Levas

Mecanismo de leva con seguidor de rodillo

Introducción

Una leva es un elemento que impulsa, por contacto directo, a otro elemento denominado seguidor de forma que éste último realice un movimiento alternativo concreto. Aunque existen muchos tipos de mecanismos de leva, uno de los más comunes es el mecanismo de leva con seguidor de rodillo que se presenta a continuación.
 
Pese a que tantola leva como el seguidor pueden disfrutar de un movimiento de rotación o de traslación, el caso más habitual es que la leva gire mientras que el seguidor se desplaza. En este tipo de mecanismo, el objetivo es relacionar de forma precisa la rotación de la leva (cuya posición viene definida por el ángulo de leva "θ") con el movimiento del seguidor (cuya posición viene definida por la elevación "y"del mismo). Así, el punto de partida para el diseño de una leva es lo que se conoce con el nombre de diagrama de elevación, que representa con precisión la elevación del seguidor para cada posición angular de la leva. Este diagrama constituye la representación gráfica de la función y (θ), variando θ entre 0º y 360º.
 
Hay que decir, que la elevación y se mide siempre respecto de la posición másbaja del seguidor. Es decir, en la posición más baja se cumple siempre que y = 0.
 
Aparte de los conceptos definidos hasta ahora, hay otros de especial importancia en el diseño de un mecanismo leva seguidor. Todos estos conceptos pueden ser comprobados en la figura siguiente.

• Rodillo: Para evitar el rozamiento que se produciría entre la leva y el seguidor si éstos contactarandirectamente, se introduce entre ambos un rodillo que cambia el tipo de contacto a rodadura pura (en condiciones ideales). El rodillo está articulado al seguidor en su extremo y rueda sobre la leva (ver figura a continuación).

• Punto de trazo: Al incluir el rodillo, el seguidor no contacta directamente con la leva, sino que contacta con el rodillo y éste con la leva. El punto de trazo es el puntodel seguidor alrededor del cual gira el rodillo. Es, por tanto, el punto extremo del seguidor que estaría en contacto con la leva si no hubiese rodillo (ver figura a continuación).

• Curva primitiva: Es la curva que definiría el perfil de la leva si no hubiese rodillo. Es, también, la curva por la que pasa el punto de trazo al moverse la leva. De hecho, durante el diseño de la leva,partiendo del diagrama de elevación se obtiene la curva primitiva (o primera forma de la leva). Posteriormente, esta curva se reduce en una cantidad igual al radio del rodillo que se desea colocar (ver figura a continuación).

• Círculo primario: Es el menor círculo que se puede dibujar centrado en el centro de rotación de la leva y tocando la curva primitiva. Así, el círculo primario toca punto detrazo sólo cuando el seguidor se encuentra en la posición más baja posible. El tamaño del círculo primario debe decidirse en el momento de comenzar a diseñar la leva y su magnitud influye sobre el tamaño final de la leva, como se verá más adelante.
En la siguiente figura puede observarse el movimiento de la leva y su relación con el diagrama de elevación. En él, la flecha azul sobre la levaconstituye una referencia que indica la rotación de la misma. El movimiento puede accionarse automáticamente pulsando el botón "Mov. Auto" o bien manualmente arrastrando con el ratón el cuadrado situado en el extremo de la flecha azul. Durante el movimiento, verificar:
• que el sistema leva-seguidor cumple perfectamente con el diagrama de elevación mostrado, ya que la leva se ha diseñado paraello,
• que el punto de trazo sigue siempre la curva primitiva,
• que el punto de trazo toca el círculo primario solamente cuando el seguidor está en su posición más baja y
• que el perfil de la leva dista de la curva primitiva, en todos los puntos, una distancia igual al radio del rodillo.

Leva seguidor

Excentricidad

En ocasiones resulta interesante desplazar el seguidor de...