Perfil de levas

Perfil de levas

1. Realizado por: Carreño Daniela CI: 26.842.247 Ing. Mecánica Perfil de Levas

2. Las levas son elementos de máquinas de gran importancia y de amplio uso en la maquinaria moderna; su aplicación se puede observar frecuentemente en máquinas de combustión interna, máquinas-herramienta y en diversos mecanismos de uso cotidiano L evas En el perfil de la leva así realizado, se distingue una parte en que la distancia entre el elemento transmisor y el eje de rotación de la leva es variable (fase activa del movimiento), y otra en que permanece invariable (fase de reposo). P erfil de leva

3. La fase activa del movimiento se obtiene con dos trazos curvilíneos, tangentes al círculo de base, llamados flancos de leva, a los cuales corresponden los períodos de apertura y cierre de la válvula, y con un trazo curvilíneo que rodea los dos flancos, llamado cúspide o cabeza de la leva, que corresponde a la máxima apertura de la válvula. La fase de reposo, correspondiente al período de cierre de la válvula, se obtiene con un trazo circular perteneciente al círculo de base, dejando un pequeño juego entre la leva y el taqué, para permitir las dilataciones térmicas que se producen durante el funcionamiento del motor y garantizar así el cierre perfecto de la válvula; en tal caso se tiene el círculo reducido. Fases de la leva El perfil de la leva es el elemento que requiere mayor atención: no debe provocar excesivas aceleraciones del taqué y mucho menos golpes entre la leva y el taqué.

4. Ejercicio. Con una leva de rotación de guía circular, se pretende obtener la siguiente ley de movimiento. En el giro de la leva: De 0º a 90º la varilla gira 15º, elevándose De 90º a 120º la varilla permanece en reposo De 120º a 180º la varilla gira 15º, elevándose De 180º a 240º la varilla permanece en reposo De 240º a 300º la varilla desciende 30º, permaneciendo en reposo hasta los 360º Datos: Distancia entre centros de rotación de leva y varilla: 70 mm Radio del círculo básico del perfil teórico: 30 mm Longitud de la varilla: 55 mm Radio del rodillo del seguidor: 3.5 mm Determinar el perfil teórico y real, tomando como mínimo 12 puntos de precisión (un punto cada 30º de giro de la leva) y teniendo en cuenta que el movimiento del seguidor debe ser de aceleración constante.  

5. Solución: A partir de los datos del enunciado se puede dibujar el diagrama de desplazamientos de la varilla: representación del ángulo girado por la varilla en función del ángulo girado por la leva. Para conseguir que el movimiento entre tramos de horizontales, consta de dos tramos parabólicos.   Tabla de valores. α (°) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 3 11.7 15 15 22.5 30 30 30 15 α (°) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 3 11.7 15 15 22.5 30 30 30 15

6. Partiendo de dicho diagrama se dibuja el perfil de la leva (360º) con 12 puntos de precisión, lo que supone un punto cada 30º. Los pasos a seguir son los siguientes: Dibujar una circunferencia de radio igual a la distancia entre centros de rotación de leva y varilla. Su centro es el punto fijo de la leva (01) y puede situarse el punto fijo de la varilla ( Op ) en un punto cualquiera de la circunferencia Subdividir esta circunferencia en 12 partes iguales y numeradas con origen en ( Op ). Con centro en O1, se dibuja la circunferencia que delimita el círculo básico del perfil teórico Desde el punto Op elegido, puede llevarse con el compás la longitud de la varilla hasta cortar en un punto (O) la circunferencia anterior. La unión de Op con O proporciona la posición inicial de la varilla

7. Con centro en Op y radio igual a la longitud de la varilla, se traza el arco correspondiente al ángulo girado por el seguidor el punto 1 (30º de giro de la leva). Este ángulo se obtiene del diagrama de desplazamientos. Uniendo el extremo de dicho arco con Op , tenemos la posición de la varilla cuando la leva ha girado 30º Conociendo el punto de contacto leva-varilla cuando la leva gira 30º (punto 1), para dibujar ese punto de la leva, sólo falta deshacer el giro de 30º. Trazar una circunferencia con centro en OI y radio OI1, que representa la trayectoria del punto 1 de la leva Con centro en la posición 1 de la circunferencia exterior y radio igual a la longitud de la varilla, trazar otra circunferencia. La intersección de esta circunferencia con la trayectoria de 1, nos dará dicho punto 1 de la leva Para determinar el punto 2 y sucesivos, se siguen los pasos 5 a 8. Debe tenerse en cuenta que el ángulo proporcionado por el diagrama de desplazamientos se refiere al ángulo girado por la varilla respecto a la posición inicial, frente al ángulo de giro de la leva Uniendo los puntos se determina el perfil teórico de la leva. Si se dibuja el rodillo del seguidor con centro en cada uno de los 12 puntos, trazando la envolvente interior se tiene el perfil real.

8. Bibliografía REYES Pozo, Guillermo. Técnicas De Diseño Geométrico Asistido Por Ordenador Para Mecanismos Leva- Palpador . Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad Politécnica de Cataluña SHIGLEY, Joseph Edgard. MISCHKE, Charles R. Elementos de Maquinaria: Mecanismos. McGraw Hill. México. 1995