MECANISMO DE LEVAS

INTRODUCCION

La leva es un disco con un perfil externo parcialmente circular sobre el que apoya un operador móvil (seguidor de leva) destinado a seguir las variaciones del perfil de la leva cuando esta gira. Se puede decir que la leva también es un mecanismo que nos permite transformar un movimiento giratorio en uno alternativo lineal (sistema leva-émbolo) o circular (sistema leva-palanca), estando su principal utilidad en la automatización de máquinas (programadores de lavadora, control de máquinas de vapor, apertura y cierre de las válvulas de los motores de explosión.  Estos mecanismos se emplean en la maquinaria, por su facilidad de diseño para producir cualquier movimiento deseado, es difícil encontrar maquinas denominadas automáticas sin un sistema de levas.

TIPOS DE LEVAS SEGÚN EL MOVIMIENTO DEL SEGUIDOR

1.- Leva de Traslación

El contorno o forma de leva de traslación se determina por el movimiento especifico del seguidor este tipo de leva es la forma básica puesto que todas las superficies uniformes o más frecuentes con inclinaciones variables.

2-. Levas de Disco

En el caso de las levas de disco el cuerpo de estos tienen forma de disco con el contorno de la leva formado sobre una circunferencia, en estas levas por lo general la línea de acción del seguidor es perpendicular al seguidor.

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3.- Levas de Tambor o Cilíndricas

En estas levas de tambor la piesta de la leva generalmente se habrá alrededor del tambor normalmente la línea de acción del seguidor de estas levas es paralela al eje de la leva.

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4.- Embolo

Si queremos que el movimiento de la salida sea lineal alternativo en el eje vemos el sistema simplificado de distribución del motor de un coche.

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5.- Planca

Si queremos que el movimiento de salida oscilante se emplea el mecanismo con un muelle de recuperación que permite al palpador se mantenga en contacto con el perfil de biela en todo momento.

        TIPOS DE MOVIMIENTO DEL SEGUIDOR

Podemos encontrar seguidores con movimientos de rotación o movimiento de traslacion.

1.- De rotación u oscilante cuando gira alrededor de un eje.

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2.- De traslación si su movimiento es un trasladado a lo largo de un eje-

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• Seguidor de Rodillo

El seguidor de rodillos es un rodamiento compacto con un eje sumamente rígido y un cojinete de agujas integrado. Resulta adecuado como rodillo de guía para mecanismos de leva y movimiento lineal.

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• Seguidor Plano

El seguidor se mueve en un plano perpendicular al eje de rotación de la leva. Las traslaciones u oscilaciones del seguidor se restringen para que se mantenga el contacto con el perfil de la leva.

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• Seguidor Puntual

Si el seguidor se mueve con movimiento de traslación sobre una línea recta que pasa por el eje de rotación de la leva, se dice que la leva es puntual.  Es el tipo de seguidor que se adapta mejor movimientos difíciles, ya que el punto es sensible es el mejor se adapta a movimientos difíciles, ya que el punto es sensibles a cambios bruscos.

ECUACIONES Y DIAGRAMA DE DESPLAZAMIENTO

Por lo común, un mecanismo leva-seguidor es un dispositivo con un grado de libertad. La leva es impulsada por un movimiento de entrada conocida, casi siempre por un motor que gira a velocidad angular constante. La ley de movimiento del seguidor, que depende de la coordenada generalizada de la leva, está condicionada por el proceso tecnológico a cumplir. Durante un periodo de rotación de la leva, el seguidor ejecuta una serie de movimientos como los que se muestran en el diagrama de desplazamientos.

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Movimiento con velocidad uniforme

Este movimiento presenta aceleraciones infinitas al inicio y al final del movimiento, por lo que actuarían fuerzas muy altas que generan golpes fuertes y vibraciones. Es por esto que una ley de movimiento lineal se usa sólo entramos de las fases de retorno, y en la ley de movimiento se introducen modificaciones en las transiciones de fase para suavizar la transición entro dos leyes de movimiento lineales. Se puede realizar un redondeo por curvas tangentes, éste se hace en los puntos de inflexión un segmento de circunferencia de radio r.

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Movimiento parabólico o de aceleración constante

El movimiento parabólico tiene la menor aceleración teórica para una elevación y una velocidad dada.

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El movimiento parabólico puede tener o no tener intervalos iguales de aceleración o desaceleración. Adicionalmente, el movimiento parabólico puede modificarse para que incluya un intervalo de velocidad constante entre la aceleración y la desaceleración; con frecuencia se denomina como velocidad constante modificada. En la porción central de este movimiento, subtendido por el ángulo de giro de la leva β2 y elevación L2, es un movimiento uniforme. En el diagrama se muestra como se deben igualar las pendientes del movimiento parabólico con el de velocidad constante:

1) Conocidos los ángulos β1, β2 y β3 y la elevación total L: se traza la línea entre la sección media de aceleración –β1– y de desaceleración –β3– y se determinan las elevaciones L1, L2 y L3.

2) Conocidas las elevaciones L1, L2 y L3 y el ángulo de giro de la leva β: se traza la línea entre la elevación –L1 al inicio de la aceleración y L + L3 al final de la desaceleración y se determinan los ángulos de giro de la leva en cada movimiento β1, β2 y β3.

TRAZADO DE PERFIL DE UNA LEVA SEGÚN EL DIAGRAMA DE DESPLAZAMIENTO

Una vez elegido la ley de movimiento deseado del seguidor, la tarea consiste en obtener el perfil apropiado de la leva para lograr el movimiento del seguidor representado en el diagrama de desplazamiento. El diseño gráfico del perfil de la levas se basa en el proceso de inversión del mecanismo leva-seguidor, en el que la leva se considera fija y la guía o articulación del seguidor móvil. La inversión cinemática no afecta los movimientos relativos entra la leva y el palpador. El perfil de la leva es el haz de curvas correspondientes con las distintas posiciones del palpador del seguidor en una vuelta de la leva. Para claridad del procedimiento, se hace necesario establecer una nomenclatura adicional basada en el punto de trazo es un punto teórico del seguidor; corresponde al punto de un seguidor puntual o el centro del rodillo en esta clase de seguidor. La curva de paso es el lugar geométrico generado por el punto de trazo conforme el seguidor se mueve en relación con la leva. Para un seguidor puntual, la curva de paso y la superficie de la leva son idénticas. En el caso de un seguidor de rodillo, están separadas por el radio de rodillo. La circunferencia primaria es la más pequeña que se puede trazar con centro en el eje de rotación de la leva y tangente a la curva de paso. El radio de esta circunferencia es R0. La circunferencia base es la circunferencia más pequeña con centro en el eje de rotación de la leva y tangente a la superficie de ésta. En el caso de un seguidor de rodillo, la diferencia entre la circunferencias base y primaria es el radio de rodillo, en el caso de un seguidor de cara plana o seguidor puntual, son idénticas.

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