Qu'est-ce qu'un actionneur linéaire?
Un actionneur linéaire est un dispositif qui produit un travail en convertissant de l'énergie non linéaire en mouvement linéaire. Il existe de nombreux types de sources d'énergie primaire utilisées dans les actionneurs linéaires, allant des moteurs électriques aux pressions de fluide et d'air et à la dilatation thermique. Chaque type ou classe d'actionneur convient à différentes applications en fonction de la taille, de la puissance, du potentiel et de la puissance requise. Celles-ci comprennent des ouvre-portes, des actionneurs de machines très robustes et de minuscules contrôleurs de processus de précision.
Un nombre incroyable de processus, de machines et d'appareils utilisent des dispositifs fournissant un actionnement linéaire. Celles-ci vont du simple ouvre-plateau de DVD aux puissants béliers hydrauliques capables de produire des dizaines de milliers de livres de pression. Le principe de base de ces dispositifs indispensables est la conversion d’une source d’énergie non linéaire, généralement petite, en un mouvement linéaire de plus grande ampleur. Il existe plusieurs sources d’énergie primaire couramment utilisées dans les actionneurs linéaires; chacun a son propre mécanisme de conversion. Le plus souvent, il s'agit d'entrées à mouvement rotatif ou à fluide sous pression, bien qu'il existe plusieurs types moins fréquemment utilisés, tels que les actionneurs à cire chaude.
L'actionneur linéaire à source rotative utilise généralement un moteur électrique pour fournir son énergie d'entrée. Cet actionneur utilise des cames ou des arrangements de vis-mère pour convertir l'énergie de rotation du moteur en mouvement rectiligne. L'exemple de la vis mère est un choix populaire car il fournit une large gamme de potentiel de longueur d'extension. Le moteur tourne une vis à filetage grossier qui passe à travers un écrou fixé au bras de l'actionneur. L'écrou et l'actionneur sont empêchés de tourner et, par conséquent, font avancer la vis mère de haut en bas, ce qui produit un mouvement linéaire.
Un actionneur linéaire du type à came utilise une came excentrique connectée au bras de l'actionneur via une série de liaisons ou une fente dans la face de la came. Lorsque la came tourne, elle pousse le bras de l'actionneur vers l'avant ou le tire en arrière. Cette variante ne présente pas une plage de mouvement aussi large que l'actionneur à vis mère, mais est capable d'entrées très précises. Les actionneurs à cames utilisent souvent des moteurs pas à pas électroniques qui permettent un contrôle accru de l'avancement et la précision supplémentaire nécessaire pour un contrôle de processus de précision.
Les actionneurs hydrauliques et pneumatiques utilisent un gaz ou un liquide sous pression pour réaliser un mouvement linéaire et possèdent le potentiel de sortie le plus élevé. Ces systèmes consistent en un piston contenu dans un tube scellé avec des vannes à chaque extrémité. Le piston est relié à une tige d'actionneur qui traverse un joint à une extrémité du tube. Une source externe de gaz ou de liquide sous pression, généralement de l'air ou de l'huile hydraulique, est introduite dans le cylindre via l'une des vannes. Selon que le fluide est introduit au-dessus ou au-dessous du piston, l'actionneur avance ou recule.
Il existe de nombreux autres types d'actionneurs linéaires moins fréquemment utilisés, tels que les actionneurs thermiques, qui utilisent la dilatation de matériaux tels que la cire pour fournir un mouvement linéaire. D'autres types incluent les actionneurs piézoélectriques, magnétiques et à crémaillère. Le plus simple de tous est peut-être le type à vis manuelle similaire à celui utilisé pour ajuster un vernier. Ce type d’actionneur linéaire utilise le même principe que les modèles à vis-mère, mais a généralement un filetage plus fin pour un réglage plus précis.