Actuadores - Actuators 

Un cilindro actuador transforma la energía en forma de presión del fluido en fuerza mecánica, o acción, para realizar un trabajo. Se utiliza para impartir un movimiento lineal accionado a algún objeto o mecanismo móvil. Un cilindro de accionamiento típico consta de una carcasa, uno o varios pistones y vástagos, y algunas juntas.

La carcasa del cilindro contiene un orificio pulido en el que opera el pistón, y uno o más puertos a través de los cuales el fluido entra y sale del orificio. El pistón y el vástago forman un conjunto. El pistón se mueve hacia delante y hacia atrás dentro del orificio del cilindro, y un vástago acoplado se mueve hacia dentro y hacia fuera de la carcasa del cilindro a través de una abertura en un extremo de la carcasa del cilindro.

Las juntas se utilizan para evitar fugas entre el pistón y el orificio del cilindro y entre el vástago del pistón y el extremo del cilindro. Tanto la carcasa del cilindro como el vástago del émbolo están provistos de dispositivos de montaje y fijación a un objeto o mecanismo que deba ser movido por el cilindro de accionamiento.

Los cilindros de accionamiento son de dos tipos principales: de simple efecto y de doble efecto. El cilindro de accionamiento de simple efecto (una salida) es capaz de producir un movimiento accionado en una sola dirección. El cilindro de accionamiento de doble acción (dos puertos) es capaz de producir un movimiento accionado en dos direcciones.

Actuadores lineales

El fluido a presión entra por el orificio de la izquierda y empuja contra la cara del pistón, forzándolo hacia la derecha. A medida que el pistón se mueve, el aire es forzado a salir de la cámara del muelle a través del orificio de ventilación, comprimiendo el muelle. 

Cuando la presión sobre el fluido se libera hasta el punto de ejercer menos fuerza que la presente en el muelle comprimido, el muelle empuja el pistón hacia la izquierda. A medida que el pistón se mueve hacia la izquierda, el fluido es forzado a salir del puerto de fluido. 

Al mismo tiempo, el pistón en movimiento arrastra aire hacia la cámara del muelle a través del orificio de ventilación. Una válvula de control de tres vías se utiliza normalmente para controlar el funcionamiento de un cilindro de accionamiento de acción simple.

En la figura se ilustra un cilindro de accionamiento de doble acción (dos puertos). El funcionamiento de un cilindro de accionamiento de doble acción suele estar controlado por una válvula selectora de cuatro vías. El funcionamiento de la válvula selectora y del cilindro de accionamiento se discute a continuación.

Cuando la válvula selectora se coloca en la posición ON o EXTEND, se admite fluido bajo presión en la cámara izquierda del cilindro de accionamiento. Esto hace que el pistón sea forzado hacia la derecha. A medida que el pistón se mueve hacia la derecha, empuja el fluido de retorno fuera de la cámara derecha y a través de la válvula selectora hacia el depósito. 

Cuando la válvula selectora se coloca en su posición de RETROCESO, como se ilustra en la figura, la presión del fluido entra en la cámara derecha, forzando el pistón hacia la izquierda. A medida que el pistón se mueve hacia la izquierda, empuja el fluido de retorno fuera de la cámara izquierda y a través de la válvula selectora hacia el depósito.

Además de tener la capacidad de mover una carga a su posición, un cilindro de doble efecto también tiene la capacidad de mantener una carga en su posición. 

Esta capacidad existe porque cuando la válvula selectora utilizada para controlar el funcionamiento del cilindro actuador se coloca en la posición de apagado, el fluido queda atrapado en las cámaras de ambos lados del pistón del cilindro actuador. Los actuadores de bloqueo interno también se utilizan en algunas aplicaciones.

Actuadores rotativos 

Los actuadores rotativos pueden montarse justo en la pieza sin ocupar las largas longitudes de carrera que requieren los cilindros. Los actuadores rotativos no se limitan al arco de giro de 90° típico de los cilindros; pueden alcanzar longitudes de arco de 180°, 360° o incluso 720° o más, dependiendo de la configuración. 

Un tipo de actuador rotativo que se utiliza a menudo es el actuador de piñón y cremallera que se emplea en muchos mecanismos de dirección de ruedas de morro. En un actuador de piñón y cremallera, un pistón largo con un lado mecanizado en forma de cremallera engrana un piñón para girar el eje de salida. 

Un lado del pistón recibe la presión del fluido mientras que el otro lado está conectado al retorno. Cuando el pistón se mueve, hace girar el piñón.