viernes, 30 de noviembre de 2018

Aplicacion de una leva cilíndrica ranurada en la industria y en la carrera de Ing. Sistemas Automotrices



Se trata de un cilindro que gira alrededor de un eje y en el que la varilla se apoya en una de las caras no planas. El punto P se ve así obligado a seguir la trayectoria condicionado por la distinta longitud de las generatrices.



En la industria automotriz las levas encuentran diferentes usos, principalmente siendo el arbol de levas el mas común.


miércoles, 21 de noviembre de 2018

Diseño de leva en software.






Justificasion.

Las principales metas a cumplir de este blog es la comprensión completa de los temas planteados al principio del mismo los cuales conllevan Levas, tipos de levas, y su funcionamiento. Uno de los propósitos más importantes que deben seguirse es lograr identificar cada uno de los tipos de levas que se investiguen y poder explicar con sus propias palabras las características de cada uno de ellas, para así poder realizar una autoevaluación de los que estamos haciendo. Se planea conseguir una buena comprensión del tema si no dominar poder comprender abiertamente del tema para poderlo manejar al momento de realizar cualquier problemas y no tener dificultades al realizarlos y no tener alguna confusión en la identificación de las levas El fin público de este blog es poder compartir la información con personas y quedar abierto a la opinión y retroalimentación que pueda surgir.

Diseño analítico y gráfico de levas.


Leva de disco con seguidor de rodillo con movimiento de translación.



El perfil de la leva se obtiene basado en la ley de desplazamiento del seguidor deseado. El procedimiento gráfico de obtención del perfil de la leva es el siguiente:

1. Dividir cada uno de las fases de movimiento en un número de partes iguales, en la ley de desplazamiento del seguidor considerada, se tienen cuatro fases:
 I) un movimiento de subida durante 120º de giro de la leva, se utiliza en este caso una ley armónica.
 II) un movimiento de detención durante 60º de giro de la leva.
 III) un movimiento de bajada durante 120º de giro de la leva.
IV) movimiento de detención durante 60º de giro de la leva.

El primer y tercer movimiento se dividen, en este ejemplo, en seis partes iguales.

2. Elegir el centro de rotación de la leva, punto, con centro en A trazar la circunferencia base de la leva con radio Rb –parámetro de diseño previamente definido– y dibujar la circunferencia primaria de radio R0 = Rb + Rr, siendo este último el radio del rodillo. Dividir el círculo base en las respectivas fases de movimiento, en cada fase representar las líneas radiales correspondientes con las divisiones realizadas en el diagrama de desplazamiento. En la primera fase, correspondiente con una subida del seguidor, se tiene 7 líneas radiales distribuidas uniformemente en 120º de rotación de la leva. Entre 180º y 300º se tiene el movimiento de bajada en el que se tienen otras 7 líneas radiales correspondientes con las posiciones 8 a la 14.

3. Transferir los desplazamientos s(ϕ1), s(ϕ2), etc. del diagrama de desplazamiento del palpador a las líneas radiales correspondientes, midiendo desde la circunferencia primaria. El lugar geométrico de cada una de las posiciones del punto de trazo, punto B del rodillo, se conoce como curva de paso.

 4. Representar el rodillo sobre cada una de las líneas radiales en cada una de las posiciones que correspondan, el rodillo se representa mediante una circunferencia de radio Rr. El perfil de la leva se obtiene como la curva que es tangente a cada uno de las circunferencias que representa el rodillo. El perfil de la leva se puede obtener como la curva offset de la curva de paso, la distancia entre ambas curvas es dada por el radio del rodillo.

Diseño analítico y gráfico de levas 1.


Una vez elegido la ley de movimiento deseado del seguidor, la tarea consiste en obtener el perfil apropiado de la leva para lograr el movimiento del seguidor representado en el diagrama de desplazamiento.
 El diseño gráfico del perfil de las levas se basa en el proceso de inversión del mecanismo leva-seguidor, en el que la leva se considera fija y la guía o articulación del seguidor móvil. La inversión cinemática no afecta los movimientos relativos entra la leva y el palpador. El perfil de la leva es el haz de curvas correspondientes con las distintas posiciones del palpador del seguidor en una vuelta de la leva. 
Para claridad del procedimiento, se hace necesario establecer una nomenclatura adicional basada en lo hablado anteriormente.
El punto de trazo es un punto teórico del seguidor; corresponde al punto de un seguidor puntual o el centro del rodillo en esta clase de seguidor.

La curva de paso es el lugar geométrico generado por el punto de trazo conforme el seguidor se mueve en relación con la leva. Para un seguidor puntual, la curva de paso y la superficie de la leva son idénticas. En el caso de un seguidor de rodillo, están separadas por el radio de rodillo.

La circunferencia primaria es la más pequeña que se puede trazar con centro en el eje de rotación de la leva y tangente a la curva de paso. El radio de esta circunferencia es R0.

La circunferencia base es la circunferencia más pequeña con centro en el eje de rotación de la leva y tangente a la superficie de ésta. En el caso de un seguidor de rodillo, la diferencia entre la circunferencia base y primaria es el radio de rodillo, en el caso de un seguidor de cara plana o seguidor puntual, son idénticas.

Diagramas de desplazamiento.


Por lo común, un mecanismo leva-seguidor es un dispositivo con un grado de libertad. La leva es impulsada por un movimiento de entrada conocida, casi siempre por un motor que gira a velocidad angular constante. La ley de movimiento del seguidor, que depende de la coordenada generalizada de la leva, está condicionada por el proceso tecnológico a cumplir. Durante un periodo de rotación de la leva, el seguidor ejecuta una serie de movimientos como los que se muestran en el diagrama de desplazamientos del siguiente diagrama.

Movimiento con velocidad uniforme.

En la siguiente imagen se presenta un movimiento con velocidad constante. Este movimiento presenta aceleraciones infinitas al inicio y al final del movimiento, por lo que actuarían fuerzas muy altas que generan golpes fuertes y vibraciones. Es por esto que una ley de movimiento lineal se usa sólo entramos de las fases de retorno, y en la ley de movimiento se introducen modificaciones en las transiciones de fase para suavizar la transición entro dos leyes de movimiento lineales.


Aplicaciones.

Este mecanismo también es empleado en los sistemas del automóvil, más en concreto en los motores de automóviles (para la apertura y cierre de las válvulas). Un automóvil posee múltiples cilindros (normalmente cuatro) con sus respectivas válvulas. Éstas deben abrirse y cerrarse siguiendo una secuencia periódica muy precisa y perfectamente sincronizada con el resto de los elementos del motor. Es por esto que todas las levas van montadas sobre un mismo elemento llamado árbol de levas. Por otra parte, cada una de las levas obliga a su correspondiente seguidor, llamado taqué, a un movimiento alternativo que se transmite hasta válvula a través de una palanca llamada balancín.


Clasificación.


La clasificación de los mecanismos leva-seguidor puede realizarse utilizando diferentes criterios: la geometría de la leva, la geometría del seguidor, el tipo de cierre del par superior, la ley de desplazamiento, entre otros.

Según la geometría de la leva
 Las levas se clasifican según sus formas básicas. En la siguiente imagen se presentan cuatro tipos diferentes de levas: leva de disco, leva de cuña, leva de tambor y leva de cara. La menos común es la leva de cuña ya que requiere de un movimiento alternativo de entrada en lugar de un movimiento continuo y la leva más común es la leva de placa.


Seguidor de cara plana.

 Los sistemas de leva seguidor se clasifican por la geometría del seguidor. El seguidor de la siguiente figura es un seguidor de cara plana o seguidor plano.





Nomenclatura



·         Punto trazador: Es el punto de contacto de un seguidor de punta, el centro del rodillo del seguidor o un punto de referencia de un seguidor plano.
·          
·         Perfil de la leva: Es la superficie de la leva a través de la cual se realiza el contacto con el seguidor.
·          
·         Circulo base: Es el circulo más pequeño concéntrico con el eje de rotación de la leva y tangente al perfil de la misma.

·         Curva de paso:  Es la trayectoria del punto trazador.

·         Circunferencia principal: es la circunferencia mas pequeña que puede dibujarse tangente a la curva primitiva de la leva.

·          Curva primitiva: es la curva generada por la trayectoria del centro del rodillo



Mecanismo leva-seguidor.


Este mecanismo “leva-seguidor” es llamado así por sus dos elementos principales. Consiste de dos eslabones móviles, con coordenada generalizada ϕ para la leva y s para el seguidor, que se ponen en contacto mediante un par superior, ambos eslabones están unidos al bastidor mediante un par inferior como a continuación se ve en la imagen. De esta manera se obtiene un mecanismo de un grado de libertad en el que se define una ley de dependencia –s(ϕ)– entre las coordenadas que describen el movimiento de la leva y del seguidor; esta ley recibe el nombre de ley de desplazamiento del seguidor. 






En el mecanismo de leva-seguidor, dada la ley de movimiento giratorio de la leva, el seguidor se desplazará también según una ley de movimiento completamente determinada, que depende del contorno (perfil) de la leva y el tipo de seguidor. Por consiguiente, dándole a la leva y al seguidor una determinada forma se puede obtener la ley de movimiento requerida para el seguidor.

En mecánica podemos definir una leva como un elemento mecánico hecho de algún material (madera, metal, plástico, etc.) que va sujeto a un eje y tiene un contorno con forma especial. De este modo, el giro del eje hace que el perfil o contorno de la leva toque, mueva, empuje o conecte una pieza conocida como seguidor. Permite obtener un movimiento alternativo, a partir de uno circular; pero no nos permite obtener el circular a partir de uno alternativo (o de uno oscilante). Es un mecanismo no reversible, es decir, el movimiento alternativo del seguidor no puede ser transformado en un movimiento circular para la leva


Portada.

Tema: Análisis de Levas.

Alumnos:
Diaz Castro Luis Fernando.
Aguirre Salazar Jesus Eduardo
Rivera Cabrera Hector Gabriel

Materia: Análisis y  Síntesis de Mecanismos.

Equipó: 1

Profesor: Luis Enrique Lopez SIerra.