MecanismosLevasT

8/2/2019 MecanismosLevasT

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UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAS DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA MECNICA

DPTO. DISEO MECNICO Y AUTOMATIZACIN

ASIGNATURA: MECANISMOS CDIGO: DA5M03 Prof.: Carlos Morales Rev.: Dic 2.006

LEVAS


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MANUAL DE MECANISMOS

LEVAS


ESCUELA DE INGENIERA MECNICADPTO. DISEO MECNICO Y AUTOMATIZACIN PGINA: 8-L 1 de 31


INTRODUCCIN

Para la sntesis de los perfiles de las levas se han desarrollado diversos mtodos

analticos, sin embargo en este captulo al igual que en resto del manual los

mtodos que se describen contemplan la aplicacin de mtodos grficos. La ventaja de

estos mtodos es que permiten corroborar los resultados de un programa en su fase

de diseo y son fciles de desarrollar para diseos preliminares. Para el desarrollo de

la sntesis se estudiar en primer lugar los tipos de movimientos o desplazamientos

que se pueden obtener en el seguidor. Los tipos de movimientos descritos estn

limitados a la posibilidad de reproducirlos a travs de mtodos grficos. Asimismo el

captulo se centrar en las levas de tipo disco que trabajen en conjunto con seguidores

de traslacin (radial y excntrico) o de rotacin (pivotado). Los procedimientos de

sntesis se desarrollarn, en lo posible, de forma simplificada de manera que el lector

pueda complementarlos a partir del anlisis de cada fase del procedimiento

presentado.


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NDICE

LEVAS ............................................................................................................................................................ 5

L.1 Clasificacin............................................................................................................................ 5

L.1.1 Clasificacin de la leva segn la geometra............................................................................ 5

L.1.2 Clasificacin del seguidor segn el tipo de contacto............................................................... 6

L.1.3 Clasificacin del seguidor segn el tipo de movimiento.......................................................... 6

L.2 Diseo de levas ....................................................................................................................... 7

L.3 Diagrama de desplazamiento ................................................................................................... 8

L.4 Curvas de desplazamiento ....................................................................................................... 8

L.4.1 Movimiento de Velocidad Constante....................................................................................... 9

L.4.2 Movimiento de Aceleracin Constante / Parablico.............................................................. 10

L.4.3 Movimiento armnico simple ................................................................................................. 11

L.4.4 Movimiento cicloidal............................................................................................................... 12

L.5 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas ...................................................................................... 13

L.5.1 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco ..................................................................... 14

L.5.2 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco con seguidor radial ..................................... 15

L.5.3 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco con seguidor excntrico de rodillo .............. 20

L.5.4 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco con seguidor pivotado de rodillo................. 26

REFERENCIAS ......................................................................................................................................... 31


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Lista de figuras

Figura. L.1 rbol de Levas ........................................................................................................... 5

Figura. L.2 Clasificacin de la leva segn la geometra ............................................................... 5

Figura. L.3 Clasificacin del seguidor segn el tipo de contacto .................................................. 6

Figura. L.4 Clasificacin del seguidor segn el tipo de movimiento ............................................. 6

Figura. L.5 Ciclo de combustin de un motor de cuatro tiempos ................................................. 7

Figura. L.6 Diagrama de desplazamiento ..................................................................................... 8

Figura. L.7 Velocidad Constante .................................................................................................. 9

Figura. L.8 Movimiento Parablico ............................................................................................... 10

Figura. L.9 Perfil del Movimiento Parablico ................................................................................ 10

Figura. L.10 Movimiento Armnico ................................................................................................. 11

Figura. L.11 Movimiento Cicloidal .................................................................................................. 12

Figura. L.12 Nomenclatura de las Levas ........................................................................................ 13

Figura. L.13 Diagrama de desplazamiento. Velocidad constante .................................................. 15Figura. L.14 Sntesis de Leva con seguidor radial.

Representacin del seguidor en su posicin inicial ..................................................... 16

Figura. L.15 Sntesis de Leva con seguidor radial.

Representacin del trazador en cada lnea de accin................................................. 17


Representacin del seguidor en cada posicin del trazador........................................ 18


Dibujar el perfil de la leva ............................................................................................ 19

Figura. L.18 Diagrama de desplazamiento. Armnico simple ........................................................ 20


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Figura. L.19 Sntesis de Leva con seguidor excntrico.



Representacin del trazador en cada lnea de accin ................................................ 22


Representacin del seguidor en cada posicin del trazador ....................................... 23



Figura. L.23 Seguidor excntrico y seguidor radial ........................................................................ 25

Figura. L.24 Diagrama de desplazamiento. Parablico 26

Figura. L.25 Sntesis de Leva con seguidor pivotado


Figura. L.26 Sntesis de Leva con seguidor pivotado.

Representacin del trazador en cada lnea de accin................................................. 28


Representacin del seguidor en cada posicin del trazador........................................ 29




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LEVASLas levas son elementos mecnicos ampliamente utilizados en las maquinarias para transformar un

movimiento en otro; (como rotacin en traslacin). Su versatilidad se debe a dos caractersticas primarias:pueden transformar el tipo de movimiento (rotacin / traslacin) y pueden ser diseadas para realizarrepetidamente movimientos especficos.

En toda la industria se emplean ampliamente los mecanismos de levas comoelementos de generadores de movimientos. El ejemplo ms emblemtico del usode las levas son los motores de combustin interna, donde las vlvulas deadmisin y escapes son sincronizadas a partir del rbol de levas mostrado en lafigura L.1, el cual sincroniza la apertura y cierre de las vlvulas con el giro delcigeal del motor.

L.1 ClasificacinLos mecanismos de levas se clasifican a partir de sus elementos primarios: la leva y el seguidor.

La leva es el elemento motriz del mecanismo y su clasificacin se deriva de su geometra (figura L.2). Elseguidor es el elemento mecnico de salida y se clasifican de acuerdo al tipo de contacto con la leva(figura L.3) y al tipo de movimiento (figura L.4).

L.1.1 Clasificacin de la leva segn la geometra

a) Leva de disco o placa b) Leva de cua

c) Leva cilndrica o tambor d) Leva de cara

Figura L.2. Clasificacin de la leva segn la geometra

Figura L.1. rbol de


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L.1.2 Clasificacin del seguidor segn el tipo de contacto

a) Seguidor de cuchilla /cua / punta de aguja

b) Seguidor de rodillo /carretilla

c) Seguidor plano d) Seguidor Esfrico /zapata curva / hongo

Figura L.3. Clasificacin del seguidor segn el tipo de contacto.

L.1.3 Clasificacin del seguidor segn el tipo de movimiento

e

a) Seguidor de traslacin b) Seguidor de traslacin

excntrico / compensacin

c) Seguidor pivotado /

oscilacin

Figura L.4. Clasificacin del seguidor segn el tipo de movimiento


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L.2 Diseo de levasEl diseo de las levas se realiza a partir de la sntesis del movimiento del seguidor, para lo cual se debe

establecer el tipo de leva y de seguidor requerido, as como el tipo de contacto entre ambos elementos.Una vez establecido las caractersticas geomtricas de la leva se debe definir las caractersticas demovimiento que tendr el seguidor durante la secuencia de avance y retorno.

Por ejemplo en la figura L.5 se muestra la secuencia de un motor de cuatro tiempos. En cada ciclo decombustin (admisin, compresin, expansin y escape) cada vlvula admisin y escape debepermanecer cerrada durante las tres cuartas partes () del ciclo y abrir y cerrar en una cuarta parte ().

Para lograr esta condicin la leva cuenta con una seccin cilndrica (radio constante) en 270 y un cambioen el radio en una seccin de 90.

El diseo del perfil de la leva a partir del movimiento requerido en el seguidor, se denomina sntesis de laleva.

Figura L.5 Ciclo de combustin de un motor de cuatro tiempos

En la sntesis de los perfiles de levas se requiere definir los siguientes puntos:

Caractersticas geomtricas de la leva, del seguidor y del tipo de contacto

Tipo de movimiento de desplazamiento del seguidor (avance y retorno).

Posicin del seguidor en cada fase del ciclo de la leva (sntesis del perfil de la leva).


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L.3 Diagrama de desplazamientoPor lo general el objetivo primario de las levas es producir una secuencia de movimientos en el seguidor a

partir del movimiento de rotacin del la leva. La secuencia de estos eventos a lo largo de un ciclo semuestra en un diagrama de desplazamiento como el de la figura L.6, en el cual la abscisa representa unciclo de movimiento de entrada (una revolucin en el caso de una leva de disco) el cual se dibuja a unaescala conveniente. La ordenada represente el recorrido o carrera del seguidor.

Los movimientos presentes en un ciclo de denominan:

Avance o ascenso: enel movimiento el seguidor se aleja del centro de la leva.

Retorno o descenso: en el movimiento el seguidor se aproxima al centro de la leva.

Reposo o detencin: el seguidor mantiene la distancia al centro de la leva.

En la representacin de un ciclo se debe tomar en cuenta la relacin existente entre el tiempo trascurridopara cada movimiento y la posicin de la leva correspondiente. Por ejemplo, s una leva gira a razn de2,0 rpm, se infiere que en cada segundo la leva girar 12; es decir, 12 grados/s.

En el siguiente diagrama se muestra un ciclo en el cual el seguidor permanece en reposo 12 s para luegoascender en 6 s, detenerse durante 6 s y finalmente retornar a su posicin inicial en 6 s.

Figura L.6 Diagrama de desplazamiento

La seleccin del tipo de movimiento de ascenso o descenso depende del comportamiento del seguidordurante su desplazamiento. Entre los tipos de curvas de desplazamientos se encuentran:

L.4 Curvas de desplazamiento Velocidad constante Aceleracin constante / Parablica Movimiento armnico simple Movimiento cicloidal / aceleracin senoidal Aceleracin trapezoidal Aceleracin trapezoidal modificada Poligonales

Para el diseo grfico de las levas slo se evaluarn en este manual los primeros cuatro tipos curvasmovimientos, los cuales servirn como base para la sntesis de levas tipo disco.


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L.4.1 Movimiento de Velocidad Constante

El movimiento de velocidad constante represente el comportamiento ms simple del seguidor; en el cual,la curva de desplazamiento corresponde a una lnea recta. La desventaja de este perfil son los picos deaceleracin infinita presentes al inicio y al final del movimiento, los cuales producen grandes fuerzasinerciales, ver figura L.7.a. Esta condicin limita el uso de este perfil para velocidades bajas.

Para evitar los efectos de discontinuidad en la curva de aceleracin se puede desarrollar una curva develocidad constante modificada en la que cambios de velocidad se suavizan por medio de una curvaturade radio igual a la carrera del seguidor, ver figura L.7.b. Esta modificacin no es muy atractiva ya quepresentan sobreaceleraciones o jerk infinitos que ocasionan vibraciones, ruidos y desgastes.

a) Velocidad Constante b) Velocidad Constante Modificada

Figura L.7 Velocidad Constante


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L.4.2 Movimiento de Aceleracin Constante / Parablico

El movimiento parablico se presenta como una alternativa para perfiles de levas que operen convelocidades moderadas, ya que en ste las magnitudes de las aceleraciones son finitas y constantes. Sibien sta caracterstica disminuye los esfuerzos inerciales, los picos infinitos en la sobreaceleracin,derivados de los escalonamientos en la curva de aceleracin producen vibraciones, ruidos y desgastes.

Para determinar los valores picos de las grficas es necesario conocer la velocidad angular de la leva, el ngulo de rotacin de la leva para cada movimiento y la magnitud de la carrera del seguidor.

Un mtodo ms simple para desarrollar el perfil de movimiento parablico se puede deducir con facilidadde los diagramas que se presentan en la figura L.9.

Figura L.9 Perfil del Movimiento Parablico

Para desarrollar el perfil parablico se debe dividir el ejede las abscisas (tiempo) en 6 divisiones iguales comose puede ver en la figura L.8. As mismo se debe dibujaruna lnea auxiliar arbitraria con divisiones consecutivasde segmentos impares, como se indica en la siguientetabla:

Divisiones de lnea auxiliar:Abscisas 1 2 3 4 5 6

Ordenadas 1 3 5 5 3 1

Abscisas 1 2 3 4 5 6 7 8

Ordenadas 1 3 5 7 7 5 3 1

Abscisas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ordenadas 1 3 5 7 9 9 7 5 3 1

En la grfica se puede observar un ejemplo en donde seha utilizado seis divisiones.

Para proyectar los segmentos de la lnea auxiliar en laordenada del diagrama se une la ltima divisin con unalnea al extremo de la ordenada y los puntos restantescon lneas paralelas a la primera. Las interseccionescon la ordenada se extienden horizontalmente hasta lasabscisas correspondientes.Estas intersecciones son puntos sobre la curvaparablica.


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L.4.3 Movimiento armnico simple

El perfil del movimiento armnico simple se obtiene de un semicrculo el cual es dividido en su permetroen partes iguales con la misma cantidad de segmento de la abscisa, ver figura L.10.a. Las prolongacioneshorizontales de las divisiones del arco se interceptan en la vertical con las divisiones de las abscisas enlos puntos que pertenecientes a la curva armnica. An cuando este perfil presentas puntos desobreaceleraciones infinitos, son llamativos ya que:

1. Presentan menos cantidad de puntos de sobreaceleracin infinitos (Jerk ) que elmovimiento parablico.

2. Los valores mximos de velocidad son inferiores a los de movimiento parablico

3. Son ms fciles de fabricar.

Para determinar los valores picos de las grficas es necesario conocer la velocidad angular de la leva, el ngulo de rotacin de la leva para cada movimiento y la magnitud de la carrera del seguidor.

En la figura L.10.b se muestra una secuencia para dividir grficamente la semicircunferencia en seispartes iguales con la ayuda de un comps. R represente el radio de la semicircunferencia y la aperturadel comps.

b)

R

60

30

R

60

30

1)

2)

3)

Figura L.10 Movimiento Armnico

a)


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L.4.4 Movimiento cicloidal

La curva cicloidal representa uno de los movimientos ms idneos para el desarrollo de perfiles de levas.A pesar de presentar aceleraciones superiores a las obtenidas con los movimientos parablicos yarmnicos, la carencia de picos infinitos en la sobreaceleracin hace que el perfil cicloidal sea el mejor delos expuestos para aplicaciones de altas velocidades.

El desarrollo grfico de la curva cicloidal selogra dibujando al inicio o final de la curva uncrculo con radio igual L/2, como se muestraen la figura L.11a. Posteriormente se divide elcrculo en el mismo nmero de partes quedivisiones sobre las abscisas y se proyectanhorizontalmente las divisiones desde elpermetro hasta la una lnea vertical que pasapor el centro del crculo.

Posteriormente se traza una lnea diagonal al

grfico la cual corresponde a los puntos 0, 3y 6 de la curva y de dibujan lneas paralelasa sta que partan de los puntos proyectados 1-2 y 4-5 del crculo. La intercepciones de laslneas con las verticales de las abscisascorrespondientes representan puntos sobre lacurva cicloidal. Ver figura L.11.b.

Para determinar los valores picos de lasgrficas es necesario conocer la velocidadangular de la leva , el ngulo de rotacin dela leva para cada movimiento y la magnitudde la carrera del seguidor.

a)

b)

Figura L.11 Movimiento Cicloidal


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L.5 Sntesis Grfica de Perfiles de LevasLa sntesis de perfiles de levas consiste en la reproduccin de cada posicin del seguidor, respecto al

tiempo, en los ngulos de rotacin correspondientes de la leva. Para el desarrollo de la sntesis se debetener previamente definido las caractersticas geomtricas de cada elemento del mecanismo (leva,seguidor y tipo de contacto) y el diagrama de desplazamiento del seguidor.

En el desarrollo de la sntesis de levas se deben conocer las siguientes nomenclaturas:

Punto de trazo o trazador: Este punto corresponde a la punta del seguidor de cuchilla; un puntode la superficie del seguidor plano; el centro del rodillo o el centro de la punta de esfera.

Curva de paso: Lugar geomtrico generado por el punto trazador a lo largo del desarrollo delperfil de la leva.

Crculo primario: Crculo de menor dimetro que se puede representar con centro en el eje derotacin y tangente a la curva de paso.

Crculo base: Crculo de menor dimetro que se puede representar con centro en el eje de

rotacin y tangente al perfil de la leva.Crculo de excentricidad: Crculo cuyo radio es igual a la magnitud de la excentricidad.

Carrera: Desplazamiento del seguidor al completar un movimiento de avance o retorno. En losseguidores pivotados la carrera viene dada por la cuerda que se genera en la rotacin delseguidor.

Figura L.12 Nomenclatura de las Levas


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L.5.1 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco

La sntesis de levas de disco consiste bsicamente en representar al seguidor en cada una de lasposiciones ngulo de rotacin de la leva. Para sintetizar el perfil de la leva, es necesario invertir elmecanismo, de manera que la leva se mantenga estacionaria mientras que el seguidor gira en torno asta en sentido opuesto a la rotacin de la leva.

El procedimiento consiste en ejecutar los siguientes pasos:

1. Representar al seguidor en su posicin inicial respecto al centro de rotacin de la leva.

2. Identificar en el seguidor, de acuerdo al diagrama de desplazamiento, las diferentesposiciones de avance y retorno del trazador.

a. Rotular el diagrama de desplazamiento representando en la ordenada la carrera delseguidor y en la abscisa los movimientos del seguidor para un ciclo.

i. El origen del diagrama debe coincidir con la posicin inicial del trazador y el valormximo de la ordenada con la magnitud de la carrera.

ii. Identificar en la abscisa las fases significas del movimiento de la leva con nmeroscorrelativos (inicio y fin de los reposos y posiciones intermedios de los avances yretornos).

iii. Representar los reposos con segmentos cortos horizontales, indicando para elinicio y el final el correlativo correspondiente (tiempo o ngulo de rotacin de la levacorrespondiente).

iv. Dibujar la curva de desplazamiento del seguidor

b. Proyectar en el seguidor las diferentes posiciones del trazador, de acuerdo con la curvade desplazamiento.

i. Se puede identificar en un lado de las lneas de desplazamiento del trazador lasposiciones correspondientes al avance del seguidor; y en el otro, las del retorno.

3. Dibujar, en sentido opuesto al movimiento de la leva, la lnea de accin del seguidor paracada ngulo de rotacin de la leva identificado en el diagrama de desplazamiento.

4. Marcar en cada lnea de accin del seguidor las posiciones del trazador.

5. Representar el seguidor, de acuerdo al tipo de contacto, en la ubicacin del trazador decada posicin.

6. Dibujar el perfil de la leva de manera tal que sea tangente a todos las superficies decontacto de los seguidores representados.

El perfil de la leva debe ser tangente a las superficies de todos los seguidores; y por ende,todos los seguidores deben quedar fuera del permetro de la leva.


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L.5.2 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco con seguidor radial

A continuacin se presenta la sntesis para una leva tipo disco que gira a 2,5 rpm, con seguidor centrado de puntade aguja. El seguidor cambia su posicin con velocidad constante de acuerdo con la siguiente secuencia:

Leyenda:

Fase R Avance R Retorno

Posicin 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiempo[seg]

0 5 7 9 11 13 16 18 20 22 24

ngulo

[]

0 75 105 135 165 195 240 270 300 330 360

Como se explico en la seccin L.4.1 (Movimiento de Velocidad Constante) la curva de desplazamiento serepresenta en la figura L.13 como una lnea recta que va desde la posicin inicial del movimiento (posicin1) hasta la final (posicin 5). Este comportamiento se representa de manera similar para el descensoiniciando el movimiento en la posicin 6 y completndolo en la posicin10.

Las intercepciones de las posiciones del seguidor (abscisas) con la curva de desplazamientocorresponden a las fases de avance y retorno del trazador (ordenada) para cada ngulo indicado en laleyenda.

Figura L.13 Diagrama de desplazamiento. Velocidad constante

La sntesis del perfil de la leva se desarrollar en cuatro fases. Para cada fases se enunciarn los pasoslistados en el punto L.5.1 y el lector podr observar y analizar en cada etapa del procedimiento a seguirhasta obtener el perfil de la leva..


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Pasos a seguir en la figura 14.1, de acuerdo al procedimiento L.5.1:

1. Representar al seguidor en su posicin inicial.

2. Identificar en el seguidor las posiciones de avance y retorno del trazador.

Figura. L.14 Sntesis de Leva con seguidor radial.Representacin del seguidor en su posicin inicial.


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3. Dibujar, en sentido opuesto al movimiento de la leva, la lnea de accin del seguidor.

4. Marcar en cada lnea de accin del seguidor las posiciones del trazador.

Figura. L.15 Sntesis de Leva con seguidor radial.Representacin del trazador en cada lnea de accin.


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5. Representar al seguidor en la ubicacin del trazador de cada posicin.

Figura. L.16 Sntesis de Leva con seguidor radial.Representacin del seguidor en cada posicin del trazador.


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6. Dibujar el perfil de la leva de manera tal que pase por todos las superficies de contacto de losseguidores

Figura. L.17 Sntesis de Leva con seguidor radial.Dibujar el perfil de la leva.


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Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco con seguidor excntrico de rodillo

El siguiente procedimiento de sntesis corresponde a una leva tipo disco que trabaja con un seguidor de rodillo entraslacin que presenta una excentricidad e respecto al centro de giro de la leva.

Los seguidores de traslacin excntricos, denominados tambin de compensacin, tienen como objeto disminuirel ngulo de presin que se forma entre la normal comn de la leva y el seguidor y la lnea de accin del seguidor.Debido que la mayor incidencia del ngulo de presin sobre el seguidor ocurre cuando el seguidor avanza laleva empuja al seguidor la excentricidad debe colocarse en direccin opuesta al sentido de rotacin de la leva.

La sntesis de la leva se desarrollar con un movimiento armnico simple en el seguidor; sin reposo tanto para elavance como para el retorno. Para la representacin de los movimientos armnicos del seguidor se utilizarn 12divisiones de 30 en la leva.

Leyenda:

Fase Avance Retorno

Posicin 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ngulo[]

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

Para este caso la curva de desplazamiento se obtiene del procedimiento indicado en la seccin L.4.3(Movimiento Armnico). El avance del seguidor se inicia en la posicin 0 para completarse la mitad delciclo (posicin 6). Para el retorno el comportamiento es simtrico, iniciando el movimiento en la posicin 6y completndolo en la posicin12.

Las intercepciones de las posiciones del seguidor (abscisas) con la curva de desplazamientocorresponden a las fases de avance y retorno del trazador (ordenada) para cada ngulo indicado en laleyenda. Ver figura L.15.

Figura. L.18 Diagrama de desplazamiento. Armnico simple

La sntesis del perfil de la leva se desarrollar en cuatro fases. Para cada fases se enunciarn los pasoslistados en el punto L.5.1 y el lector podr observar y analizar en cada etapa del procedimiento a seguirhasta obtener el perfil de la leva..


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Figura. L.19 Sntesis de Leva con seguidor excntrico.Representacin del seguidor en su posicin inicial.


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3. Dibujar, en sentido opuesto al movimiento de la leva, la lnea de accin del seguidor.

4. Marcar en cada lnea de accin del seguidor las posiciones del trazador de acuerdo al diagrama de

desplazamiento.


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Figura. L.21 Sntesis de Leva con seguidor excntrico.Representacin del seguidor en cada posicin del trazador.


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6. Dibujar el perfil de la leva de manera sea tangente a todas las superficies de contacto de los seguidores

Figura. L.22 Sntesis de Leva con seguidor excntrico.Dibujar el perfil de la leva.


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En el diseo de levas se debe tener presente que la excentricidad del seguidor se debe establecer previoa la sntesis del perfil. Cuando se tiene el perfil fabricado, no se debe modificar en la leva la posicin delseguidor ya que el comportamiento de ste resultara inapropiado y errneo. A continuacin se muestra lasntesis de una leva en lnea con las mismas caractersticas fsicas y de movimiento utilizado en el

ejemplo anterior y se presenta una superposicin de los perfiles (en lnea y excntrico).

0-12

2-10

1-11

3-9

4-8

65-7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10Seguidor en lnea

Seguidor excntrico

Figura. L.23 Seguidor excntrico y seguidor radial


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L.5.3 Sntesis Grfica de Perfiles de Levas de disco con seguidor pivotado derodillo

El siguiente procedimiento de sntesis corresponde a una leva tipo disco que trabaja con un seguidor de rodillopivotado.

Los seguidores de pivotados, denominados tambin de oscilacin, permiten disminuir la friccin y los momentosque se producen en la gua del seguidor de traslacin como consecuencia del empuje de la leva. Para este tipode seguidor el sentido de giro de la leva no presenta restricciones como en el caso del seguidor excntrico; sinembargo, el sentido de rotacin de avance preferente en el seguidor es la opuesta a la rotacin de la leva.

La siguiente sntesis contempla una oscilacin de 25 en el seguidor con movimiento parablico, tanto para elavance como para el retorno, con perodos 90 en la leva, y un reposo de 180 en la posicin inferior. Para larepresentacin de los movimientos parablicos del seguidor se iniciar el avance cuando la leva haya rotado 90 yel resto del reposo se colocar al final del ciclo. Para representar tanto el avance como el retorno se utilizaran 6divisiones de 15.

Leyenda:

Fase R Avance Retorno R

Posicin 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

ngulo[] 9

0

105

120

135

150

165

180

180

195

210

225

240

255

270

En este caso la curva de desplazamiento se obtiene del procedimiento indicado en la seccin L.4.2(Movimiento Parablico). El avance del seguidor se inicia en la posicin 1 y completa en la mitad del ciclo(posicin 6). Para el retorno el comportamiento es simtrico, iniciando el movimiento en la posicin 7 ycompletndolo en la posicin 13. El seguidor permanecer en reposo desde los 270 hasta los 90,pasando por los 0. Esta condicin particular podra estar asociada al movimiento del seguidor respecto a

la chaveta de la leva. En la sntesis de levas es optativo emplear dos dgitos para discriminar en final delavance y el inicio del retorno, an cuando no hay reposo entre los dos movimiento (posiciones 6 y 7).

Figura. L.24 Diagrama de desplazamiento. Parablico

En el diagrama de desplazamiento la ordenada corresponde al giro del seguidor, representado por laproyeccin en una cuerda del arco de movimiento del seguidor; y la abscisa corresponde a las posicioneso ngulo de rotacin de la leva. Ver figura L.19.1.


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El movimiento del seguidor se representa en una cuerda y se proyecta sobre el arco del movimiento deltrazador.

Figura. L.25 Sntesis de Leva con seguidor pivotado.Representacin del seguidor en su posicin inicial.


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3. Dibujar, en sentido opuesto al movimiento de la leva, la lnea de accin del seguidor (arco del pivote).

Se ubica el pivote en cada posicin del seguidor (ngulo de rotacin) y se dibuja el arco de movimiento

del trazador.4. Marcar en cada lnea de accin del seguidor (arco) las posiciones del trazador de acuerdo al diagrama

de desplazamiento.

Figura. L.26 Sntesis de Leva con seguidor pivotado.Representacin del trazador en cada lnea de accin.


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Figura. L.27 Sntesis de Leva con seguidor pivotado.Representacin del seguidor en cada posicin del trazador.


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6. Dibujar el perfil de la leva de manera sea tangente a todas las superficies de contacto de los seguidores

Figura. L.28 Sntesis de Leva con seguidor pivotado.Dibujar el perfil de la leva.


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REFERENCIAS

Para la sntesis de levas a partir de mtodos grficos se recomienda utilizar como

literatura de apoyo los apuntes del Torrealba (1), el Erdman (2), Shigley (4) y el Mabie

(5). En el Erdman (2) se indican las ecuaciones para determinar las magnitudes

mximas para el desplazamiento, la velocidad, la aceleracin y la sobreaceleraciones

(jerks o tirn) para cada movimiento. Se debe destacar que en las dems bibliografas

las magnitudes de los valores antes citados son referenciales ya que no toman en

cuenta la velocidad angular de la leva. En el caso del Mabie (5) no se hace referencia

de la sobreaceleracin para ningn tipo de movimiento del seguidor. Por otro lado el

Norton (3), an cuando no se describen mtodos grficos, presenta una buena

descripcin de los tipos de movimientos del seguidor y de criterios de diseo para los

perfiles de levas.

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