Levas: Tipos, Aplicaciones y Funcionamiento | Ingeniería Mecánica

Equipo 2
Miguel Alejandro guzmán Méndez
Marco Antonio Jiménez estrada
Laureano chicuellar delin
INTRODUCCIÓN
Existen componentes de algunas máquinas que necesitan realizar un
movimiento de una forma determinada, lo más exacto posible. La superficie de
la leva permite lograr el movimiento requerido. Una leva es un elemento
mecánico el cual permite impulsar a otro elemento, llamado seguidor o vástago,
para que se desarrolle un movimiento especificado, por contacto directo.
Las levas y el seguidor son sencillos y económicos, poseen pocas piezas
móviles y ocupan espacios reducidos, y además de todos los mecanismos es el
que ofrece mayor facilidad para producir cierto movimiento, velocidad y
aceleración.
Entre las aplicaciones de la leva se tienen máquinas: textiles, para empacar,
herramientas, de impresión, de combustión interna, de hacer zapatos,
embotelladoras; y también relojes y cerraduras, entre otras.
LEVA
En ingeniería mecánica, una leva es 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. Existen dos tipos de seguidores, de traslación y de rotación.
TIPOS DE LEVAS
•Leva de Placa (también de disco o radial)
En el caso de las levas de disco, el cuerpo de estas tienen la forma de un disco
con el contorno de la leva formando sobre la circunferencia, en estas levas por
lo general la línea de acción del seguidor es perpendicular al eje de la leva y
hace contacto con la leva con ayuda de un resorte
•Leva de Cuña
Tipo de leva similar a la leva de placa, pero habitualmente animada de
movimiento de traslación.
•Leva Cilíndrica o tambor
En las levas de tambor la pista de la leva generalmente se labra alrededor del
tambor. Normalmente la línea de acción del seguidor es estas levas es paralela
al eje de la leva.
•Leva Lateral o de Cara
En las pistas de la leva se labra en la parte frontal el disco
Pese a que tanto la 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 "q") 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(q), variando q entre 0º y 360º.
Hay que decir, que la elevación y se mide siempre respecto de la posición más
baja del seguidor. Es decir, en la posición más baja se cumple siempre que
y =0.
APLICACIÓN
Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan
distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños y estar orientadas
de diferente manera,para activar diferentes mecanismos a intervalos
repetitivos, como por ejemplo unas válvulas, es decir constituye un
temporizador mecánico cíclico.
Los usos de los árboles de levas son muy variados, como en molinos, telares,
sistemas de distribución de agua o martillos hidráulicos, aunque su aplicación
más desarrollada es la relacionada con el motor de combustión interna
alternativo, en los que se encarga de regular tanto la carrera de apertura y el
cierre de las válvulas, como la duración de esta fase de apertura, permitiendo
renovación de la carga en las fases de admisión y escape de gases en los
cilindros.
Se fabrican siempre mediante un proceso de forja, y luego suelen someterse a
acabados superficiales como cementados, para endurecer la superficie del
árbol, pero no su núcleo.
Funcionamiento
Dependiendo de la colocación del árbol de levas y la distribución de estas,
accionarán directamente las válvulas a través de una varilla como en el la
primera época de los motores Otto, sistema SV o lo harán mediante un sistema
de varillas, taqués y balancines, es el sistema OHV. Posteriormente, sobre todo
desde la aparición de los motores diesel, el árbol de levas ha pasado a la
culata, es el llamado sistema SOHC. En el pasado, cuando los motores no eran
tan fiables como hoy, esto resultaba problemático, pero en los modernos
motores de 4 tiempos diesel o gasolina, el sistema de levas "elevado", donde el
árbol de levas está en la culata , es lo más común. Algunos motores usan un
árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape; esto es
conocido como dual overhead camshaft o doble alrbol de levas a la cabeza
DOHC. Así, los motores en V pueden tener 4 árboles de levas. El sistema
DOHC permite entre otras cosas montar 2 válvulas de escape y 2 de admisión,
en los 4 cilindros es lo que se llama "16 válvulas".