Ingeniero

Diseño cinemático de la leva

Durante un ciclo de movimiento de 360º de una leva, el seguidor se encuentra en una de tres fases:
* Subida (Rise). Durante esta fase el seguidor asciende.
* Reposo (Dwell). Durante esta fase el seguidor se mantienea una misma altura.
* Regreso (Return). Durante esta fase el seguidor desciende a su posición inicial.

Dependiendo del comportamiento quese le quiera dar al movimiento del seguidor dentro de estas variables ( espacio-velocidad-aceleración ) es la forma en la que se construirá la leva.

Ley fundamental del diseño de levas

Las ecuaciones que definen el contorno de la leva y por lo tanto el movimiento del seguidor deben cumplir los siguientes requisitos, lo que es llamado la ley fundamental del diseño de levas:

1. La ecuaciónde posición del seguidor debe ser continua durante todo el ciclo.
2. La primera y segunda derivadas de la ecuación de posición (velocidad y aceleración) deben ser continuas.
3. La tercera derivada de la ecuación (sobre aceleración, impulso o jerk) no necesariamente debe ser continua, pero sus discontinuidades deben ser finitas y limitadas.
Las condiciones anteriores deben cumplirse para evitarchoques o agitaciones innecesarias del seguidor y la leva, lo cual sería perjudicial para la estructura y el sistema en general.

Movimiento de las levas

En los pasos preliminares del diseño de los mecanismos de levas, se acostumbra trabajar con las líneas de centro para establecer los movimientos deseados. Evidentemente, siempre se cuenta con información previa de los mecanismosrelacionados, para establecer los puntos básicos a partir de los cuales se diseñará la leva. Por lo general esta información consta de la sucesión y relación de movimientos de una parte de la máquina.
La selección del movimiento que la leva debe producir depende, primero, de la sucesión del ciclo y segundo, del sistema o la dinámica de la máquina.

• Movimiento uniforme
• Movimiento parabólico
•Movimiento armónico
• Movimiento cicloidal
• Movimiento Trapezoidal modificado
• Movimiento sinusoidal

Esta curva también se denomina movimiento rectilíneo, se utiliza cuando el seguidor debe subir o bajar con velocidad constante.

Ej. Máquinas de fabricar tornillos para controlar la alimentación de la herramienta de corte. Como este tipo de movimiento comienza y termina abruptamente, confrecuencia se modifica ligeramente para reducir el impacto sobre el seguidor.

Para lograr esto, los extremos del movimiento se redondean y se unen por medio de tangentes al resto del movimiento. El radio de este redondeado, varía desde un tercio hasta toda la subida del seguidor, dependiendo de cuan intensa sea dicha subida. Este movimiento se denomina Movimiento Uniforme Modificado. Este movimientono es adecuado para altas velocidades, se usan en levas donde el comienzo y fin del movimiento deben ser lentos, obteniéndose la mayor velocidad en el centro

Por lo común este movimiento se denomina Movimiento Uniformemente Acelerado y Retardado o Movimiento de Aceleración Constante, y es una curva que se genera distribuyendo proporcionalmente al cuadrado del tiempo, la distancia viajada por elseguidor.
Este movimiento mejora el problema de los anteriores pero seguirá produciendo un tirón cuando necesitamos llegar a un detenimiento luego de una subida por ejemplo.

Movimiento Parabólico

Diagrama de desplazamientos y Derivadas

Este movimiento frecuentemente denominado de manivela, se produce por medio de una excéntrica operando con un seguidor plano cuya superficie sea normala la dirección del desplazamiento lineal.

No obstante la mayoría de las veces es necesario producir un desplazamiento armónico simple de menos de 360º de rotación de la leva como lo ilustra esta Figura. Las ordenadas para el trazado de la curva primitiva de la leva se pueden determinar como se indica en la Figura.
En este caso es imposible el uso de seguidores planos, ya que generalmente la...