Actionneur Mécanique : Conception, Fonctionnement & Ses Applications

Dans les machines électriques, un actionneur est un composant essentiel utilisé pour déplacer et contrôler un système ou un appareil. Un actionneur utilise une source d'énergie et également un dispositif de commande. Généralement, le dispositif de commande est une vanne. Une fois qu'un dispositif de commande reçoit un signal de commande, un actionneur réagit immédiatement en transformant simplement la source d'énergie en mouvement mécanique. Il existe différents types d'actionneurs disponibles, tels que les actionneurs souples, hydrauliques, pneumatiques, électriques, thermiques/magnétiques et mécaniques. Cet article traite donc de l'un des types d'actionneurs à savoir actionneurs mécaniques – travailler avec des applications.

Qu'est-ce qu'un actionneur mécanique ?

L'actionneur mécanique est un dispositif qui utilise une source d'alimentation pour obtenir un mouvement physique. Ces actionneurs sont importants et disponibles presque sur chaque machine automatisée. Les sources d'alimentation utilisées dans ces actionneurs sont ; courant électrique, pneumatique et hydraulique qui sont actionnés manuellement ou activés/désactivés par un système automatisé. La fonction de l'actionneur mécanique est de changer le mouvement de rotatif à linéaire à l'aide d'un engrenage à une vitesse différente. Les actionneurs mécaniques sont classés en vis-mère, vis à billes, crémaillère et pignon, entraînement par courroie, etc. Le schéma de l'actionneur mécanique est illustré ci-dessous.

Principe de fonctionnement de l'actionneur mécanique

Le principe de fonctionnement d'un actionneur mécanique est d'effectuer le mouvement en transformant le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Ainsi, le fonctionnement de l'actionneur mécanique dépend principalement des combinaisons de composants structurels comme les rails et les engrenages, ou les chaînes et les poulies.

Conception d'actionneur mécanique

L'actionneur mécanique est conçu à l'aide de divers composants, mais les composants les plus actifs sont le moteur, l'engrenage, l'assemblage à vis et le tube d'extension. Ces actionneurs fonctionnent normalement en changeant le mouvement de rotatif à linéaire.

Moteur

Le moteur utilisé dans cet actionneur est un moteur à courant continu où toute la puissance de l'actionneur est produite.

Engrenage

Un engrenage est conçu avec du plastique ou de l'acier qui est utilisé pour modifier la relation entre la vitesse du mécanisme d'entraînement et la vitesse des pièces entraînées. L'engrenage est simplement connecté à une source d'alimentation comme le moteur.

Vis

Cet actionneur agit sur la vis. Ainsi, en tournant l'écrou d'un actionneur, l'arbre de la vis se déplacera sur une ligne.

Tube d'extension

Le tube prolongateur est aussi appelé chambre à air qui est généralement en acier inoxydable ou en aluminium. Ce tube est relié à l'écrou d'entraînement fileté et s'étend et se rétracte une fois que l'écrou tourne le long de la broche rotative.

Une fois que le moteur de l'actionneur est alimenté, il fait tourner l'engrenage. Donc, cet engrenage multiplie simplement le couple et diminue la vitesse du moteur. Les engrenages font tourner une vis et l'écrou sur la vis est simplement connecté au tube d'extension et est déplacé vers l'intérieur ou vers l'extérieur en fonction de la direction de la vis.

Il y a une rupture de ressort enveloppante dans plusieurs actionneurs qui maintiendront la charge une fois que le moteur ne fonctionnera pas. Ce frein à ressort enveloppant maintiendra la charge dans n'importe quelle direction en poussant ou en tirant sans puissance. Les vis utilisées dans différents actionneurs sont des vis mères ou des vis à billes.

Types d'actionneurs mécaniques

Il existe trois types d'actionneurs mécaniques disponibles sur le marché des actionneurs pneumatiques ou à pression d'air, hydrauliques ou à pression de fluide et électriques.

Actionneurs pneumatiques

Un actionneur pneumatique utilise du gaz sous pression ou de l'air comprimé pour former un mouvement contrôlé. Ces actionneurs sont polyvalents et peuvent être modifiés pour être utilisés dans n'importe quel projet. Le principal avantage de cet actionneur est; il est très simple à utiliser et constitue une alternative sûre aux actionneurs hydrauliques et électriques car ils n'ont pas besoin d'électricité ni d'allumage pour fonctionner. Le principal inconvénient de cet actionneur est qu'un compresseur doit fonctionner en continu pour maintenir la pression de travail, que l'appareil soit utilisé ou non.

Actionneur hydraulique

Un actionneur mécanique hydraulique utilise la pression du liquide pour effectuer un mouvement mécanique. Ces actionneurs sont donc principalement utilisés chaque fois qu'une quantité importante de puissance est nécessaire au fonctionnement d'un système ou d'une machine. Ceux-ci sont couramment disponibles dans les machines lourdes où la puissance hydraulique est simplement contrôlée par la quantité de liquide dans un cylindre. Lorsque le fluide est augmenté, une pression est créée et la pression est diminuée en diminuant le fluide. Même si ces actionneurs sont très utiles une fois qu'une énergie de grande puissance est requise, ils sont volatils dans la nature et nécessitent des mécaniciens extrêmement formés pour fonctionner et entretenir. Pour en savoir plus sur Actionneur hydraulique .

Actionneur électrique

Un actionneur électrique est utilisé pour changer l'énergie électrique en énergie mécanique à partir d'une source d'alimentation électrique. Un actionneur électrique est utilisé pour le fonctionnement des vannes, la fabrication d'aliments et de boissons, la manutention de matériaux et l'équipement de coupe. Généralement, ceux-ci sont très faciles à entretenir par rapport aux actionneurs hydrauliques et offrent une grande plage de précision. Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur Actionneur électrique .

Les principaux inconvénients de ces actionneurs sont ; ils ne conviennent pas à tous les environnements et nécessitent un contrôle des tendances à la surchauffe. Ces actionneurs n'ont pas de position fiable en cas de perte de puissance et ont un taux de défaillance moyen supérieur à celui de l'actionneur pneumatique.

Propriétés

Les propriétés des actionneurs pneumatiques et électriques sont listées ci-dessous.

Avantages et inconvénients

Les avantages des actionneurs mécaniques sont les suivants.

• Ces actionneurs sont très faciles à utiliser.
• Le niveau de précision est élevé.
• Ceux-ci sont rentables.
• Ceux-ci sont polyvalents et personnalisables.
• Ceux-ci sont très sécurisés.
• Ses performances sont durables.
• Fiabilité étendue
• Configuration et installation faciles
• Le contrôle du mouvement est plus précis.
• Moins de bruit.
• Moins d'entretien.
• La consommation d'énergie est moindre.
• Aucune fuite et une gamme complète de tailles, d'options et de configurations.

La les inconvénients des actionneurs mécaniques sont les suivants.

• Comparé au pneumatique, l'actionneur électrique est moins rentable.
• Environnement de travail sévère
• Si l'alimentation est coupée, il n'y a pas de position de sécurité.
• Dans un actionneur pneumatique, le compresseur doit fonctionner en permanence
• Les actionneurs hydrauliques ont une nature instable.
• Les actionneurs hydrauliques nécessitent des mécaniciens extrêmement qualifiés.
• Ceux-ci sont très sensibles aux vibrations

Applications

Les applications des actionneurs mécaniques comprennent les suivantes.

• Les actionneurs mécaniques sont utilisés pour changer le mouvement de rotation en mouvement linéaire.
• Ceux-ci sont applicables lorsque des mouvements linéaires sont nécessaires comme l'élévation, la translation et le positionnement linéaire.
• Cet actionneur fonctionne simplement en changeant un type de mouvement en un autre en utilisant des poulies, des engrenages, des chaînes, etc.
• Ces actionneurs transforment le signal électrique i/p en une force d'excitation mécanique. Ceux-ci sont utilisés en combinaison avec un radiateur séparé dans les haut-parleurs en mode distribué et les applications de contrôle actif pour la suppression des vibrations et du bruit.
• Ces appareils fournissent simplement des mouvements limités et contrôlés qui fonctionnent manuellement, électriquement ou avec différents fluides comme l'hydraulique, l'air, etc.

Il s'agit donc d'un aperçu d'une mécanique actionneur – travail avec des candidatures. Dans cet actionneur, les mécanismes internes qui sont utilisés pour convertir la puissance i/p en un mouvement diffèrent principalement en fonction de la direction de sortie prévue et de la source d'alimentation particulière utilisée. La direction du mouvement o/p est soit rotative, soit linéaire. Généralement, ces actionneurs sont très puissants par rapport aux types électromagnétiques utilisés dans les applications à couple élevé. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un actionneur?