Una leva y un seguidor es un método para convertir el movimiento giratorio en movimiento lineal. La aplicación más conocida es en motores de combustión interna, donde la combinación de leva y seguidor determina los tiempos y la duración de apertura de la válvula. (a través de la varilla y el balancín).
Otras aplicaciones pueden ser en maquinaria industrial, regulando la apertura y cierre de equipos para llenar botellas o contenedores, juguetes (por ejemplo, un juguete de “pato graznador”, donde se puede usar una leva para mover el pico del pato y hacer el graznido). , de hecho, cualquier aplicación en la que desee un movimiento lineal bastante corto a intervalos repetidos regulares.
En las máquinas, especialmente en las típicas máquinas textiles y automáticas, muchas piezas necesitan recibir diferentes tipos de movimiento en una dirección específica. Esto se logra convirtiendo el movimiento disponible en el tipo de movimiento requerido. El cambio de movimiento circular a movimiento traslacional (lineal) de tipo armónico simple y viceversa se puede realizar mediante un mecanismo de manivela deslizante como se analizó anteriormente. Pero ahora surge la pregunta de qué hacer cuando el movimiento circular o giratorio debe transformarse en un movimiento lineal de naturaleza compleja o en un movimiento oscilatorio. Este trabajo lo realiza una parte mecánica de un miembro mecánico, conocida como leva.
tipos de cámaraDefinición de CAMS:
Una leva se puede definir como una pieza de maquinaria giratoria, alternativa u oscilante diseñada para impartir movimiento alternativo y oscilante a otra parte mecánica, llamada seguidor.
Una leva y un seguidor normalmente tienen una línea de contacto entre ellos y como tales constituyen un par superior. El contacto entre ellos se mantiene mediante una fuerza externa que suele ser proporcionada por un resorte o, a veces, por el peso suficiente del propio seguidor.
Clasificación de cámaras
Las cámaras se clasifican según:
(una forma
(b) Movimiento de seguidores
(c) Tipo de restricción de seguidores
Según la forma
Cámaras de cuña y planas
Se muestra en las Figuras 1.48 (a), (b), (c) y (d).
En la Figura 1.48 (a), cuando se transmite movimiento de traslación horizontal a la cuña, el seguidor también se traslada, pero verticalmente en la Figura 1.48 (b), la cuña tiene una superficie curva en su parte superior. El seguidor obtiene un movimiento oscilatorio cuando se le da a la cuña un movimiento de traslación horizontal. En la figura 1.48(c), la cuña está estacionaria y la guía recibe un movimiento de traslación dentro de la restricción dada. Esto da como resultado el movimiento de traslación del seguidor en la figura 1.48 (d). En lugar de una cuña, se proporciona un bloque rectangular o una placa plana con una ranura. Cuando se transmite un movimiento de traslación horizontal al bloque, se requiere que el seguidor tenga un movimiento de traslación vertical.
Tipos de levas de cuñaAdemás, en este caso, como en los casos (a) y (b), no es necesario proporcionar un resorte. En este caso, la trayectoria de la ranura, que hace que el seguidor se mueva, restringe el movimiento del seguidor hacia arriba y hacia abajo.
Cámara radial o de disco
En las levas radiales o de disco, la forma de la superficie de trabajo (perfil) es tal que los seguidores se alternan en un plano perpendicular al eje de la leva, como se muestra en la Figura 1.49 (a). Se llama leva radial porque el movimiento de los seguidores obtenido es radial (Figura 1.49). En la figura 1.49(b) también se muestra una leva radial de forma diferente.
Tipos de levas radialesCabe señalar que las levas radiales son muy populares debido a su simplicidad y compacidad.
Cámaras cilíndricas
Las levas cilíndricas se muestran en las figuras 1.50 (a) y (b). En la figura 1.50(a), el seguidor oscila, mientras que en la figura 1.50(b) el seguidor oscila. Las levas cilíndricas también se conocen como levas de barril o de tambor.
leva cilíndricaCámaras en espiral
Esto se muestra en la Figura 1.51. La leva comprende una placa en cuya cara está cortada una ranura en forma de espiral. La ranura en espiral está provista de dientes que engranan con el seguidor del engranaje de pasador.
Esta leva tiene un uso limitado porque necesita invertir su dirección para restablecer la posición del seguidor. Esta cámara ha encontrado su uso en computadoras.
cámara espiralCámaras conjugadas
Como su nombre lo indica, la leva está compuesta por dos discos, encajados entre sí y que permanecen en contacto constante con dos rodillos de un seguidor, como se muestra en la Figura 1.52.
cámara combinadaEsta leva se utiliza cuando se requiere alta carga dinámica, bajo desgaste, bajo nivel de ruido, alta velocidad y mejor control del seguidor.
Cámaras globoides
Esta leva tiene dos tipos de superficies: convexa y cóncava . Se corta un contorno helicoidal en la circunferencia de la superficie giratoria de la leva, como se muestra en las figuras 1.53 (a) y (b). Se hace que el extremo del seguidor se mueva a lo largo del contorno y luego se obtiene el movimiento oscilatorio. En esta leva se obtiene un gran ángulo de oscilación del seguidor.
Cámaras globoidesCámaras esféricas
En esta leva, como se muestra en la Figura 1.54, la leva tiene forma de esfera en cuya periferia se corta una ranura helicoidal. El rodillo dispuesto en el extremo del seguidor rueda en la ranura provocando un movimiento oscilatorio para el seguidor sobre un eje perpendicular al eje de rotación de la leva.
leva esféricaSegún el Movimiento de Seguidores
Ascensión-Retorno-Ascensión (RRR)
En este tipo de leva su perfil o contorno es tal que la leva sube, vuelve sin descanso ni descanso, y sin descanso ni descanso vuelve a subir. El diagrama de desplazamiento del seguidor y ángulo de leva para este tipo de leva se muestra en la Figura 1.55(a).
Vivienda, Vivienda de Ascensión-Retorno (DRRD)
En este tipo de leva, después de la pausa, el seguidor sube, luego vuelve a su posición original y permanece allí varias veces antes de volver a subir. Generalmente, se suele utilizar este tipo de leva. Su diagrama del ángulo de leva de desplazamiento se muestra en la figura 1.55 (b).
Habitar-habitar-regresar
Es el tipo de cámara más utilizado. En este, a la estancia le sigue un ascenso. Luego, el seguidor permanece estacionario en la pausa dada y luego regresa a su posición original (Figura 1.55(c)).
morar-morar
Como se puede ver en el diagrama de desplazamiento del seguidor versus ángulo de leva que se muestra en la Figura 1.55 (d), en esta leva, la caída es repentina, lo que requiere una gran cantidad de fuerza para que esto suceda.
tipos de leva permanencia aumentar permanenciaSegún el tipo de restricción de seguidores
Leva de resorte precargada
Para su correcto funcionamiento debe existir contacto entre la leva y el seguidor durante todo su funcionamiento, y esto se logra utilizando un resorte precargado como se muestra en las Figuras 1.48 (a) y (b), etc.
Leva de accionamiento positivo
En este caso, el contacto entre la leva y el seguidor se mantiene instalando un rodillo en el extremo operativo del seguidor. Este rodillo opera en la ranura prevista en la leva. El seguidor no puede salir de la ranura, como se muestra en las Figuras 1.52 a 1.54.
Cámara de accionamiento gravitacional
En este tipo de leva, la elevación o elevación del seguidor se logra mediante la superficie ascendente de la leva (Figura 1.48 (c)) y el seguidor regresa o cae debido a la fuerza de gravedad del seguidor. No se puede confiar en este tipo de cámaras debido a sus características inciertas.
Lea también Definición de cámara y seguidor, tipos, denominación de cámara
Calificación de seguidores
Los seguidores se pueden clasificar de tres formas diferentes:
(a) Dependiendo del tipo de movimiento, es decir, alternativo u oscilante.
(b) Dependiendo del eje de movimiento, es decir, radial o desplazado.
(c) Dependiendo de la forma del extremo en contacto con la leva.
Los de seguidores que entran en la clasificación (a) y (b) ya han sido tratados como se indica anteriormente. Los seguidores del tipo (c) se tendrán en cuenta ahora.
Según la forma del extremo en contacto con la leva
Bajo esta clasificación, los seguidores se pueden dividir en tres tipos:
(a) Seguidor de borde afilado (Figura 1.55(a))
(b) Seguidor de rodillo (Figura 1.55 (b))
(c) Seguidor plano o en forma de hongo (Figura 1.56 (c))
Seguidor de punta de cuchillo
Los seguidores del filo de la cuchilla generalmente no se utilizan debido a la evidente alta tasa de desgaste del filo de la cuchilla. Sin embargo, con él se pueden trabajar levas de cualquier forma. Durante el trabajo se produce un considerable empuje lateral entre el seguidor y la guía.
Seguidor de rollo
En lugar del filo de la cuchilla, se proporciona un rodillo en el extremo de contacto del seguidor, de ahí el nombre de seguidor de rodillo. En lugar de un movimiento deslizante entre la superficie de contacto del rodillo y la leva, se produce un movimiento rodante, con el resultado de que la tasa de desgaste se reduce considerablemente. También en los seguidores de rodillos, como en el seguidor de filo de cuchillo, se ejerce un empuje lateral sobre la guía del seguidor. Los seguidores de rodillos se utilizan ampliamente en motores estacionarios de gas y petróleo. También se utilizan en motores de aviones debido a su desgaste limitado a altas velocidades de leva.
Cuando se trabaja en la superficie cóncava de una leva, el radio de la superficie debe ser al menos igual al radio del rodillo.
Ventajas del seguidor de rodillo sobre el seguidor de filo de cuchilla
a) El seguidor de rodillo tiene menos desgaste que el seguidor de filo de cuchilla.
b) El empuje lateral es menor en comparación con el seguidor de filo de cuchillo.
c) La potencia requerida para accionar la leva es menor debido a la menor fuerza de fricción entre la leva y el seguidor
d) La función es suave
e) La vida útil de la disposición de seguidor de leva es más larga
f) Superficie de leva sin daños en el seguidor de rodillos debido al rodamiento
g) No hay posibilidad de ruido
tipos de seguidoresSeguidor plano o hongo
Como su nombre lo indica, el extremo de contacto del seguidor es plano, como se muestra. En los seguidores en forma de seta, no hay empuje lateral sobre la guía excepto debido a la fricción en el contacto de la leva y el seguidor. No hay duda de que habrá un movimiento deslizante entre la superficie de contacto del seguidor y la leva, pero el desgaste se puede reducir considerablemente desplazando el eje de los seguidores, como se muestra en la figura 1.56(c)(i). El desplazamiento proporcionado hace que el seguidor gire alrededor de su eje cuando gira la leva.
El seguidor de cara plana se utiliza cuando el espacio es limitado. Por eso se utiliza para accionar las válvulas de los motores de los automóviles. Cuando hay suficiente espacio disponible, como en motores estacionarios de gas y petróleo, el seguidor de rodillos se utiliza como se mencionó anteriormente. Generalmente se prefiere el seguidor de cara plana al seguidor de rodillo debido a la obligación de tener que utilizar un diámetro de pasador pequeño en el rodillo seguidor de rodillo.
En los seguidores planos se producen altas tensiones superficiales en la superficie de contacto plana. Para minimizar estas tensiones, al extremo plano se le da forma esférica, como se muestra en la figura 1.56(d). Los seguidores de caras curvas o esféricas se utilizan en motores de automóviles.
Con seguidores planos, es obvio y esencial que la superficie de trabajo de la leva sea convexa en todas partes.
Ver más información; Tipos de cámaras y seguidores – teoría básica de las máquinas
Terminología de levas y seguidores – PIEZAS DE CAM
El perfil de la cámara
El contorno de trabajo de una leva que entra en contacto con el seguidor para operarla se conoce como perfil de leva. En la Figura 1.57, ABCDA es el perfil de leva o contorno de trabajo.
partes de la cámaraEl círculo base
El círculo más pequeño, dibujado desde el centro de rotación de una leva, que forma parte del perfil de la leva, se conoce como círculo base y su radio se denomina radio más pequeño de la leva. Un círculo con centro O y radio OA forma el círculo base. El tamaño de una leva depende del tamaño del círculo base.
El punto de seguimiento
El punto seguidor a partir del cual se determina el perfil de una leva se denomina punto de seguimiento. En el caso de un seguidor de filo de cuchillo, el propio filo de cuchillo es el punto de seguimiento. En los seguidores de rodillos, el centro del rodillo es el punto de seguimiento.
La curva tonal
La ubicación o trayectoria del punto de seguimiento se conoce como curva de pendiente. En seguidores de filo de cuchillo, la curva de paso en sí será el perfil de la leva. En el seguidor de rodillo, el perfil de la leva se determinará restando el radio del rodillo radialmente a lo largo de la curva de paso.
El círculo principal
El círculo más pequeño dibujado en la curva de paso desde el centro de rotación de la leva se llama círculo principal. En los seguidores de punta de cuchillo, el círculo base y el círculo principal son iguales. En el seguidor de rodillo, el radio del círculo principal es el radio del círculo base más el radio del rodillo.
El levantamiento o golpe
Es el desplazamiento máximo del seguidor con relación al círculo base de la leva. También se le llama liberación de cámara. En la Figura 1.57, la distancia B'B y C'C es el soporte del seguidor de rodillos.
Los ángulos de ascenso, estancia, descenso y acción.
- Consulte la Figura 1.57, el ángulo cubierto por una leva para que el seguidor se eleve desde su posición más baja hasta la posición más alta se llama ángulo de ascenso y se denota como θ1.
- El ángulo recorrido por la leva durante el cual el seguidor permanece en reposo en su posición más alta se denomina ángulo de permanencia y se denota por θ2.
- El ángulo que cubre la leva, para que el seguidor caiga desde su posición más alta a la posición más baja, se llama ángulo de descenso, denotado como θ3.
- El ángulo total que mueve la leva para que el seguidor regrese a su posición más baja después del período de subida, permanencia y caída se denomina ángulo de acción. Es la suma de θ1, θ2 y θ3.
El ángulo de presión
El ángulo incluido entre la normal a la curva de paso en cualquier punto y la línea de movimiento del seguidor en ese punto se conoce como ángulo de presión. Este ángulo representa la pendiente del perfil de la leva y, como tal, es muy importante en el diseño de la leva.
El punto de partida
El punto de la curva de pendiente con el ángulo de presión máximo se conoce como punto de pendiente.
El ángulo de la cámara
Es el ángulo de rotación de la leva para un desplazamiento dado del seguidor.
