Qu’est-ce qu’un actionneur rotatif ?
Un actionneur rotatif est un type d’actionneur qui convertit la pression d’air comprimé ou la pression hydraulique en mouvement rotatif.
Par rapport aux actionneurs linéaires, les actionneurs rotatifs peuvent être utilisés dans des espaces plus restreints. En particulier lorsqu’ils utilisent la pression hydraulique, ils peuvent être entraînés avec un couple élevé. Les types d’actionneurs rotatifs comprennent les actionneurs à pignon et crémaillère avec des engrenages droits et circulaires, les actionneurs à arcade avec un arbre, un ressort et un arbre rotatif, et les actionneurs à palettes avec un arbre et des palettes dans une chambre circulaire.
Comme les cylindres à air, ils utilisent de l’air comprimé pour générer une force de rotation et sont utilisés dans la production.
Utilisations des actionneurs rotatifs
Les actionneurs rotatifs sont utilisés pour entraîner toutes sortes de machines dans les aciéries, les engins de construction et les usines de production. Les applications pratiques sur ces sites comprennent l’agitation, le positionnement, la traction, le levage, l’ouverture et la fermeture.
Voici quelques exemples d’utilisation des actionneurs rotatifs :
- Mouvements de levage et de rotation dans les ascenseurs automatiques.
- Ouverture et fermeture des écoutilles et des vannes dans les sous-marins.
- Positionnement des foreuses dans les machines utilisées dans les mines.
- Actionnement des pivots, des portes et des trappes de grues.
En fonction de l’utilisation, des facteurs tels que le couple, la vitesse, la résistance aux vibrations et à la chaleur et la taille doivent être pris en compte lors de la sélection de l’actionneur.
Principe des actionneurs rotatifs
Les actionneurs rotatifs sont généralement alimentés par une énergie pneumatique, hydraulique ou électrique. Selon le type, différents mécanismes sont utilisés pour convertir l’air comprimé (air), la pression hydraulique des tuyaux et l’énergie électrique en mouvement mécanique rotatif.
Par exemple, dans le cas des actionneurs pneumatiques, le type à palettes alimente en air comprimé un espace à l’intérieur du corps de l’actionneur appelé chambre. Il utilise le couple pour faire tourner l’arbre rotatif de sortie connecté lorsque l’air comprimé pousse contre le diviseur d’espace appelé palettes. Dans le type crémaillère et pignon, un piston cylindrique actionné par de l’air comprimé fait tourner un engrenage linéaire, dont la force actionne l’arbre rotatif de sortie relié à l’engrenage circulaire.
Pour l’hydraulique, l’on utilise souvent un mécanisme comprenant un piston et un arbre rotatif, connu sous le nom de type “Scotch yoke”. Pour l’électrique, des moteurs sans balais et divers autres moteurs sont utilisés pour fournir la force rotative de sortie pour les actionneurs rotatifs.
En général, les forces de couple rotatif pneumatiques, électriques et hydrauliques sont plus faciles à obtenir, dans cet ordre. Cependant, l’hydraulique en particulier nécessite des équipements de tuyauterie, des pompes et diverses opérations de maintenance liées à l’huile, ainsi qu’une faible efficacité énergétique. La tendance aux moteurs électriques s’est récemment imposée. Certains fabricants se préoccupent également des questions environnementales et proposent des actionneurs rotatifs hybrides qui combinent les meilleurs aspects de l’hydraulique et de l’électrique.
Types d’actionneurs rotatifs
1. Type à crémaillère et pignon
Le type à crémaillère se compose d’un engrenage linéaire appelé crémaillère, d’un engrenage circulaire appelé pignon, d’un piston actionné par de l’air comprimé et de chambres situées de part et d’autre du piston. Les chambres sont remplies d’air comprimé, qui pousse le piston, lequel actionne à son tour l’engrenage linéaire en liaison avec le piston, ce qui entraîne la rotation de l’engrenage circulaire.
Cette rotation permet au mécanisme de fonctionner comme un actionneur pour un mouvement rotatif. Sur le plan structurel, il présente des propriétés d’étanchéité élevées et relativement peu de fuites d’air, mais sa structure complexe et son coût élevé sont ses inconvénients.
2. Type à étrier Scotch
Le type à étrier Scotch, principalement utilisé en hydraulique, se compose d’un piston, d’un ressort et d’un arbre rotatif. La pression hydraulique fait monter et descendre le piston, qui est converti en un mouvement rotatif par l’arbre rotatif et fonctionne comme un actionneur rotatif.
3. Type à palettes
Le type à palettes se compose d’une chambre dans un arbre circulaire auquel les palettes sont reliées. La chambre comporte deux espaces avec des palettes : en remplissant l’un des côtés d’air comprimé, l’arbre se déplace dans une direction rotative et est converti en un mouvement rotatif.
Une chambre à une ailette est appelée ailette simple, tandis qu’une chambre à deux ailettes est appelée ailette double. Les doubles palettes peuvent avoir un angle d’oscillation limité, mais peuvent fournir un couple de rotation deux fois supérieur à celui d’une simple palette.