Estudio sobre los principales tipos y perfiles de levas (Como introducción a su diseño y construcción)

Abstract

El contenido de esta tesis constituye la primera parte de un trabajo más amplio sobre el diseño de levas, que se presentará posteriormente como tesis de grado. En este trabajo nos concretaremos a la parte cinemática de levas, teniendo en cuenta la Dinámica únicamente cuando veamos el caso de levas compensadas, levas que se han incluido en esta tesis porque sólo se considera en ellas el "movimiento de fuerzas actuantes”. El número de perfiles y tipos de levas que existen son muchos, y ocuparse de todas sería imposible; pero ya sea por sus propiedades resaltantes, facilidad de maquinado, o porque se desea lograr un movimiento prescrito en una máquina, las levas se han podido circunscribir a unos cuantos tipos comunes los que tienen un campo bastante amplio de aplicación; nosotros nos ocuparemos de estas levas, que a su vez dan las pautas generales para poder hacer el estudio de los casos particulares que puedan presentarse en la práctica. En la actualidad existen abundantes escritos sobre levas, pero tratan sólo sobre aspectos aislados estando todos ellos muy dispersos en revistas y libros de diseño de máquinas; no existiendo compendios amplios que traten únicamente de levas. Más aún, en castellano existe muy poco escrito sobre levas, especialmente sobre diseño moderno a base de las curvas espacio - tiempo (y no del perfil mismo de la leva). Esta tesis y la que seguirá son un esfuerzo para definir en un solo trabajo todo el material necesario para el dl seño completo de los tipos de levas más comunes, ya sean de baja o alta velocidad. Hoy en día el grado de perfeccionamiento alcanzado por la industria, exige por lo general que los miembros de una máquina describan caminos prescritos precisos y con la velocidad y aceleración adecuada a su fin. No siempre es posible lograr esto por medio de cadenas de mecanismos, (conjuntos de manivelas, brazos, correderas, crucetas, etc.) entonces es necesario recurrir al uso de levas en las cuales resulta relativamente sencillo conseguir un movimiento determinado con solo dar la forma adecuada a esta, con lo que también se evita el uso de mecanismos más complicados y llenos de una serie de órganos que a la larga resultan en mayor espacio, pérdidas por fricción, desgaste, etc. El estudio de las levas ha adquirido en los últimos años mucha importancia especialmente en la aplicación de altas velocidades donde la poca masa de un sistema de levas resulta muy beneficioso, y hoy en día se encuentran levas en una gran variedad de máquinas tales como, textiles, motores de combustión interna, empaquetadoras, máquinas herramientas, impresoras, computadoras, etc. aplicaciones que seguramente irán en aumento con la actual tendencia de hacer máquinas ca da vez más veloces y más livianas. La aplicación de las levas en la actualidad está limitada por su alto costo debido al gran cuidado que se debe tener con su maquinado, el cual es a su vez muy laborioso especialmente si se trata de la fabricación de pequeño número de levas y de levas de alta velocidad. La norma más o menos bien establecida hoy en día es: "las levas deben preferirse siempre que su costo lo permita". Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones es en casos en que la leva es el Único medio posible con el que se puede conseguir un movimiento prescrito, en cuyo caso el diseñador debe aplicar su buen criterio para fabricar la leva con el grado de perfección que requiere su aplicación, y no más, de manera que hacer su costo el menor posible. Quiero dejar constancia, antes de continuar con la materia de la tesis, de mi más profundo agradecimiento al Señor Decano de la Facultad de Mecánica y Electricidad, Ing. Jorge Grieve, por sus consejos y haberme facilitado material bibliográfico de su biblioteca particular, lo mismo que a los Ingenieros René Guevara y Juan Nalvorzick. También a mi novia Srta. Ana María Vivanco, por haberme sacado a máquina la primera copia de los borradores originales a manuscrito.