Actuatoarele sunt dispozitive de ieșire care convertesc energia din uleiul hidraulic sub presiune sau aer comprimat în tipul de acțiune sau mișcare necesar. În general, sistemele hidraulice sau pneumatice sunt utilizate pentru prinderea și/sau deplasarea operațiunilor din industrie. Aceste operațiuni sunt efectuate cu ajutorul actuatoarelor. 

Actuatoarele pot fi clasificate în trei tipuri. 

1. Actuatoare liniare: Aceste dispozitive convertesc energia hidraulică/pneumatică în mișcare liniară. 

2. Actuatoare rotative: aceste dispozitive convertesc energia hidraulică/pneumatică în mișcare rotativă. 

3. Actuatoare pentru operarea supapelor de reglare a debitului: acestea sunt utilizate pentru a controla debitul și presiunea fluidelor, cum ar fi gazele, aburul sau lichidul.  

Construcția de actuatoare lineare hidraulice și pneumatice este similară. Dar, acestea diferă la gamele lor de presiune de operare.  Presiunea tipică a cilindrilor hidraulici este de aproximativ 100 bar, iar a sistemul pneumatic este de aproximativ 10 bari.

1. Cilindru cu o singură acțiune  

 Fig. 6.4.1 Cilindru cu o singură acțiune 

Acești cilindri produc lucrul într-o direcție de mișcare, de aceea sunt numiți cilindri cu o singură acțiune. Figura 6.4.1 prezintă construcția unui cilindru cu o singură acțiune. Aerul comprimat împinge pistonul situat în butoiul cilindric provocând mișcarea dorită. Cursa de întoarcere are loc prin acțiunea unui arc. În general, arcul este prevăzut pe partea tijei cilindrului. 

2. Cilindru cu acțiune dublă  

Fig. 6.4.2 Cilindru cu acțiune dublă 

Principalele părți ale unui cilindru hidraulic cu dublă acțiune sunt: ​​pistonul, tija pistonului, tubul cilindrului și capacele de capăt.  Acestea sunt prezentate în figura 6.4.2. Tija pistonului este conectată la capul pistonului și celălalt capăt se extinde din cilindru.  Pistonul împarte cilindrul în două camere și anume partea de capăt a tijei și partea de capăt a pistonului. Garniturile împiedică scurgerea uleiului între aceste două camere. Tubul cilindric este prevăzut cu capace de capăt. Uleiul, aerul sub presiune intră în camera cilindrului prin orificiile furnizate. În placa de acoperire a capătului tijei, este prevăzută o etanșare lamelă pentru a preveni scurgerea uleiului și intrarea contaminanților în cilindru. Combinația de etanșare lamelă, rulment și inel de etanșare este numită ansamblu cartuș. Capacele de capăt pot fi atașate la tub prin conexiune filetată, conexiune sudată sau conexiune cu tijă de legătură. Garnitura pistonului previne contactul metal-metal și uzura capului de piston și a tubului. Aceste garnituri sunt înlocuibile. Amortizarea finală este, de asemenea, prevăzută pentru a preveni impactul cu capace de capăt. 

3. Tampoane de capăt de cilindru  

 Fig. 6.4.3 Amortizarea capătului cilindrului 

Cilindrii cu acțiune dublă conțin, în general, perne cilindrice la capătul cilindrului pentru a încetini mișcarea pistonului aproape de sfârșitul cursei. Figura 6.4.3 prezintă construcția cilindrului de acționare cu perne de capăt. Dispozitivul de amortizare evită deteriorarea din cauza impactului apărut atunci când un piston cu mișcare rapidă este oprit de capacele de capăt. Frânarea pistonului începe atunci când plungerul conic intră în deschizătura din capac și închide ieșirea fluidului principal. Aceasta restricționează fluxul de evacuare de la butoi la port. Această gâtuire determină reducerea inițială a vitezei. În timpul ultimei porțiuni a cursei, uleiul trebuie să se evacueze printr-o deschidere reglabilă de când se închide ieșirea fluidului principal. Astfel, fluidul rămas iese prin supapa de amortizare. Cantitatea de amortizare poate fi reglată cu ajutorul șurubului de amortizare. O supapă de siguranță este prevăzută pentru a obține o rupere rapidă de poziția finală în timpul mișcării de retragere. Un șurub de purjare este încorporat în supapa de control pentru a îndepărta bulele de aer prezente într-un sistem de tip hidraulic.

4. Motor cu angrenaj: un actuator rotativ

Actuatoarele rotative convertesc energia fluidului sub presiune în mișcare rotativă. Actuatoarele rotative sunt similare cu motoarele electrice, dar sunt acționate cu putere hidraulică sau pneumatică. 

Fig. 6.4.4 Motor cu angrenaj

Se compune din două roți dințate interangrenate în interiorul unei carcase, cu o roată dințată fixată pe arborele de antrenare. În figura 6.4.4 este prezentată o diagramă schematică a motorului cu angrenaj. Aerul intră prin orificiu de intrare, determină rotația angrenajului datorită diferenței de presiune și produce cuplu. Aerul iese prin portul de evacuare. Motoarele cu angrenaje tind să aibă scurgeri la viteză mică, de aceea sunt utilizate în general pentru aplicații cu viteză medie. 

5. Motor cu palete: un actuator rotativ 

Un motor rotativ cu palete este format dintr-un rotor cu palete culisante în fante prevăzute pe rotor (Fig. 6.4.5). Rotorul este plasat excentric cu carcasa. Aerul intră în portul de intrare, rotește rotorul și astfel se produce cuplul. Aerul este eliberat apoi prin portul de evacuare (outlet).  

Fig. 6.4.5 Motor cu palete 

6. Actuator de rotație limitată 

Se compune dintr-o singură paletă rotativă conectată la arborele de ieșire, așa cum se arată în figura 6.4.6. Se folosește pentru operare cu dublă acțiune și are un unghi maxim de rotație de aproximativ 270°. Acesta este utilizat în general pentru acționarea amortizoarelor în robotică și aplicații de manipularea materialelor. Un alt tip de actuator de rotație limitată este un actuator de tip cremalieră și pinion. 

  Fig. 6.4.6 Actuator tip paletă semi-rotativă 

7. Controlul vitezei 

Pentru un actuator, viteza de operare este determinată de debitul de fluid și de aria actuatorului cilindru sau deplasarea motorului.  Viteza poate fi controlată doar prin reglarea debitului de fluid la actuator, deoarece dimensiunea fizică a actuatorului este fixă.  Deoarece aerul este compresibil, controlul debitului este dificil în comparație cu sistemul hidraulic. Există diferite moduri de control al fluxului de fluid. Una dintre metode este discutată mai jos. 

Fig. 6.4.7 Controlul vitezei prin volumul pompei 

Figura 6.4.7 prezintă diagrama circuitului unui sistem hidraulic dezvoltat pentru a controla viteza de mișcare a unui piston. Luați în considerare o pompă care furnizează un volum de fluid „V” pe minut. Pompa are o deplasare fixă. Volumul lichidului se deplasează fie la pompă, fie la actuator. Când supapa de control a direcției deplasează din poziția sa centrală actuatorul de arie A, pistonul se deplasează cu o viteză, 

                                                                                           v =  𝑉/𝐴                                                                               (6.4.1) 

Dacă volumul de livrare al pompei „V” poate fi reglat prin modificarea unghiului plăcii de schimb a unei pompe cu piston sau prin utilizarea unei pompe cu palete de deplasare variabilă, nu va fi nevoie de un control suplimentar al vitezei.