¿Qué es una Leva?
Una leva es un componente mecánico que permite modificar el tipo y la dirección del movimiento. Se utiliza para transmitir el movimiento de rotación de una leva a una sección accionada, generando un movimiento específico. Por ejemplo, una leva circular puede transformar el movimiento de rotación en un movimiento vertical en una sección accionada en forma de barra.
Las levas tienen una estructura sencilla que les proporciona una larga vida útil y requiere un bajo mantenimiento. También es un dispositivo muy eficaz y de bajo desperdicio, ya que se transmite menos fuerza a otras piezas. Las levas tienen formas muy variadas y deben utilizarse en función de la aplicación.
Usos de las Levas
Las levas se utilizan en diversas máquinas y dispositivos en los que es necesario cambiar la dirección del movimiento. Un ejemplo es la válvula de escape de un motor. Los vehículos de gasolina emiten grandes cantidades de gases de escape cuando el motor se utiliza para conducir el vehículo. Las levas se utilizan para evacuar estos gases sin problemas. Una leva incorporada en el interior del vehículo transforma el movimiento de rotación del motor en un movimiento alternativo de las válvulas. Este movimiento de las Levas se transmite a través de la sección accionada para abrir y cerrar las válvulas en el momento oportuno.
Principio de la Levas
Las levas tienen formas muy variadas y cambian fácilmente la dirección del movimiento. Esta sección presenta los principios del movimiento y las características de cada forma. A grandes rasgos, las levas pueden dividirse en dos tipos
- Levas Planas
Son levas con una estructura plana y sencilla. Existen levas de plato recto y levas de plato giratorio. En una leva de plato recto, el movimiento alternativo de una leva con suaves irregularidades se utiliza para transmitir un movimiento ascendente y descendente a la sección accionada, donde el movimiento se transmite a través del contactor. En las levas de plato giratorio, el movimiento vertical puede transmitirse a la sección accionada a través del contactor mediante la rotación de un plato giratorio tortuoso. Normalmente, un plato giratorio en forma de huevo transmite el movimiento cíclico a un nodo accionado en forma de varilla o placa. - Levas Tridimensionales
Levas con una estructura tridimensional y más compleja. Entre ellas se encuentran las Levas cilíndricas, las Levas esféricas y las Levas de plato oscilante. Las levas cilíndricas y esféricas tienen ranuras en sus estructuras tridimensionales, a lo largo de las cuales se mueve la sección accionada, lo que permite cambios complejos en el movimiento. Las levas de plato oscilante proporcionan un movimiento vertical a la sección accionada mediante la rotación de una superficie inclinada.
Diseño de las Levas
Para diseñar una leva, se siguen varios pasos importantes. En primer lugar, se selecciona el tipo de mecanismo, determinando si se utilizará una leva plana o tridimensional, y si la instalación accionada será de tipo lineal u oscilante.
A continuación, se establecen los detalles del movimiento de salida mediante la elaboración de un diagrama de sincronización de la leva. En este proceso, se utiliza el método de solapamiento 1/2, que implica que una leva se mueve hasta la mitad antes de que la siguiente comience a moverse.
Posteriormente, se determinan los parámetros específicos del mecanismo de la leva. Esto incluye condiciones como el tamaño del mecanismo, el ángulo de presión y la longitud de la palanca.
El ángulo de presión se refiere al ángulo formado por la dirección de la fuerza ejercida sobre la leva por la sección accionada y la dirección de la fuerza generada por la rotación de la leva sobre la sección accionada. Un ángulo de presión más pequeño implica una carga de presión superficial menor en las superficies de contacto y un movimiento más suave de la leva.
El diámetro de la leva se determina en función del ángulo de presión máximo permitido. Se establecen límites para el ángulo de presión máximo dependiendo del tipo de movimiento (lineal u oscilante) y la velocidad de la leva.
Luego, se realizan cálculos para determinar el ángulo de presión, el radio de curvatura, entre otros parámetros, en base a las condiciones establecidas anteriormente. Se verifica si el ángulo de presión máximo, el radio de curvatura convexo mínimo, el radio de curvatura cóncavo mínimo, etc., se encuentran dentro de los límites permitidos.
Finalmente, los datos geométricos obtenidos se utilizan para verificar que la presión superficial, la resistencia de los elementos mecánicos, la vida útil bajo fatiga por contacto de rodadura y la rigidez cumplan con los requisitos de rendimiento establecidos.
Levas de Confirmación
Una leva de acción positiva es un mecanismo que transmite de forma fiable el movimiento de la leva a la sección accionados. Cuando la leva gira a gran velocidad, la sección accionada no puede seguir el movimiento de la leva. Este mecanismo utiliza un muelle u otro medio de retención para garantizar que la leva pueda realizar su trabajo.
Algunos ejemplos de movimientos positivos de levas son las levas frontales, las levas cilíndricas, las levas cónicas y las levas esféricas.