Gli attuatori pneumatici sono meccanismi che convertono l’energia potenziale di un gas compresso, più frequentemente aria, in energia meccanica per azionare un macchinario. Il gas compresso viene diretto in uno spazio in cui la sua espansione aziona un pistone o un albero per avviare il movimento. I tipi di attuatori pneumatici comunemente trovati includono cilindri pneumatici a semplice o doppio effetto, attuatori rotanti e attuatori a membrana. I cilindri pneumatici possono anche funzionare in base a un design senza stelo che incorpora magneti, bande o cavi.
Gli attuatori pneumatici a cilindro utilizzano una valvola per iniettare gas compresso in una camera chiusa con un pistone. L’espansione del gas spinge il pistone lungo la lunghezza del cilindro. Il pistone è normalmente collegato ad uno stelo che si muove per iniziare un’operazione meccanica. I cilindri pneumatici sono spesso utilizzati in ambienti di produzione come linee di assemblaggio, carico e scarico di prodotti o per aiutare in altro modo il controllo del movimento di un processo.
Un cilindro a semplice effetto utilizza una molla per riportare il pistone nella posizione iniziale. Un cilindro a doppio effetto utilizza due diversi flussi di gas compresso, uno a ciascuna estremità del cilindro. Un flusso d’aria spinge il pistone lontano dal punto iniziale e l’altro lo spinge indietro all’altra estremità del cilindro.
Gli attuatori pneumatici rotanti prendono l’energia potenziale del gas compresso e la convertono in coppia o movimento rotatorio. L’attuatore guida un’asta attraverso un arco, solitamente tra 45 e 180 gradi di rotazione. L’interno dell’attuatore può utilizzare palette rotanti per creare il movimento o una configurazione a cremagliera e pignone. Gli attuatori rotanti possono operare in uno spazio più piccolo di un cilindro che richiede lunghezza per la corsa del pistone.
Un altro design è un attuatore pneumatico a membrana. In questa configurazione, un’asta è collegata a un diaframma che divide uno spazio in due camere. Due flussi di gas compressi separati, uno su ciascun lato del diaframma, creano un differenziale di pressione che provoca la spinta dell’asta verso l’esterno. Molti di questi attuatori sono dotati di una molla per riportare l’asta nella sua posizione originale.
I modelli senza stelo di attuatori pneumatici possono funzionare con una lunghezza inferiore rispetto a un cilindro con stelo. La forza di corsa creata dall’aria compressa è contenuta all’interno dell’attuatore. Il cilindro è supportato su slitte o cuscinetti per trasmettere dolcemente il movimento al processo e mantenere il supporto del carico per tutta la corsa del pistone. Il movimento è controllato con magneti accoppiati, un nastro sigillante o cavi.