Un actionneur linéaire est tout dispositif qui produit un travail en convertissant l’énergie non linéaire en mouvement linéaire. Il existe de nombreux types différents de sources d’énergie primaire utilisées dans les actionneurs linéaires, allant des moteurs électriques à la pression de fluide et d’air et à la dilatation thermique. Chaque type ou classe d’actionneur convient à différentes applications en fonction de la taille, de la sortie, du potentiel et des exigences de puissance. Ceux-ci incluent des ouvre-portes, des actionneurs de machine robustes et de minuscules contrôleurs de processus de précision.
Il existe un nombre impressionnant de processus, de machines et d’appareils qui utilisent des dispositifs fournissant un actionnement linéaire. Ceux-ci vont de l’humble ouvre-boîte de DVD aux béliers hydrauliques géants capables de produire des dizaines de milliers de livres de pression. Le principe de base derrière ces dispositifs indispensables est la conversion d’une source d’énergie non linéaire, généralement petite, en un mouvement linéaire de magnitude accrue. Il existe plusieurs sources d’énergie primaire couramment utilisées dans les actionneurs linéaires ; chacun a son propre mécanisme de conversion particulier. Le plus souvent, il s’agit d’entrées de mouvement rotatif ou de fluide sous pression, bien qu’il existe plusieurs types moins fréquemment utilisés tels que les actionneurs à cire chaude.
L’actionneur linéaire à source rotative utilise généralement un moteur électrique pour fournir son énergie d’entrée. Cet actionneur utilise des cames ou des vis sans fin pour convertir l’énergie de rotation du moteur en un mouvement en ligne droite. L’exemple de la vis mère est un choix populaire car il offre une large gamme de potentiel de longueur d’extension. Le moteur fait tourner une vis à filetage grossier qui passe à travers un écrou fixé au bras de l’actionneur. L’écrou et l’actionneur ne peuvent pas tourner et, par conséquent, avancent vers le haut et vers le bas de la vis mère lorsqu’elle tourne en fournissant un mouvement linéaire.
Un actionneur linéaire de type came utilise une came excentrique connectée au bras de l’actionneur via une série de liaisons ou une fente dans la face de la came. Lorsque la came tourne, elle pousse le bras de l’actionneur vers l’avant ou le retire. Cette variante n’a pas une plage de mouvement aussi large que l’actionneur à vis sans fin mais est capable d’entrées très précises. Les actionneurs à came utilisent souvent des moteurs pas à pas électroniques qui permettent un contrôle d’avancement accru et la précision supplémentaire nécessaire pour un contrôle de processus de précision.
Les actionneurs hydrauliques et pneumatiques utilisent un gaz ou un liquide sous pression pour obtenir un mouvement linéaire et possèdent le plus grand potentiel de sortie. Ces systèmes se composent d’un piston contenu dans un tube scellé avec des valves à chaque extrémité. Le piston est relié à une tige d’actionnement qui traverse un joint à une extrémité du tube. Une source externe de gaz ou de liquide sous pression, typiquement de l’air ou de l’huile hydraulique, est introduite dans le cylindre via l’une des vannes. Selon que le fluide est introduit au dessus ou en dessous du piston, l’actionneur va avancer ou reculer.
Il existe de nombreux autres types d’actionneurs linéaires moins fréquemment utilisés, tels que les actionneurs thermiques, qui utilisent l’expansion de matériaux tels que la cire pour fournir un mouvement linéaire. Les autres types comprennent les actionneurs piézoélectriques, magnétiques et à crémaillère. Le plus simple de tous est peut-être le type de vis manuelle similaire à celle utilisée pour ajuster un vernier. Ce type d’actionneur linéaire utilise le même principe que les variétés à vis sans fin mais a généralement un filetage plus fin pour un réglage plus précis.