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7/21/2019 Clase de Levas
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LEVAS
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Al proyectar una mquina es necesario elegir el mecanismo o seriede mecanismos que deben entrar en su composicin partiendo delas operaciones a realizar el trabajo de la misma.
Por tanto, los mecanismos se seleccionarn de forma que el
movimiento del eslabn conducido se atenga a una determinadaley.
En algunas mquinas se requiere que el eslabn conducido sigauna ley de movimiento complejo.
Una solucin sencilla, compacta y econmica es el mecanismolevaseguidor! adicionalmente, este tipo de mecanismo tiene laventaja que son fciles de dise"ar movimientos del seguidor quetengan casi cualquier caracter#stica deseada.
$E%A&
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$as levas son un elemento mecnico muy utilizado desde
la revolucin 'ndustrial.
&u enorme potencial se centraba en que pod#an imponerun tipo de movimiento muy preciso con el simple
desarrollo de la ley de la leva (o funcin desplazamiento),y su eficacia no fue igualada *asta la aparicinde la electrnica y laaplicacin de programas de control de los actuadores.
Esta propiedad *izo que, desde *ace muc*os a"os, fueraempleada en muc*os dispositivos avanzados+las primeras mquinas de calcular (mecnicas) fueron
creadas apoyndose en controles efectuados por
mecanismos de levas.
'ntroduccin a las levas
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Mquina para realizar clculos.
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oy en d#a, los mecanismos levaseguidor tambi-n son unelemento ampliamente utilizado en la maquinaria actual,por ejemplo+ en motores de combustin interna, telares,mquinas *erramientas, sistemas robticos, etc. Estossistemas son sencillosy poco costosos, tienen pocas
piezas mviles y son compactos.
Adems, no son dif#ciles de dise"ar leyes de movimientos
del palpador que tengan casi cualquier caracter#sticadeseada y los perfiles de levas que proporcionan el
movimiento requerido son mecanizados por mquinasde control num-rico.
'ntroduccin a las levas
http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Arbol%20de%20levas%20funcionamiento.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Torno%20automatico%20accionado%20por%20levas.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Robot%20CNC%205%20axis%20machining.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Robot%20CNC%205%20axis%20machining.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Torno%20automatico%20accionado%20por%20levas.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Arbol%20de%20levas%20funcionamiento.mp47/21/2019 Clase de Levas
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Una leva es un elementomecnico que sirve para
impulsar a otro, porcontacto
puntual o lineal,
a trav-s de un elementollamado
palpador o seguidor,para que este desarrolle
una ley de movimientoespecificada. $a potenciaque se trasmite de la leva
al seguidor se realizapuntual o por una l#nea.
Mecanismo leva-palpador
'ntroduccin a las levas
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8/27Ley de la leva
$a ley de la leva puede definirse como la funcin
que refleja la relacin entre el desplazamientode la leva (lineal o angular) y el del palpador
(lineal o angular).
'ntroduccin a las levas
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El mecanismo levaseguidor transforma el
movimiento inicial de la leva (bsicamenterotatorio), en uno de traslacin, oscilatorio o
ambos, del seguidor.
ste mecanismo est compuesto de doselementos mviles, cada uno de ellos con un
grado de libertad como se muestra en la figura,leva (libertad de
girar), seguidor (libertad dedesplazarse verticalmente)!
ambos elementos estn siempre encontacto, lo que permite establecer una ley de
dependencia entre sus respectivosmovimientos.
En la figura se puede observar un mecanismode leva de disco con seguidor de rodillo.
'ntroduccin a las levas
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El *ec*o que el mecanismo levaseguidor tengaslo dos elementos lo *ace muy sencillo, de
tama"o reducido y poco costoso adems al poderestablecer una ley de dependencia entre los
movimientos de la leva y el seguidor, llamada leyde desplazamiento del seguidor, la cual estdirectamente relacionada con el perfil de la leva
que, en teor#a podr#a ser de cualquier forma
deseada, *ace que este mecanismo sea tambi-nconfiable y fle/ible a las condiciones de trabajo
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$as levas tienen una geometr#a diferente dependiendo dela tarea para la que *a sido fabricada, por este motivo elprocedimiento para su dise"o y fabricacin var#a con laaplicacin.
A medida que el trabajo se *ace ms pesado, el margende error debe ser ms peque"o y la eleccin del materialde fabricacin debe ser ms e/acto debido a los grandesesfuerzos que se generan.
0omo consecuencia de la gran demanda de calidad ygracias a la tecnolog#a actual, *oy en d#a las levas sepueden obtener por mquinas de control num-rico,fresadoras, etc. 1 si el volumen de produccin o el
material lo justifican, pueden obtenerse por moldeo.
'ntroduccin a las levas
http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Fresado%20de%20leva%20-%20Mecanizados%20de%20precision.mp4http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/videos/Fresado%20de%20leva%20-%20Mecanizados%20de%20precision.mp47/21/2019 Clase de Levas
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Para que el mecanismo levaseguidor cumpla con la teor#a(mecanismo de un grado de libertad) y para un correcto
funcionamiento del mismo, el dise"ador debe asegurar uncontacto continuo entre la leva y
el seguidor, ya que debido a lasgrandes velocidades de funcionamiento y a las propiedades f#sicasde los cuerpos, se puede interrumpir el contacto permanente entre
estos elementos, que a sus velocidades de funcionamiento tendr#agraves consecuencias para el propio mecanismo y para el sistema
al cual pertenece.
Estas consecuencias se suelen contrarrestar com2nmente de dos
formas+ por medio de unafuerza opuesta al 3salto4del seguidor(sea el propio peso del seguidor o un resorte
acoplado), o a trav-s de unarestriccin mecnica,
seg2n la disposicingeom-trica de los elementos.
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Clasifcacinde las levas
atendiendoa la orma
del e!tremodel palpador.
a, g) Palpador de rodillo.
b, j) Palpador puntual.
c, h) P. plano o de caraplana recto.
d) P. de cara planainclinado.
e) P. de cara curvasimtrico.
f, i) P. de cara curva
asimtrico.
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Los se"uidores de traslacinpueden ser centrados o
descentrados# dependiendo desi el e$e del se"uidor pasa por el
centro de leva o no.Los de rodillo presentan poca
uerza de rozamiento.Los
de cara plana son de a%ricacinsencilla y muy %aratos.
Los puntuales posee una
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Clasifcacin
se"&n la"eometr'a de
la leva.
a) De rotacin o de disco,
de placa o radial.
b) De traslacin o de cua.
c) Espacial cilndrica
d) Espacial glbica.
e) Espacial frontal esfrica.
f) Espacial frontal cilndrica.
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0lasificacin seg2n el tipo de cierre delpar superior.Para mantener unidos dos
elementos que se encuentran enmovimiento es necesario asegurar en
todo momento el contacto entre ambos o
de lo contrario podr#a ocurrir que seperdiese el control sobre el seguidor, conlo cual -ste ya no realizar#a el movimientopretendido. 5al situacin puede evitarse
de dos formas+
0ierre de fuerza: Se requiere la aplicacin
de una fuerza e/terna que act2a sobre elpalpador, el peso del palpador o la fuerzade un muelle .6igura a).
0ierre de forma+en este caso el seguidorest en contacto con ms de una
superficie a la vez, es decir, se encuentrainmerso dentro de la propia leva en unaranura o canal por donde se mueve. Elcontacto est asegurado porque sedispone de una doble superficie de leva yel seguidor se encuentra aprisionadoentre ambas..
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0lasificacin seg2n
el movimientopropio del seguidor.
Palpador conmovimiento de
traslacin a lo largode un eje (6igura a)
Palpador conmovimiento de
rotacin u
oscilantealrededor de uneje. (6igura b)
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5erminolog#aCircunferencia base: Es lacircunferencia ms pequea, de
radio 7b que puede trazarse concentro en el eje de rotacin de la
leva y tangente a la superficie fsica
de sta En el caso de un palpador
de rodillo es ms pequea que la
circunferencia primaria, siendo la
diferencia el radio del rodillo Rr.Circunferencia primaria: Es la
circunferencia ms pequea, de
radio 7p ,que se puede trazar con
centro en el eje de rotacin de laleva y tangente a la curva de paso
Esta slo se aplica en el caso de
palpadores circulares o curvos0urva de paso+ Es la trayectoria quedescri!e el centro del rodillo en la
referencia solidaria a la leva, al
completarse una vuelta de esta"orresponde a la curva offset #perfil
terico de la leva$, separada una
distancia igual al radio del rodillo 7rdel perfil real de la leva En el caso
de un palpador puntual #7r 8 9), elperfil terico coincide con el perfil
real de la leva
Punto de trazo: Es un punto del
palpador que al realizar la
inversin cinemtica descri!e la
trayectoria que constituye el perfil
de la leva #cuando el palpador es
puntual$ o la curva offset al perfil
#curva de paso o perfil terico de
la leva$ cuando el palpador es
circular
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$as levas suelen fabricarse, en principio, a partir demateriales como el acero y el *ierro fundido, sobretodo si estarn sometidas a grandes cargas y avelocidades altas.
$a fabricacin de las levas se *ace en general conproceso de mecanizadotorneado, fresado yrectificado o pulido y de tratamiento t-rmico osuperficial.
E/isten varios m-todos de fabricacin de levasdentro de ellos el ms utilizado es el mecanizado concontrol num-rico continuo (0:0) con interpolacinlineal o circular.
;ateriales y fabricacin
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En el proceso de mecanizado con 0:0+la fabricacin es precisa y de altaproductividad. Aqu# la *erramienta de corte realiza el proceso de corte demetal de manera continua manteniendo un contacto permanente con lapieza a maquinar. Un ordenador controla el movimiento de la pieza deposicin a posicin, seg2n se tiene programado
Por copiado o duplicacin+ este m-todo implica la creacin de una levamaestra o patrn, generalmente mayor que la de la escala natural, la cual seutiliza en una mquina duplicadora (pantgrafo) para producir grandescantidades de levas. $a mquina consta de dos ejes o *usillos, la levamaestra se monta en uno y la pieza a mecanizar en el otro. A la leva maestrase le aplica un palpador que gobierna la *erramienta de corte. A medida quela leva patrn y la pieza a maquinar giran lenta y conjuntamente, de manerasincronizada, el parpador sigue el contorno de la leva patrn y se elaboracorrespondientemente la pieza. Este proceso puede efectuarse mediantefresado o rectificado de la superficie de la leva.
;ateriales y fabricacin
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FIN
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Podemos encontrar seguidorescon movimiento de traslacin o
rotacin
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Maneras de mantener el contacto permanente entre levas yseguidor
(or uerza) Requiere una fuerza externa quegarantice el contacto.Muelle Gravedad
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(or orma) La propia geometra de la leva y el seguidor son los quegarantizan el contacto.
xisten ! tipos
Leva y contraleva)"iene una ranura so#re la que desliza el rodillo del
seguidor$ esta ranura se de%ne como trayectoria.
*imetro Constante) xiste una magnitud que de#e permanecerconstante entre los rodillos
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&ideo demecanizado
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'lasi%caci(n en funci(n de la geometrade la leva