sistema para lectura y ajuste.
f) Enfriador de aceite
( ) Su función es proporcionar una lectura del caudal del fluido hidráulico en el sistema.
( ) Su función es recibir y almacenar fluido hidráulico, así como disipar calor y separar el g) Acumulador
aire y agua del fluido. h) Válvula de alivio
i) Medidor de presión
j) Filtro
INSTRUCCIONES
1. Mencione tres tipos de bombas hidráulicas.
2. Defina las bombas de desplazamiento positivo.
3. Mencione cuatro tamaños nominales de tubería rígida para hidráulica.
4. Mencione tres espesores en número de cédula para tubería rígida.
5. Mencione tres tipos de sellos para componentes hidráulicos.
INSTRUCCIONES
tablas y nomogramas.

Determine el diámetro interior adecuado de una tubería para transportar 15 gpm (galones por minuto) de fluido hidráulico a una presión de
500 psig., y calcule la caída de presión para una longitud equivalente de 150 pies.

Seleccione una bomba hidráulica para manejar un caudal de 10 lts/min operando a una presión de 120 bar, considerando una eficiencia total
del 80%. Sugiera dos alternativas de bombas.

CALIFICACIÓN:

27

DESARROLLO DE PRÁCTICA

DESARROLLO DE PRACTICA

Fecha:

Nombre de la Sistemas Hidráulicos y Neumáticos
asignatura:
Control directo de un cilindro neumático
Nombre:

Número : 1 Duración (horas) : 2
Resultado de El alumno analizará los diferentes componentes de potencia
aprendizaje:
como elementos de actuación neumática
Justificación

Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:

Actividades a desarrollar:

Seleccionar los componentes requeridos del juego de equipo didáctico
Ensamblar el circuito
Operar un cilindro de simple y/o doble acción de manera directa
Utilizar la válvula de control direccional 3/2 con resorte de retorno
Utilizar la válvula de control direccional 5/2 con resorte de retorno
Aplicar la unidad de servicio con válvula de arranque-paro y distribuidor (manifold)
Desmantelar y acomodar los componentes de manera ordenada

Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
ED: Desarrollo y puesta en operación de circuito con un actuador
EP: Reporte de practica de acuerdo al formato establecido

28

DESARROLLO DE PRACTICA

Fecha:

Nombre de la Sistemas Hidráulicos y Neumáticos
asignatura:
Control indirecto de un cilindro neumático
Nombre:

Número : 2 Duración (horas) : 2
Resultado de El alumno analizará los diferentes componentes de potencia
aprendizaje:
como elementos de actuación neumática
Justificación

Sector o subsector para el desarrollo de la práctica:

Actividades a desarrollar:

Seleccionar los componentes requeridos del juego de equipo didáctico
Ensamblar el circuito
Operar un cilindro de simple y/o doble acción de manera indirecta
Utilizar la válvula de control direccional 3/2 con piloto sencillo y resorte de retorno
Utilizar la válvula de control direccional 5/2 con piloto sencillo y resorte de retorno
Desmantelar y acomodar los componentes de manera ordenada

Evidencia a generar en el desarrollo de la práctica:
ED: Desarrollo y puesta en operación de circuito con un actuador
EP: Reporte de practica de acuerdo al formato establecido

29

Sistemas hidráulicos y neumáticos

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