Che cos'è un attuatore a cilindro?
Il termine attuatore cilindrico è un'ampia descrizione applicata a una famiglia di dispositivi che convertono la pressione dell'aria e del fluido o la potenza elettrica in utili movimenti meccanici. Questo movimento, o lavoro come è tecnicamente definito, può essere lineare o rotativo per natura e viene utilizzato per spostare, sollevare, abbassare o afferrare oggetti tramite una disposizione di collegamento. I tipi più comuni di attuatori per cilindri sono varianti motorizzate pneumatiche, idrauliche ed elettriche. Gli attuatori ad aria e ad olio generalmente utilizzano una disposizione a pistoni per avviare il movimento, mentre esempi elettrici utilizzano una vite di comando o un ingranaggio a vite senza fine con ciascun tipo con i suoi specifici vantaggi. L'attuatore a cilindro si trova in molte applicazioni industriali, automobilistiche, hobbistiche e domestiche ed è disponibile in un'ampia gamma di dimensioni e capacità di potenza.
Il principio di funzionamento di base dei cilindri dell'attuatore pneumatico e idraulico è un pistone in un cilindro chiuso che viene mosso dalla pressione dell'aria o dell'olio. In entrambi i casi il cilindro è sigillato su entrambe le estremità con l'asta dell'attuatore che passa attraverso una serie di tenute in un cappuccio terminale. Questo crea una camera chiusa sopra e sotto il pistone. Il fluido in pressione, tipicamente olio di grado idraulico, o aria, viene introdotto in entrambe le camere per spostare il pistone in avanti o indietro che, a sua volta, sposta l'asta dell'attuatore. Una disposizione di valvole consente all'olio o all'aria di fluire nella camera di compressione e fuori dalla camera non attiva in base all'input dell'operatore.
L'asta dell'attuatore è collegata tramite collegamenti all'oggetto per cui è progettata per muoversi. Gli attuatori del cilindro rotante funzionano allo stesso modo, tranne per il fatto che il componente del pistone ha un design diverso e ruota all'interno del cilindro anziché spostarsi su e giù. In questo caso, l'asta dell'attuatore trasferisce questa azione rotante su un disco o piastra che è attaccato al pezzo da lavorare. In entrambi i casi, l'attuatore a cilindro converte il fluido o la pressione dell'aria in un lavoro utile.
Un attuatore a cilindro azionato elettricamente è dotato di un motore che gira un dado o un ingranaggio. L'asta dell'attuatore in questi casi ha una filettatura della vite o un ingranaggio a vite nella sua parte inferiore che impegna questo ingranaggio o dado. La rotazione dell'ingranaggio o del dado fa muovere l'attuatore su e giù nel tubo secondo la direzione in cui gira il motore. L'asta dell'attuatore trasferisce quindi questo movimento lineare sul pezzo come fanno gli attuatori ad aria o ad olio.
I diversi tipi di attuatori a cilindro presentano caratteristiche individuali che li rendono particolarmente adatti ad applicazioni specifiche. Gli attuatori pneumatici sono le varianti per scopi generici più convenienti che offrono un buon equilibrio di potenza alle dimensioni del cilindro. Sono anche utili quando l'energia elettrica non è prontamente disponibile. Gli attuatori idraulici sono i più potenti di tutti i tipi, offrendo livelli estremi di coppia in qualsiasi dimensione del cilindro. Gli attuatori elettrici sono i tipi più precisi in grado di fornire il loro movimento con incrementi molto precisi.
L'attuatore a cilindro è un componente comune delle macchine movimento terra e movimento terra e delle attrezzature industriali e automobilistiche ed è parte integrante di molti progetti di hobby. Si incontrano spesso in casa sotto forma di porte, lucernari e apribili. L'attuatore a cilindro è disponibile in una vasta gamma di dimensioni e potenze che vanno dai minicilindri hobbisti con diametro inferiore a mezzo pollice a versioni industriali giganti con un diametro di alcuni piedi in grado di spostare decine di migliaia di sterline.