Guia Mecanismos1(1).docx

Versión: 02

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006GFPI

GUÍA DE APRENDIZAJE GUÍA DE APRENDIZAJE Nº

1

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE Programa de Formación: Código: 223309 Tecnología en Versión: 100 Automatización Industrial, Como también para DIAM Nombre del Proyecto Código: Fase del proyecto: 3 Actividad (es) de Aprendizaje: Actividad (es) del Se describe en el Proyecto: punto 4 de la Se describe en el punto 4 presente guía de la presente guía

Ambiente de formación Se describe en el punto 4 de la presente guía

MATERIALES DE FORMACIÓN DEVOLUTIVO CONSUMIBLE Se describe Se describe en el punto 4 en el punto 4 de la de la presente presente guía guía

Resultados de Competencia: Aprendizaje: Aplicar los 290201083 diferentes métodos de diseño de sistemas automatizados. Solucionar problemas para el mejoramiento de procesos industriales. Adecuar equipos y máquinas, utilizando las tecnologías de automatización.

MEJORAR EL FUNCIONAMIENTO DE MÁQUINAS. Y PROCESOS ,BUSCANDO SU EFICIENCIA Y PRODUCTIVIDAD

Duración de la guía (en horas):40

Página 1 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 02 Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006-GFPI

2. INTRODUCCIÓN

MECANISMOS: Se le llama mecanismo a los dispositivos o conjuntos de sólidos resistentes que reciben una energía de entrada y, a través de un sistema de transmisión y transformación de movimientos, realizan un trabajo. Basándose en principios de la mecánica se representan los mecanismos mediante engranes o ruedas dentadas, con los cuales se forman sistemas de ecuaciones, que caracterizan el comportamiento y funcionamiento de un mecanismo. A diferencia de un problema de dinámica básica, un mecanismo no se considera como una masa puntual sino como un conjunto de sólidos rígidos enlazados. Estos sólidos se denominan elementos del mecanismo y presentan combinaciones de movimientos relativos de rotación y traslación, que combinados pueden dar lugar a un movimiento de gran complejidad. Para el análisis de un mecanismo usualmente son necesarios conceptos como el de centro de gravedad, momento de inercia, velocidad angular, entre otros. La mayoría de veces un mecanismo puede ser analizado utilizando un enfoque bidimensional, lo que reduce el mecanismo a un plano. En mecanismos más complejos y, por lo tanto, más realistas, es necesario utilizar un análisis espacial. Un ejemplo de esto es una rótula esférica, la cual puede realizar rotaciones tridimensionales. El análisis de los esfuerzos internos de un mecanismo, usualmente se realiza una vez determinada su cinemática y dinámica, y en este período se hace necesario modelizar alguno de sus elementos como sólidos deformables, y así mediante los métodos de la resistencia de materiales y la teoría de la elasticidad se pueden determinar sus deformaciones, así como sus tensiones, y decidir si los esfuerzos a los que están sometidos los elementos del mecanismos pueden ser adecuadamente resistidos sin rotura o pérdida del funcionalidad del mecanismo. Pares cinemáticos: Reuleaux llama las conexiones ideales entre los enlaces de par cinemático. Hizo una distinción entre los pares más altos que se dice que tienen la línea de contacto entre los dos eslabones más bajos y pares que tienen el área de contacto entre los eslabones. J. J. Phillips, Libertad en Maquinaria, Cambridge University Press, 2006 muestra que hay muchas maneras de construir parejas que no encajan en esta clasificación simple. Bajo par: Un par inferior es un conjunto de enlaces ideales que limita el contacto entre un punto, una línea o un plano en el cuerpo en movimiento a una línea de puntos correspondiente en el cuerpo fijo. Tenemos los siguientes casos: Página 2 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral



Versión: 02 Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006-GFPI

Un par de revolución, o conjunto articulado, requiere una línea en el cuerpo en movimiento a permanecer co-lineal con una línea en el cuerpo fijo, y un plano perpendicular a esta línea en el cuerpo en movimiento mantener contacto con un plano perpendicular similar en el fijo cuerpo. Esto impone limitaciones a cinco el movimiento relativo de los enlaces, que por lo tanto, tiene un grado de libertad.



Una articulación prismática, o deslizador, que requiere una línea en el cuerpo en movimiento permanecen co-lineal con una línea en el cuerpo fijo, y un plano paralelo a esta línea en el cuerpo en movimiento mantener contacto con un plan similar en paralelo en el cuerpo fijo. Ello impone cinco restricciones sobre el movimiento relativo de los enlaces, que por lo tanto tiene un grado de libertad.



Una articulación cilíndrica requiere que una línea en el cuerpo en movimiento permanecen co-lineal con una línea en el cuerpo fijo. Es una combinación de una articulación de giro y una junta deslizante. Esta articulación tiene dos grados de libertad.



Una junta esférica o esférica, requiere que un punto en el cuerpo en movimiento mantener contacto con un punto fijo en el cuerpo. Esta articulación tiene tres grados de libertad.



Una junta plana requiere que un avión en el cuerpo en movimiento mantener contacto con un plano en el cuerpo fijo. Esta articulación tiene tres grados de libertad.

Superior pares: Generalmente, un par más alto es una restricción que requiere una curva o superficie en el cuerpo en movimiento para mantener el contacto con una superficie curva o en el cuerpo fijo. Por ejemplo, el contacto entre una leva y su seguidor es un par más alto llamado leva conjunta. Del mismo modo, el contacto entre las curvas envolventes que forman los mallados dientes de dos engranajes son articulaciones de leva. Grados de libertad. En un mecanismo resulta de fundamental importancia determinar el número de grados de libertad, ya que ese número entero es precisamente el número de ecuaciones diferenciales de segundo orden que se requieren para describir completamente el mecanismo. El número de grados de libertad se determina a partir del número de elementos o sólidos que forman el mecanismo y de los pares cinemáticos que ligan el movimiento de unos elementos a otros. El número de grados de libertad se determina según esta fórmula:

Donde: , número de sólidos o elementos que conforman el mecanismo.

Es el número de grados de libertad por sólido (para un mecanismo plano será 3 y para un Página 3 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 02 Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006-GFPI

mecanismo tridimensional 6). , el número de restricciones que impone el k-ésimo par cinemático.

Un caso particular de la fórmula anterior, es el de un mecanismo plano sin enlaces redundante, donde el número de grados de libertad del mismo se pueden calcular mediante el criterio de Grübler-Kutzbach:

donde: , número de grados de libertad. , número de elementos (eslabones, barras, piezas, etc.) de un mecanismo. , número de uniones (pares cinemáticos) que eliminan 1 grado de libertad. , número de uniones (pares) que eliminan 2 grados de libertad.

3. ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

3.1 Actividades de Reflexión inicial. Presentación del equipo de trabajo, objetivos y alcance. Recibo y participó activamente en la introducción por parte del instructor acerca de los mecanismos de las máquinas sus tipos y clasificación. 3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje. - Realizo lectura del material de apoyo que se encuentra en la plataforma Blackboard. “Introducción a los mecanismos” y realizo el cuestionario que se encuentra al final del documento, subo la evidencia en la plataforma en el espacio “Taller 1 de mecanismos” - Recibo por parte de mi instructor presentación .ppt sobre los tipos de mecanismos, participo activamente en la descripción de los mismos.

Página 4 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 02 Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006-GFPI

3.3. Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización). - Recibo por parte de mi instructor ejemplos de cálculo de movimiento rectilíneo, circular, parabólico, armónico simple. - Realizo ejercicios propuestos por mi instructor y subo la evidencia en el espacio “Taller 2 mecanismos”. - Utilizando el criterio de Grübler-Kutzbach determinar los números de barras, nodos y grados de libertad de un mecanismo. - Con mi equipo colaborativo realizo consulta y exposición sobre los mecanismos de cuatro barras y la aplicación de la ley de Grashof. 3.4. Actividades de transferencia del conocimiento. - Utilizando Excel y con un ejercicio propuesto por mi instructor, realizo grafica de posición velocidad, aceleración con respecto al tiempo. Movimiento rectilíneo, circular, parabólico, armónico simple. - Recibo por parte de mi instructor aplicación de los vectores y ejercicios de ejemplo. - Realizo ejercicios propuestos utilizando cantidades vectoriales y las subo en plataforma en el espacio “Taller de mecanismos 3”. - Realizo cálculo de posición, velocidad, aceleración de un componente de un mecanismo por medio del método de movimientos planos y realizo grafica en Excel. - Realizo análisis de posición, velocidad, aceleración de un componente de un mecanismo por medio de software.

Página 5 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA

Versión: 02

GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006-GFPI

3.3 Actividades de evaluación.

Evidencias de Aprendizaje

Evidencias de Conocimiento : -

-

Prueba de conocimiento sobre introducción a los mecanismos, tipos y análisis vectorial. Prueba de conocimiento cálculo de velocidad y posición en mecanismo.

Evidencias de Desempeño: -

-

-

Tres talleres sobre mecanismos, y una exposición con su ensayo sobre mecanismo de cuatro barras y la ley de Grashof. Cumplimiento con la normatividad de seguridad industrial, salud ocupacional y políticas medioambientales y reglamento del aprendiz. Entrega oportuna de evidencias en plataforma Blakboard.

Evidencias de Producto: -

Trabajo final que consiste en el cálculo de posición, velocidad, aceleración de un componente de un mecanismo por medio del método de movimientos planos y realizo grafica en Excel y en software.

Criterios de Evaluación

Técnicas e Instrumentos de Evaluación

-

Realiza simulaciones mediante software asistido por computador, para establecer y verificar el funcionamiento de los prototipos.

Consulta y exposición por equipos colaborativos

-

Realiza pruebas de funcionamiento y diseño a los prototipos, con el objetivo de detectar posibles fallas y corregirlas.

-

Trabajo de campo en la recolección de información de los mecanismos.

Realiza esquemas de potencia y mando de máquinas y procesos, aplicando los principios y normas técnicas que los rigen.

-

Utiliza las herramientas matemáticas para el análisis de la respuesta en el tiempo de los procesos industriales, para garantizar exactitud y precisión en las acciones de control y optimización.

-

Analiza circuitos básicos de electricidad, electrónica, neumática, electroneumática, hidráulica, electrohidráulica y mecánica, con el fin de reconocer el comportamiento de los componentes de máquinas automatizadas.

-

Selecciona los elementos que componen un circuito eléctrico, electrónico, neumático, electroneumático, hidráulico, electrohidráulico y mecánico, de acuerdo al principio de funcionamiento de cada componente, sus características y finalidad del circuito que requieren las máquinas automatizadas.

Debate por equipos colaborativos sobre análisis de mecanismos Estudio de casos en el análisis gráfico y analítico de mecanismos

Página 6 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Proceso Gestión de la Formación Profesional Integral Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 02 Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006-GFPI

Página en blanco

Página 7 de 9

Versión: 02

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006GFPI

GUÍA DE APRENDIZAJE

4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE

Materiales de formación devolutivos: (Equipos/Herramientas) ACTIVIDADES DEL PROYECTO

AMBIENTES DE APRENDIZAJE TIPIFICADOS

Talento Humano (Instructores)

DURACIÓN (Horas) Descripción

Según Ficha

Materiales de formación (consumibles)

40

Computador con conexión a internet (6 unds) Video Beam (1). Catálogos de maquinaria.

Cantidad

Idem

Descripción

N/A

Cantidad

N/A

Especialidad

Ingeniero Mecánico

Cantidad

1

ESCENARIO (Aula, Laboratorio, taller, unidad productiva) y elementos y condiciones de seguridad industrial, salud ocupacional y medio ambiente Aula dotada con mesas, sillas, tablero. Taller dotado con máquinas y distribución similar a un ambiente industrial.

Página 8 de 9

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral GUÍA DE APRENDIZAJE

Versión: 02 Fecha: 30/09/2013 Código: F004-P006GFPI

5. GLOSARIO DE TERMINOS

Se definen en los textos según la referencia bibliográfica.

6. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS

Shigley. Joseph Edward/Uiker. john Joseph. (1988). Teoría de máquinas y mecanismos. U.S.A.: McGraw Hill Book U.S.A. Beer/Johnston/Cornwell. Mecanica vectorial para Ingenieros. U.S.A. (9 Ed): McGraw Hill Book U.S.A.

Biblioteca SENA: http://site.ebrary.com/lib/senavirtualsp/detail.action?docID=10467150&p00=mecanismos http://site.ebrary.com/lib/senavirtualsp/detail.action?docID=10741304&p00=mecanismos

7. CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)

Página 9 de 9