O que é um atuador de cilindro?

O termo atuador de cilindro é uma descrição ampla aplicada a uma família de dispositivos que convertem pressão de ar e fluido ou energia elétrica em movimento mecânico útil. Esse movimento, ou trabalho como é tecnicamente denominado, pode ser linear ou rotativo por natureza e é usado para mover, levantar, abaixar ou agarrar objetos por meio de um arranjo de ligação. Os tipos mais comuns de atuadores de cilindro são variantes acionadas por motor pneumático, hidráulico e elétrico. Os atuadores movidos a ar e óleo geralmente usam um arranjo de pistão para iniciar o movimento, enquanto exemplos elétricos usam um parafuso de avanço ou engrenagem helicoidal, com cada tipo tendo seus próprios benefícios específicos. O atuador de cilindro é encontrado em muitas aplicações industriais, automotivas, de hobby e domésticas e está disponível em uma ampla variedade de tamanhos e capacidades de energia.

O princípio básico de funcionamento dos cilindros dos atuadores pneumáticos e hidráulicos é um pistão em um cilindro fechado que é movido pela pressão do ar ou do óleo. Nos dois casos, o cilindro é vedado nas duas extremidades, com a haste do atuador passando por um conjunto de vedações em uma tampa. Isso cria uma câmara fechada acima e abaixo do pistão. O fluido pressurizado, normalmente óleo de classe hidráulica ou ar, é introduzido em qualquer câmara para mover o pistão para frente ou para trás, o que, por sua vez, move a haste do atuador. Um arranjo de válvulas permite que o óleo ou o ar flua para a câmara de compressão e para fora da câmara não ativa de acordo com a entrada do operador.

A haste do atuador é conectada através de articulações ao objeto para o qual foi projetada para se mover. Os atuadores rotativos de cilindro funcionam da mesma maneira, exceto que o componente do pistão tem um design diferente e gira dentro do cilindro, em vez de subir e descer. Nesse caso, a haste do atuador transfere essa ação rotativa para um disco ou placa que está presa à peça de trabalho. Nos dois casos, o atuador do cilindro converte a pressão do fluido ou do ar em trabalho útil.

Um atuador de cilindro operado eletricamente é equipado com um acionamento de motor que gira uma porca ou engrenagem. A haste do atuador nesses casos possui uma rosca de parafuso guia ou engrenagem helicoidal cortada em sua parte inferior, que engata essa engrenagem ou porca. A rotação da engrenagem ou porca faz com que o atuador suba e desça o tubo de acordo com a direção na qual o motor gira. A haste do atuador transfere esse movimento linear para a peça de trabalho da mesma maneira que os atuadores acionados por ar ou óleo.

Os diferentes tipos de atuadores de cilindro têm características individuais, o que os torna particularmente adequados para aplicações específicas. Os atuadores acionados a ar são as variantes de uso geral mais econômicas, oferecendo um bom equilíbrio de potência para o tamanho do cilindro. Eles também são úteis quando a energia elétrica não está prontamente disponível. Os atuadores hidráulicos são os mais poderosos de todos os tipos, fornecendo níveis extremos de torque em qualquer tamanho de cilindro. Atuadores elétricos são os tipos mais precisos, capazes de fornecer seu movimento em incrementos muito precisos.

O atuador de cilindro é um componente comum de máquinas de construção e movimentação de terra e equipamentos industriais e automotivos, e é parte integrante de muitos projetos de hobby. Eles também são frequentemente encontrados em casa na forma de portas, clarabóias e abridores de janelas. O atuador de cilindro vem em uma ampla variedade de tamanhos e potências, desde minicilindros amadores com menos de meia polegada de diâmetro até versões industriais gigantes de vários metros de diâmetro, capazes de movimentar dezenas de milhares de libras.