Levas

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LEVAS, MECANISMOS ARTICULADOS Y ACTUADORES.

Levas
En ingeniería mecánica, una leva es un elemento mecánico hecho de algún material (madera, metal, plástico, etc.) que va sujeto a un eje y tiene un contorno con forma especial. De este modo, el giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte una pieza conocida como seguidor. Existen dos tipos de seguidores,de traslación y de rotación.
La unión de una leva se conoce como unión de punto en caso de un plano o unión de línea en caso del espacio. De ser necesario pueden agregarse dientes a la leva para aumentar el contacto.
El diseño de una leva depende del tipo de movimiento que se desea imprimir en el seguidor. Como ejemplos se tienen el árbol de levas del motor de combustión interna, el programadorde lavadoras, etc.
También se puede realizar una clasificación de las levas en cuanto a su naturaleza. Así, las hay de revolución, de translación, desmodrómicas (éstas son aquellas que realizan una acción de doble efecto), etc.
Usos de la levas
Mediante el uso de levas se logran complejos movimientos con una alta repetitividad y confiabilidad, aun costo reducido.
Un ejemplo es en el motor decombustión interna
Excentricidad
En ocasiones resulta interesante desplazar el seguidor de forma que su dirección de deslizamiento no pase por el centro de rotación de la leva. En este caso, se dice que el seguidor es excéntrico y se llama excentricidad a la distancia desde el centro de rotación de la leva a la dirección de deslizamiento del seguidor. La circunferencia centrada en el centro derotación de la leva y tangente a la dirección de deslizamiento del seguidor se denomina circunferencia de excentricidad.
Nótese por comparación de la figura siguiente con la anterior que, sin cambiar el diagrama de elevación ni ningún otro parámetro de diseño de la leva, al dotar al seguidor de cierta excentricidad la forma de la leva cambia (y no solo cambia su orientación) llegando a serasimétrica pese a la simetría del diagrama de elevación. También cambian otros factores importantes, como el ángulo de presión, que se estudiará más adelante.
Pausa del seguidor
En ocasiones, los mecanismos de leva son seleccionados porque proporcionan en el seguidor un movimiento intermitente (difícil de conseguir con mecanismos de barras). Así, el movimiento del seguidor es tal que durante un tiempopermanece detenido (pausa) pero posee movimiento el resto del tiempo. En la siguiente figura se muestra sistema leva-seguidor con pausa en la mínima elevación. Obsérvese la pausa en el diagrama de elevación y cómo ésta se encuentra en la posición más baja del seguidor. Obsérvese también durante el movimiento de la leva que el tramo de perfil de leva que produce la pausa en el seguidor es un arcode circunferencia centrado en el centro de rotación de la leva.
Los mecanismos leva-seguidor se pueden diseñar también para poseer más de una pausa. En el ejemplo mostrado a continuación, el seguidor cuenta con dos pausas, una en la elevación máxima y otra en la elevación mínima. Obsérvese cómo una pausa de seguidor corresponde siempre en la leva giratoria con un arco de circunferencia centrado enel centro de rotación de la misma.
Ángulo de presión
El ángulo de presión es un parámetro fundamental en el comportamiento dinámico de las levas. Se define como el ángulo que forman dos rectas: la línea de deslizamiento del seguidor y la recta normal a las dos superficies (leva y rodillo) en el punto de contacto.
Dos curvas (o superficies) que contactan en un punto poseen siempre una tangentecomún en el punto de contacto. La recta normal es, precisamente, la perpendicular a la tangente en dicho punto. En todo contacto sin rozamiento, las fuerzas que se transmiten desde una curva (o superficie) a la otra a través del contacto tienen siempre la dirección de la normal. Por este motivo, cuando la leva empuja al seguidor hacia arriba no lo hace siempre mediante una fuerza vertical, sino...
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