Un actionneur hydraulique est un type de dispositif mécanique utilisé pour transformer l'énergie en un mouvement linéaire en utilisant l'hydraulique. Généralement, les équipements lourds dépendent principalement de différents actionneurs hydrauliques pour fonctionner. Par exemple; un bulldozer est capable de soulever des tonnes de gravats avec les actionneurs trouvés dans son bras de levage. Ceux-ci sont largement utilisés chaque fois que des opérations à grande vitesse et à grande force sont nécessaires, comme dans les systèmes de contrôle en boucle fermée. Les actionneurs hydrauliques sont classés en trois types linéaires, rotatifs et semi-rotatifs. Cet article traite d'un type de actionneur hydraulique à savoir; Actionneur rotatif – travailler avec des applications.
Qu'est-ce qu'un actionneur rotatif ?
Un actionneur rotatif est un dispositif électrique, hydraulique ou manuel utilisé pour convertir l'énergie électrique en mouvement rotatif ou oscillatoire. Ces actionneurs sont principalement utilisés dans le fonctionnement manuel ou automatique des vannes où l'accessibilité des utilités comme l'air comprimé ou l'alimentation électrique joue un rôle important dans le choix d'un actionneur.
Ce type d'actionneur est différent d'un actionneur linéaire car un actionneur linéaire utilise un mouvement linéaire pour transmettre la puissance lorsqu'il est opposé à la rotation ; cependant, un actionneur rotatif est relié à des dispositifs pour former des actionneurs linéaires. Ces actionneurs sont utilisés sur des équipements hydrauliques mobiles, à bord d'avions et dans des systèmes de contrôle de mouvement.
Comment fonctionne un actionneur rotatif ?
Pour un système hydraulique, un actionneur rotatif fonctionne comme un dispositif o/p qui transporte un mouvement oscillant au-dessus d'une plage limitée en un tour complet du cercle. Ainsi, un actionneur rotatif droit produit un travail par action directe de la pression du fluide contre les aubes internes. Ici, le travail peut être défini comme l'énergie appliquée au-dessus d'une distance. Un actionneur rotatif est principalement utilisé pour fournir un mouvement rotatif ou angulaire en autorisant simplement une course dans un mouvement oscillant d'un angle défini. Ces actionneurs génèrent un type particulier de travail de rotation appelé couple.
Dans le schéma de circuit de l'actionneur rotatif simple ci-dessus, nous pouvons observer qu'une fois la force appliquée à un couple, des couples se produisent. Lorsque ces actionneurs fonctionnent à moins de vitesse grâce à un couple élevé, la sortie de couple est utilisée à la place de la puissance à des fins d'identification et de notation. Lors de la sélection d'un actionneur rotatif, la vitesse est une considération secondaire pour une application spécifique.
Pour la mesure du couple, les unités typiques sont les pieds-livres (lb.ft). Par exemple, si un actionneur rotatif avec un rayon de deux pieds est utilisé pour soulever le poids de 200 livres, le couple résultant requis pour réaliser le travail sera de 400 lb•ft.
Comprendre la relation principale entre le système physique et le couple o/p nécessaire permettra aux concepteurs de décider de l'actionneur rotatif approprié pour chaque application unique.
Types d'actionneurs rotatifs
Les actionneurs rotatifs sont disponibles en différents types qui sont décrits ci-dessous.
Actionneurs rotatifs manuels
Les actionneurs rotatifs manuels utilisent fréquemment une vis sans fin pour améliorer le couple qu'un opérateur peut appliquer manuellement pour fermer une vanne. Ces types d'actionneurs sont courants sur les vannes à bille et les papillons quart de tour partout où les capacités d'auto-verrouillage de plusieurs entraînements à vis sans fin aident à maintenir la vanne fermée. Ces actionneurs utilisent fréquemment de grands volants pour améliorer le couple disponible des travailleurs. Parfois, ces dispositifs sont appelés commandes manuelles ou opérateurs à engrenages dans l'industrie des vannes.
Actionneurs rotatifs électriques
Les actionneurs rotatifs électriques sont utilisés pour entraîner les composants en rotation grâce à l'énergie électromagnétique à partir d'un moteur électrique . Ils fournissent normalement des capacités d'indexation et de contrôle pour permettre de nombreux arrêts de positions avec des courses. L'élément tournant de cet actionneur est soit un arbre circulaire soit une table. Les arbres circulaires comprennent souvent des rainures de clavette tandis que les tables offrent un modèle de boulon pour le montage de composants supplémentaires.
Les spécifications de cet actionneur comprennent l'alimentation en tension, le couple maximal, la répétabilité, la capacité de charge, la température de fonctionnement, l'angle de rotation et la course linéaire. Les actionneurs rotatifs électriques sont utilisés dans différentes applications telles que les engrenages de commutation haute puissance, l'industrie de l'énergie électrique, l'industrie automobile et les applications d'emballage.
Actionneurs rotatifs à fluide
Les actionneurs rotatifs à fluide sont également connus sous le nom d'actionneurs rotatifs pneumatiques ou hydrauliques. Dans ces types d'actionneurs, la puissance hydraulique est soit transmise aux cylindres pour déplacer les jougs scotch et les assemblages à crémaillère et pignon, soit aux rotors pour l'actionnement de l'arbre droit à partir d'air ou d'huile hydraulique. Généralement, ces types d'actionneurs se déplacent entre 90° et 360° en fonction des exigences de rotation d'un composant ou d'une vanne spécifique.
Actionneurs rotatifs à crémaillère et pignon
Il s'agit de dispositifs mécaniques principalement utilisés pour contrôler automatiquement des registres ou des vannes dans des applications industrielles. Dans cet actionneur, la crémaillère et le pignon sont un nom général utilisé pour un couple d'engrenages qui changent le mouvement de linéaire à rotationnel. Une barre d'engrenage linéaire est connue sous le nom de crémaillère qui relie les dents d'un engrenage rond appelé pignon. Lorsque la force linéaire est appliquée sur la crémaillère, cela provoquera un mouvement de rotation du pignon.
Actionneurs rotatifs Scotch Yoke
Ce type d'actionneur comprend une barre coulissante reliée à une soupape à une extrémité tandis qu'un joug est relié à l'autre extrémité, qui comprend une fente pour un bloc qui coulisse simplement vers l'arrière et vers l'avant. Le bloc coulissant est simplement relié à un piston, par conséquent, une fois que le piston déplace le bloc, l'étrier tourne et après cela, il déplace la barre pour ouvrir la vanne.
Cet actionneur est utilisé dans le pétrole et le gaz pour activer les vannes pour séparer le débit dans les tuyaux, utilisé dans l'exploitation minière pour activer les vannes pour séparer les buses dans les lignes de lavage de roche, et l'eau et les eaux usées pour activer les vannes pour séparer les conduites d'alimentation, les réservoirs et les filtres.
Actionneurs hélicoïdaux
L'actionneur rotatif hélicoïdal utilise un ensemble d'engrenages hélicoïdaux et un cylindre pour convertir un i/p linéaire en une sortie rotative oscillante. Le cylindre de cet actionneur contiendra trois broches rotatives et trois fentes hélicoïdales qui sont usinées dans le tube le plus à l'extérieur. Ainsi, ce tube comprend également trois clés sur sa partie mineure pour l'empêcher de se déplacer trop loin à travers les bosquets à l'intérieur du cylindre central. Une fois que le cylindre est en mouvement, la force aérienne appuie sur le cylindre le plus à l'extérieur pour ouvrir la soupape et serrer un ressort à l'extérieur du tube le plus à l'extérieur. Lorsque la force d'air est relâchée, le ressort pousse la valve à se refermer.
Actionneurs électrohydrauliques
Les actionneurs électro-hydrauliques utilisent un fluide hydraulique sous pression pour actionner une vanne mais leur principale source d'énergie est exclusivement électrique. L'énergie électrique fournie est utilisée pour alimenter un moteur électrique pour commander une pompe hydraulique après quoi il fournit le fluide sous pression pour actionner un actionneur hydraulique pour commander la vanne. L'ensemble du système est autonome, ce qui élimine la nécessité d'une unité d'alimentation hydraulique séparée pour simplifier la construction du système et améliorer la fiabilité et la sécurité.
Cet actionneur utilise des vannes rotatives ou linéaires en fonction des exigences de l'application. Ces actionneurs sont parfaits pour faire fonctionner des vannes qui nécessitent des poussées ou des couples importants lorsque des vitesses de fonctionnement élevées ou des systèmes à sécurité intégrée sont nécessaires.
Actionneurs rotatifs à palettes
Les actionneurs pneumatiques et hydrauliques à palettes utilisent simplement un minimum d'une ou deux palettes qui sont connectées à un moyeu dans une chambre circulaire ou en forme de coin, partout où la palette peut tourner de 90 à 280 degrés. Dans ces actionneurs, le moyeu tourne simplement entre les arrêts en utilisant de l'huile ou de l'air pour générer un mouvement au niveau de la tige de sortie. Un actionneur à double palette comprend deux palettes opposées qui fournissent plus de couple mais la rotation est très limitée par rapport à un actionneur à palette unique dans une chambre circulaire complète.
La palette de cet actionneur tourne lors de la pressurisation et continue de tourner jusqu'à ce qu'elle atteigne la fin de la course. Une fois la pression d'air appliquée à une autre extrémité de l'aube, cela peut entraîner la rotation de l'arbre dans le sens inverse.
Ces actionneurs sont utilisés là où l'espace est restreint en raison de leur taille solide ; fréquemment utilisé pour transférer, serrer ou placer des charges légères dans des applications à vitesse moyenne.
Avantages et inconvénients
La avantages d'un actionneur rotatif r inclure les éléments suivants.
- Ceux-ci sont durables et fournissent un couple relativement élevé pour la taille.
- Cela réduit les problèmes de maintenance.
- Ces actionneurs tournent, de sorte qu'ils peuvent facilement déplacer différentes choses à n'importe quel angle requis
- Cet actionneur est très stable une fois actionné et même à des vitesses moindres.
- Il offre une accélération et une décélération très douces.
- Actionneur rotatif avec moteur pas à pas, le réglage de la vitesse et de la position peut être effectué simplement.
La inconvénients des actionneurs rotatifs inclure les éléments suivants.
- Un actionneur à palette a un couple et une rotation limités par rapport aux actionneurs à pignon et crémaillère, normalement jusqu'à 280° maximum pour un modèle à une seule palette. Ceux-ci sont donc applicables à des charges légères dans des applications à vitesse moyenne.
- Ces actionneurs ne peuvent supporter que des charges légères car l'arbre utilise de petits roulements de type douille.
- Capacité de choc minimale.
- Des arrêts externes sont normalement nécessaires pour les applications à vitesse plus élevée.
Applications
Les applications des actionneurs rotatifs comprennent les suivantes.
- Ceux-ci sont utilisés dans plusieurs systèmes de contrôle de mouvement et également pour faire fonctionner des pinces ou des manipulateurs pick-and-place.
- Les actionneurs rotatifs sont fréquemment utilisés dans l'aérospatiale pour convertir un mouvement de rotation à grande vitesse et à faible couple, etc.
- D'autres actionneurs rotatifs spécialisés sont également conçus pour être utilisés sous l'eau.
Ceux-ci sont utilisés dans les applications agricoles pour faire tourner les bras, les flèches ou d'autres dispositifs sur un - intervalle.
- Les actionneurs rotatifs hydrauliques sont normalement utilisés dans les applications nécessitant des couples élevés.
- Ceux-ci sont utilisés dans les industries pour le positionnement, le transfert et le serrage des pièces.
- Il s'agit d'un vérin pneumatique utilisé pour donner un mouvement angulaire ou rotatif en autorisant simplement une course dans un mouvement oscillant avec un angle défini.
- Ceux-ci sont utilisés dans les applications industrielles, marines, manutention de matériaux, robotique, traitement des métaux, etc.
Ainsi, il s'agit de un aperçu de l'actionneur rotatif – types avec applications. Le choix de cet actionneur dépend principalement du couple, de la rotation, de la taille du boîtier, de la méthode d'alimentation, de l'application, des caractéristiques mécaniques de la chose en rotation, de l'existence d'atmosphères instables, etc. Ces actionneurs sont le plus souvent utilisés dans le gaz & industries pétrolières. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un actionneur?
