Actionneurs pneumatiques expliqués : Types, applications et utilisations clés

Par Vitor Rangel, Spécialiste Marketing Produit, Actionneurs, d'Emerson

Les actionneurs pneumatiques, dans certains cas appelés vérins pneumatiques, peuvent être trouvés dans des systèmes automatisés et des machines dans chaque industrie et se déclinent dans une large gamme de tailles, styles et conceptions. Faciles à entretenir, ces composants peuvent fonctionner à haute vitesse, offrant une flexibilité et une valeur tremendes pour un nombre apparemment infini d'applications.

En plus d'être rapides, économiques et fiables, les actionneurs pneumatiques sont également plus propres et plus sûrs que d'autres solutions, ce qui les rend idéaux pour la fabrication, l'emballage, la palettisation, la manutention, l'agroalimentaire et bien d'autres applications. (Nous en couvrirons quelques-unes dans un futur article de blog.)

Ce système multi-axes est construit avec les actionneurs pneumatiques AVENTICS^TM d'Emerson. Le portefeuille éprouvé d'Emerson propose des vérins et actionneurs pour chaque application.

Pour mieux comprendre exactement à quoi servent les actionneurs pneumatiques, commençons par ce qu'ils font. Dans les termes les plus simples, les actionneurs pneumatiques sont des dispositifs qui utilisent l'air comprimé pour alimenter le mouvement. Ce mouvement peut suivre un chemin rotatif ou linéaire, assistant ou effectuant finalement une tâche telle que pousser, tirer, saisir, tourner, alimenter, éjecter, ouvrir, fermer, maintenir, arrêter, serrer, estamper et, comme vous pouvez le deviner, la liste continue. Les forces que ces actionneurs peuvent produire dépendent principalement de l'alésage du vérin (diamètre du piston) et de la pression de fonctionnement, mais la taille de la tige est également une considération très importante sur les vérins à tige.

Types d'actionneurs pneumatiques

Pour répondre à une si large gamme d'applications et d'industries, la variété d'actionneurs pneumatiques disponibles est complète et polyvalente. Ils vont des actionneurs extrêmement compacts utilisés pour de petites applications de manutention aux grands actionneurs pour les travaux les plus puissants, ainsi que des conceptions sans tige qui offrent des courses comme les vérins conventionnels dans une empreinte bien plus petite. Chaque type d'actionneur et ses variations offrent un ensemble unique de caractéristiques et d'avantages basés sur les applications qu'ils desservent. Examinons de plus près certains des types les plus courants :

Vérins à profil et à tirants sont des solutions éprouvées et universelles qui fournissent une force précise et régulée même dans les applications avec des exigences de force élevée et de longues courses. Robustes, fiables et hautement configurables, ils sont fréquemment utilisés dans les applications d'automatisation générale, et ils existent en de nombreux designs pour répondre à une large gamme d'applications, besoins et budgets. Disponibles en constructions aluminium, acier et acier inoxydable, ces vérins sont généralement fabriqués selon les normes dimensionnelles NFPA et ISO pour simplifier l'installation et l'interchangeabilité mondiale.

De gauche à droite : Vérins pneumatiques AVENTICS^TM Série PRA (profil) et TRB (tirants) ISO 15552, AVENTICS^TM Série TM5 TaskMaster^TM, A et PPT NFPA, tous d'Emerson.

Vérins mini et corps rond se déclinent dans une large gamme de tailles, forces et propriétés, ce qui en fait d'excellentes solutions pour de nombreuses applications différentes. Ils sont légers, hautement personnalisables, abordables et offrent un contrôle de force infiniment ajustable, les rendant idéaux pour les petites applications de manutention et l'industrie alimentaire. Principalement non réparables, ces vérins ont généralement des embouts en aluminium ou polymère sertis sur un tube en acier inoxydable, ce qui en fait une solution attrayante, populaire et rentable pour les applications de base de poussée et de positionnement. Certains modèles présentent une construction tout en acier inoxydable pour résister aux environnements caustiques ou corrosifs. Des designs hygiéniques avec des surfaces propres et lisses sont également disponibles pour prévenir l'accumulation de saleté ou de bactéries dans les applications avec des exigences de propreté strictes.

Le design compact et robuste du vérin mini AVENTICS^TM Série MNI d'Emerson offre une durabilité durable dans une petite empreinte.

Vérins à course courte et compacts sont plus courts que les vérins pneumatiques standards de 50 % ou 60 % mais fournissent la même puissance concentrée, précision et fiabilité. Leur taille leur permet de s'adapter parfaitement à pratiquement tout environnement de machine où l'espace d'installation est limité, les rendant excellents pour la fabrication, l'emballage, la palettisation, les semi-conducteurs et la robotique. Ils sont faciles à monter et disponibles en modèles simple et double effet ainsi que versions non rotatives.

Vérins sans tige n'ont pas de tige de piston, ce qui élimine le risque de flexion ou de flambage de la tige par rapport aux vérins conventionnels. Ils offrent une haute fonctionnalité et force d'entraînement dans un petit espace et se déclinent dans une large gamme de tailles et designs, les rendant fondamentaux pour la technologie de manutention automatisée. De nombreux vérins sans tige intègrent des fonctions de guidage de charge comme des paliers de glissement à l'intérieur du vérin ou des rails externes avec des patins de roulement pour supporter des charges lourdes avec une haute précision répétitive. La série AVENTICS^TM RTC d'Emerson présente un piston de forme ovale qui offre une grande résistance aux charges latérales et un design de hauteur globale basse. Les applications courantes vont du flux de matériaux aux ouvre-portes et des processus de coupe et d'entraînement aux applications de manutention impliquant des charges légères à lourdes.

En plus des actionneurs pneumatiques mentionnés ci-dessus, il existe également des actionneurs pneumatiques spécialisés comme les soufflets (ressorts à air), pinces, vérins à guillotine, actionneurs rotatifs à crémaillère et pignon, vérins à visser, vérins à diaphragme flexible et bien d'autres.

Soufflets sont un type d'actionneur sans tige qui fournit des forces élevées dans de petits espaces d'installation et sont incroyablement peu exigeants en maintenance comparés aux vérins conventionnels car ils ne nécessitent pas de pièces mécaniques mobiles. Les versions convolutées sont la variante la plus populaire et présentent un corps en caoutchouc naturel corrugé rendant le produit idéal pour les applications d'isolation contre les vibrations, chocs et bruits, bien qu'ils puissent également être utilisés pour la tension, le levage et le pressage.

Pinces offrent un mouvement parallèle ou angulaire et sont couramment utilisées pour le maintien de pièces, le pick-and-place et les applications de bras robotiques.

Vérins à guillotine sont spécifiquement conçus pour automatiser les vannes à guillotine couramment trouvées dans les industries minières et de traitement des minéraux, énergie, pâte et papier, eaux usées et chimie.

Actionneurs rotatifs à crémaillère et pignon consistent en un piston et une crémaillère qui se déplacent linéairement et causent la rotation d'un pignon d'engrenage et d'un arbre de sortie. Ils sont couramment utilisés pour ouvrir et fermer des vannes ou des registres et fournissent un couple élevé et des angles de rotation ajustables.

Vérins à visser sont principalement utilisés pour la tension et le positionnement de petits composants et, en raison de leur conception filetée, peuvent être installés directement dans les environnements de travail sans prendre de place.

Vérins à diaphragme flexible sont pratiquement sans friction et peuvent être actionnés à basse pression pour fournir un équilibrage précis des forces, en particulier dans les systèmes finement réglés.

Avec tant de types d'actionneurs pneumatiques et d'options à choisir, il peut sembler décourageant de trouver le bon produit pour votre application. Bien qu'il y ait de nombreux facteurs à prendre en compte, des outils en ligne comme le sélecteur de vérins AVENTICS d'Emerson visent à simplifier la sélection d'un actionneur basé sur les paramètres d'application et les caractéristiques de produit souhaitées.

Pour plus d'informations sur ce à quoi servent les actionneurs pneumatiques et pour trouver le bon pour votre application, visitez www.emerson.com/aventics.